Verfahrbarer Kran für schwere Güter
Die Erfindung betrifft einen verfahrbaren Kran für schwere Güter, vornehmlich, aber nicht ausschließlich bestimmt für Binnenschiffe und leichte Seeschiffe, dadurch gekennzeichnet, daß der aus zwei gekoppelten, schwenkbaren Auslegern bestehende Kran längsschiffs verfahrbar die Lasten, z.B. Container, über Bug oder Heck aufnimmt oder abgibt, zusammenlegbar ist und vornehmlich mit Hilfe von Schubketten betätigt wird.
Containerkräne für Bord- und landinstallation sind in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Sie zeichnen sich in aller Hegel durch hohes Gewicht, hohe Schwerpunktlage, aufwendige Technik und damit hohen Preis aus. Sie können daher wirtschaftlich nur an Plätzen mit großem Umschlagbedarf (z.B. Terminals) eingesetzt werden. So konnte wegen Fehlens bordeigener Umschlagmöglichkeiten die Binnenschiffahrt am Containerverkehr erst teilnehmen, nachdem entsprechende kostenaufwendige Containerterminals mit landgestützten Umschlagmitteln errichtet worden waren.
Besonders in den Ländern der zweiten und dritten Welt ist z.B. ein flächendeckendes Einbinden in den Welt-Containerverkehr unter Verwendung der natürlichen, keinen Aufwand erfordernden Wasserwege nicht möhlich,
weil es an geeigneten Container-Umschlageinrichtungen für leichtere Schiffe bei geringem Investitionsaufwand fehlt. Der gegenwärtig übliche Querschiffs-Umschlag ist mit bordeigenem Geschirr nur mit Schiffen beachtlicher Verdrängung imd Breite möglich, die für ein flächendeckendes Zubringernetz mit geringem Verkehrsvolumen zu aufwendig oder für die Wasserwege zu groß sind.
Der Transport von gefährlichen Gütern in Containern auf Binnenwasserwegen gilt als relativ wenig gefährdend, erfordert aber längere Straßentransportwege von den in oder nahe von Großstädten mit hohem Verkehrsaufkommen liegenden Terminals.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Kran für den Umschlag schwerer Güter, z.B. von Containern, vorzustellen, der auf Binnen- und leichten Seeschiffen installierbar ist, das Auftreten von Stabilitätsproblemen beim Umschlag ausschließt, mit einfacher Technik auskommt und deshalb preisgünstig herstellbar ist und auch in ortsfesten Anlagen sinnvoll einsetzbar ist.
Durch Verwendung von Schubketten läßt sich der Ausleger des Krans in einfacher Weise aus etwa waagerechter Position (Transportsteilung) um nahezu 180º schwenken ( weiteste Ausladung) und auf der Schienenbahn bewegen. Durch Kombinatioa beider Antriebe können die lasten in beliebiger Weise bewegt werden. Der Umschlag von Containern ist auch außerhalb von Hafenanlagen, z.B. an Fähr-Rampen, in geneigten, befestigten Uferbreichen usw. möglich. Dort kann
unabhängig von Hoch- und Niedrigwasser umgeschlagen werden. Weiter kann z.B. entlang des Rheins an vielen Stellen außerhalb von Ortschaften Gefahrgut angelandet/aufgenommen werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen diese Zeichnungen lediglich Ausführungsbeispiele und schließen andere denkbare erfindungsgemäße Gestaltungen nicht aus.
Pur die bei dem Kran mehrfach zum Einsatz kommende Schubkette (5 , 8 , 20) einschließlich ihrer Antriebs- und Umlenkgehäuse ( 6, 9, 14, 21 ) sind gesondert Schutzrechte beantragt. Diese Teile werden daher hier nicht im Detail beschrieben. Wesentliches Kennzeichen der Schubkette ist, daß sie nach Art einer Rollenkette aufgebaut, sowohl Schubals auch Zugkräfte zu übertragen vermag und außerhalb der Gehäuse gegen Einknicken gesichert ist. Die Gehäuse sind so gestaltet, daß die Kette unter Last mit unterschiedlichem Winkel aus- bezw. eintreten kann. Alle Antriebe sind selstsperrend ausgestaltete
Die Schutzrechte für Schubkette und zugehörigen Antrieb sind beim Deutschen Patentamt unter der Nr. G 88 06 871.4 und als PCT-Anmeldung uter DE89/00322 registriert.
Im folgenden wird der Kran installiert auf einem Binnenschiff dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Binnenschiff mit Kran in Seitenansicht, einen Container auf einen Trailer an Land absetzend,
Fig. 2 den Kran, einen Container an Bord aufnehmend,
Fig. 3 den Kran zusammengelegt in Transportstellung,
Fig. 4 eine Gestaltung der Kranschiene (1), Oberrolle (2) und Unterrollen (3), Kranwagen (4), Ausleger (11) und
Stütze (12) in Transportstellung im Schnitt,
Fig. 5 den Ausleger (11) im Längsschnitt mit eingebautem hydraulischen Hubwerk .
Fig. 6 den Querträger (15) im Schnitt und
Fig. 7 den halbautomatischen Schwerpunktausgleich.
In Fig. 1 ist die auf dem seitlichen Längsgang neben der Ladeluke verlegte Kranschiene (1) sichtbar, die bis
zum äußeren Ende des rechteckig gestalteten Bugs reicht, um eine möglichst große Reichweite des Auslegers (11) zu erreichen. Auf der Kranschiene rollt der Kranwagen (4), bewegt durch die Schubkette (5), diese angetrieben durch den Schubkettenantrieb (6). Die Schubkettenantriebe beider Kranwagen (4) werden, um Synchronlauf sicherzustellen, über eine gemeinsame Welle von einer Antriebsmaschine z.B. über ein selbstsperrendes Schneckengetriebe angetrieben.
Auf dem Kranwagen (4) sind jeweils um das Lager (10) drehbar der Ausleger (11) und die Stütze (12) angebracht. Während der Ausleger (11) in der Regel rechteckigen oder runden Querschnitt hat ( vergl. Fig. 6), hat die Stütze (12) vorzugsweise U-förmigen Querschnitt, sodaß die Stütze (12) in beigeklapptem Zustand den Ausleger (11) in sich aufnehmen kann.
Die beiden Ausleger (11) und Stützen (12) sind durch fest angebrachte Querträger (15) miteinander verbunden. Perner sind Ausleger (11) und Stütze (12) jeder Seite mit einer Versteifung mit Knickgelenk (14) versehen. Die Versteifung (14) ist in gestrecktem Zustand selbstverriegelnd und sichert einen vorgegebenen Spreizwinkel während des Betriebes. Mit Hilfe der Schubkette (8), die von dem Schubkettenantrieb (9) auf dem Kranwagen (4) angetrieben wird, am Ausleger (11) drehbar befestigt ist und über das Umlenkgehäuse (14) an der Spitze der Stütze (12) geführt ist, wird der Ausleger (11) aus seiner Ruhestellung nach oben gedrückt und so aufgerichtet. Dabei streckt sich die Versteifung (13) und nimmt mit weiterem Schwenken die Stütze (12) mit. Die Stütze (12) verhinda't auch bei weiter Ausläge des Auslegers (11) eine sonst notwendige Überdimensionierung der Schubkette (8).
Alternativ kann auch die Verbindung zwischen Ausleger (11) und Stütze (12) an ihren äußersten Punkten durch einen einknickbaren und in beiden Endstellungen verriegelbaren Verbindungsträger gebildet werden, der durch Bewegen des Kranwagens (4) an einem Gleitstück entlanggleitend bis zur Streckung bewegt wird .
Um die in mehreren Reihen an Bord stehenden Container zweckmäßig erfassen zu können, befindet sich auf dem rohrförmig ausgeführten Querträger ((15) ein diesen umfassender Abstandhalter (16) von etwa Containerbreite, der auf dem Querträger (15) bewegbar ist und an dem das Heißgeschirr (22) befestigt ist.
Zum Umschlag an einer befestigten Pieranlage (vergl. Fig.1) wird das Schiff mit stromauf gelegtem Heckanker und strom- auf belegter Bugleine festgemacht. Dabei kann der Bug sich auf der Kante der Kaimauer abstützen, insbesondere, wenn es sich um ein Boot geringer Wasserverdrändung handelt.
Der Container wird von dem auf der Pier bereitstehenden Trailer (32) abgehoben, an Bord geschwenkt. Dabei ist die Schubkette (8) auf Zug belastet. Beim Durchschwenken des Auslegers (11) in die Position gem. Fig. 2 stützt die
Kette (8) den Ausleger (11) und wird auf Schub belastet. Durch wechselseitiges Betätigen der Schubketten(8) und der Ketten {5) für die Kranwagen (4) wird eine etwa senkrechte Lastbewegung erzeugt, durch gleichzeitiges, aufeinander abgestimmtes Betätigen beider Antriebe ist senkrechte Lastbewegung möglich.
Zum Bestreichen größerer Absteilflächen entlang der Pieranlage wird das Schiff durch Einholen/Stecken von Ahkerkette und Vorleine parallel zur Pier bewegt.
Müssen die Container auf der Pier abgesetzt werden, so stehen für den Abtransport verschiedene Pahrzeuge mit Ladegeräten einfacher B auart zur Verfügung, für die gesonderte Schutzrechte beantragt wurden.
Zur Aufhebung der bei ausgeschwenktem Ausleger (11) auftretenden Kippmomente ist der Kranwagen (4) (vergl. Fig. 4 u. 5) auf der Kranschiene (1) in Doppel-T-Form mit Oberrolle (2) und Unterrollen (3) befestigt. Alternativ kann eine U- förmige Kranschiene Verwendung finden oder statt Ober- und
und Unterrollen der Kranwagen mit in die Schienen eingreifenden Rollen nach Gabelstaplerart geführt werden.
In Fig. 5 ist weiter die Anbringung der Schubkette (5) zur Bewegung des Kranwagens (4) und der zugehörige Antrieb (6) mit der Antriebswelle (7) erkennbar.
Der kastenförmige Kranwagen (4) dient gleichzeitig als Magazin für die nicht genutzten Teile der Schubkette (8). Der mit den beiden Auslegern (11) fest verbundene Querträger (15) ist vorzugsweise rohrfcrmig ausgebildet. Auf ihm ist der Abstandhalter (16) ebenfalls rohrfcrmig und den Querträger (15) umfassend, beweglich angebracht. Der
Abstandhalter ist so dimensioniert, daß das Lastgeschirr (22) senkrecht zu den Anschlagpunkten geführt werden kann. An beiden Enden des Abstandhalters (16) sind Kugelkäfige (17) fest angebracht, die, mit Kugeln (18) gefüllt, sowohl eine Bewegung des Abstandhalters (16) zwischen den beiden Auslegern (11) zur Positionierung über der Last ermöglichen, wie auch eine Drehbewegung auf dem Querträger, wenn die Ausleger (11) geschwenkt werden. Einseitig am Abstandhalter (16) ist drehbar eine Schubkettenhalt-erung (19) angebracht, an der die die Querbewegung des Abstandhälters (16) bewirkende Schubketτe (20) befestigt ist. Die Schubkette (20) wird von dem an oder im Ausleger (11) befestigten Schubkettenantrieb (21) bewegt.
Am Abstandshalter (16) ist das Lastgeschirr (22)zum Anschlagen der Last vornehmlich paarweise an jeder Seite befestigt.
Für Container kommen in der Regel Stroppen mit Container
Haken zur Anwendung. Die Stroppen können je nach Zugänglich keit in die oberen oder unteren Containerbeschläge eingebracht werden. Werden die Container an Bord in mehreren Lagen gestaut, so kann durch Stroppen unterschiedlicher Länge eine zweckmäßige Hutzung der Hubhöhe der Ausleger bewirkt werden.
In einer Alternative können die Ausleger (11) teleskopierbar ausgebildet sein, um die Hubhöhe des Krans zu vergrößern.
In einer weiteren Alternative kann der Abstandhalter (16) querverschiebbar auf einer Quertraverse (23) befestigt sein, die unterhalb des Querträgers (15) an zwei Seilen (24)hängend angebracht ist. Die Seile (24) sind über Seilrollen (25) an den Spitzen der Ausleger und über Umlenkrollen
(26) geführt und am Ausleger befestigt. Die Umlenkrollen werden von Stellgliedern (27), z.B. Hydraulik-Zylindern, bewegt und so ein Heben und Senken der Last bewirkt, (vergl. Fig. 5).
Zur Bewegung der Kranwagen (4) können gemäß dieser Erfindüng auch alternativ umlaufende Seile oder Ketten oder Zahnstangentriebe verwendet werden.
Container und andere Lasten haben nicht immer einen mittigen Schwerpunkt. Besonders 40' Container können daher in der Längsachse erheblich geneigt sein. Das kann ihre Handhabung erschweren, das Einbringen in enge Räume oder Halterungen sogar ausschließen. In Fig. 7 ist eine halbautomatische Einrichtung zum Erfassen der Last im Schwerpunkt dar
gestellt. Es wird davon ausgegangen, daß beim Anheben einer Last sofort erkennbar ist, wenn sie nicht über dem Schwerpunkt aufgehängt ist. Durch Wiederabsetzen und zweckmäßige Verstellung des Aufhängepunktes (z.B. durch Bewegen des Kranes) kann die Last im Schwerpunkt erfaßt werden, wenn die Stroppen in ihrer Länge sich dabei selbsttätig verstellen und in der neuen Stellung arretierbar sind.
Die beiden Stroppenpaare (30,30') sind in etwa Lastbreite (Containerbreite) nebeneinander geführt. Sie sind z.B. mit einer Gliederkette (31) miteinander verbunden. Der Abstandhalter (16) ist an seinen Enden mit ihn umfassenden, drehbar angebrachten Zahnrädern (32) mit den Ketten (31) entspreche der Verzahnung versehen. Weiterhin befinden sich außerhalb der Kettenräder umfassende fest verbundene Feinverzahnungen. Weiter sind Führungshebel (37) mit Hocken (36) drehbar befestigt. Die Führungshebel sind mit Gleitflächen (38) ausgestattet und werden mit Zugfedern (39) einwärts gezogen. Unter Last strecken sich die angeschlagenen Stroppen (30) und stellen die beiden Enden der Gliederkette schräg. Der Führungshebel (37) mit seinem Nocken (36) drückt auf den in der Zahήklotzhalterung (41) gelagerten Zahnklotz (40), der sich dadurch in die Feinverzahnung (34) einpreßt und eine Längenveränderung der Stropυen (30) mit Mittelteil Gliederkette (31) verhindert. Die Last hängt sicher mit der
Schwerpunktlage entsprechenden unterschiedlich langen
Stroppen im Kran. Alternativ kann die Vorrichtung als selbständige Baugruppe mit Aufhängeglied gefertigt sein.
Alternativ kann die Punktion der Schubkette (8) auch durch eine Kombination aus verstellbarer Seilverbindung zwischen Stützen (12) und Auslegern (11), Hydraulikzylindern als Verbindung zwischen Stützen (12) und Kranwagen (4) etwa nahe (9) und einer Vorrichtung zum Aufrichten bestehen. In Transportsteilung liegt der Hydraulikzylinder unterhalb der Stütze (12) und dem Ausleger (11), drehbar am äußeren Ende der Stütze befestigt. Das freie Ende des Zylinders gleitet mit einem Gleitschuh in einer Pührur-gsschiene auf dem Kranwagen (4). Am Gleitschuh ist ein drehbarer Hebel befestigt, der unter Stütze (12) und Ausleger (11) greift und bei Betätigung diese leicht anwinkelt. Der Hebel ist in Transportstellung an einem geeigneten Punkt, z.B. mit eine Seil an stationären Teilen des Schiffes befestigt. Durch Verfahren des Kranwagens (4) wird über den Hebel zuerst Stütze (12) und Ausleger (11) leicht angehoben, damit stellt sich auch der Hydraulikzylinder leicht schräg, nach dem der Hebel gegen einen begrenzenden Anschlag gestoßen ist, zieht nun das Seil den Hydraulikzylinder hin zum Wagenende (4) nahe (9) in eine Endstellung. Dort wird der Hydraulikzylinder drehbar verriegelt. Dieser Bewegungsvorgang ist in der Regel, aber nicht ausschließlich, allein für das Aufrichten des Kranes in Betriebsstelltmg vorgesehen, weniger zum Heben von Lasten ( die ungünstigen Kraftangriffswihkel würden großdimensionierte Zylinder erfordern). Mit Hilfe der Hydraulikzylinder lassen sich die Stützen (12) ein wenig über die Senkrechte hinaus bewegen.
Sie leisten dabei die nutwendige Hubarbeit.
Die Ausleger (11) sind mit Seilen z.B. vergleichbar wie in Fig, 5 (23 - 27) dargestellt, gehalten. Die Seile tragen die Last nach Überschreiten des oberen Totpunktes.
Weitere Alternativen in Verfolg der eingangs geschilderten Grundgedanken sind vorstellbar und von dieser Erfindung mit erfaßt. So können für das Aufrichten zusätzliche Stellglieder vorgesehen werden, auch kann statt der Schubkette (8) zwischen Kranwagen (4) und Stütze (12) ein Gelenkhebel vorgesehen sein, der von einem Stellglied gestreckt wird.