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Die Erfindung betrifft ein Verriegelungssystem
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Derartige Verriegelungssysteme sind
Bestandteile von Hebegeräten,
die zum Transport von Lastträgern
eingesetzt werden. Die Hebegeräte
dienen insbesondere zum Transport von Containern in Hafenanlagen.
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Die als Spreader bezeichneten Hebegeräte weisen
einen stationären
Hauptrahmen auf, in welchen zwei Verschiebeträger geführt sind. Die Verschiebeträger münden jeweils
an einer Austrittsöffnung
an einem längsseitigen
Ende des Hauptrahmens aus und sind in dessen Längsrichtung verschiebbar.
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Typischerweise besteht ein Verschiebeträger aus
zwei parallel zueinander in dessen Längsrichtung verlaufenden Holmen.
Die freien Enden der Holme sind durch einen dritten, quer zu den
ersten Holmen verlaufenden Holm verbunden, den sogenannten Kopfträger. Die
freien Enden des Kopfträgers
stehen über
die Außenseiten
der in Längsrichtung
verlaufenden Holme hervor. An diesen freien Enden der Kopfträger befindet
sich jeweils ein sogenannter Twistlock. Diese Twistlocks bilden
das Verriegelungssystem zur Ankopplung an einen zu transportierenden
Lastträger.
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Jeder Twistlock weist an seinem unteren Ende
einen Verriegelungszapfen auf. Der Twistlock und der Verriegelungszapfen
sind motorisch getrieben, wodurch insbesondere der Twistlock mit
dem Verriegelungszapfen um seine Längsachse gedreht werden kann.
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Durch diese Drehbewegung kann der
Verriegelungszapfen in eine Aufnahme an der Oberseite des Lastträgers, insbesondere
eines Containers eingeführt
und fixiert werden. Sobald die Verriegelungszapfen der Twistlocks
in den Aufnahmen fixiert sind, kann der Lastträger mittels des Hebegeräts angehoben
werden. In entsprechender Weise werden nach erfolgtem Transport
des Lastträgers
die Twistlocks wieder aus den Aufnahmen selbsttätig gelöst, wodurch das Hebegerät den Lastträger wieder
freigibt.
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Bei bekannten Hebegeräten sind
die Twistlocks jeweils zwangsgeführt,
in dem diese in mehreren Lagern gelagert sind. Die Lager sind über die Länge des
Twistlocks verteilt. Der auf diese Weise mehrfach gelagerte Twistlock
kann somit nur bezüglich
seiner Längsachse
gedreht werden.
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Ein wesentlicher Nachteil der so
ausgebildeten Verriegelungssysteme besteht darin, dass der konstruktive
Aufwand für
die Mehrfachlagerung der Twistlocks unerwünscht hoch ist.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin,
dass das Verriegelungssystem durch die Vielzahl der benötigten Lager äußerst verschleißanfällig ist.
Weiterhin ist nachteilig, dass die einzelnen Lager laufend geschmiert
werden müssen.
Aufgrund der hohen Anzahl von Schmierstellen ergibt sich ein unerwünscht hoher
Wartungsaufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verriegelungssystem der eingangs genannten Art bereitzustellen,
welches eine zuverlässige
und möglichst
wartungsfreie Ankopplung eines Hebegerätes an einen Lastträger ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die
Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Verriegelungssystem für ein Hebegerät zum Transport
eines Lastträgers
besteht aus einer vorgegebenen Anzahl von Verriegelungszapfen zur
Ankopplung an den Lastträger.
Jeder Verriegelungszapfen ist am unteren Ende eines frei hängenden
Verriegelungsschaftes angeordnet. Der Verriegelungsschaft ist an
seinem oberen Ende in einer Drehlagerung gelagert.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems
besteht darin, dass zur Lagerung der einzelnen Verriegelungsschäfte jeweils nur
eine Drehlagerung benötigt
wird. Dabei weist jede Drehlagerung bevorzugt nur eine Schmierstelle auf,
an welcher die Drehlagerung geschmiert werden muss.
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Das erfindungsgemäße Verriegelungssystem weist
somit einen konstruktiv einfachen Aufbau auf, wobei der Wartungsaufwand
für das
Verriegelungssystem äußerst gering
ist.
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Die in den Drehlagerungen gelagerten
Verriegelungsschäfte
können
eine begrenzte Pendelbewegung ausführen, was die Einführung der
Verriegelungszapfen in die Aufnahmen eines Lastträgers erleichtert.
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Zur Begrenzung der Pendelbewegung
ist der jeweilige Verriegelungsschaft durch eine Bohrung an der
Unterseite eines Holmes eines Verschiebeträgers geführt, wobei der Durchmesser
der Bohrung größer ist
als der Durchmesser des Verriegelungsschaftes.
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Die Drehlagerung des Verriegelungsschaftes befindet
sich an der Oberseite dieses Holmes und ist dort einfach zugänglich,
so dass Montage- und Wartungsarbeiten auf einfache Weise durchführbar sind.
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Die Drehlagerung umfasst als Komponenten zur
Fixierung des Verriegelungsschaftes zwei Halbkalotten, welche in
eine rotationssymmetrische Aussparung des Verriegelungsschaftes
greifen. Zur Fixierung der Halbkalotten sind ein Fixierring und
eine Kalotte vorgesehen.
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Die so ausgebildete Drehlagerung
weist einen äußerst einfachen,
robusten und montagefreundlichen Aufbau auf. Zur Montage der Drehlagerung
werden auf der Kalotte aufsitzend die Halbkalotten an die Aussparung
des Verriegelungsschaftes gelegt. Dann wird der Fixierring auf die
Halbkalotten gelegt. Schließlich
werden an der Oberseite des Fixierrings Fixierschrauben eingeführt, welche
den Fixierring und die Halbkalotten durchsetzen und welche in die
Kalotte greifen, wodurch die Komponenten der Drehlagerung lagefixiert
sind.
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Die Unterseite der Kalotte ist auf
einem Gleitring an der Oberseite des Holmes geführt, wobei dieser Gleitring
die einzige Schmierstelle der Drehlagerung bildet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform
ist jedem Verriegelungszapfen eine Auflageplatte zugeordnet, welche
am Verriegelungsschaft in dessen Längsrichtung verschiebbar gelagert
ist.
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Bei Ankopplung der Verriegelungszapfen
in die Aufnahmen eines Lastträgers
sitzen die Auflageplatten auf der Oberseite des Lastträgers auf.
Durch den vom Lastträger
ausgeübten
Druck werden dann die Auflageplatten am Verriegelungsschaft nach oben
geschoben. An die Auflageplatten ist jeweils ein parallel zum jeweiligen
Verriegelungsschaft laufender Taststift so gekoppelt, dass dieser
mit der jeweiligen Auflageplatte ausgelenkt wird.
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Die Bewegung des Taststifts ist mittels
eines Endschalters kontrollierbar. Anhand der vom Endschalter generierten
Signale ist erfassbar, ob die Verriegelungszapfen in die Aufnahmen
des Lastträgers eingeführt sind
oder nicht. Weiterhin kann mit dem Taststift eine Verdrehsicherung
der Verriegelungszapfen durchgeführt
werden, die nur bei freiliegenden Verriegelungszapfen aktiv ist.
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Die Erfindung wird im Nachstehenden
anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen.
- 1 Draufsicht auf
ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Hebegeräts mit zwei
in einem Hauptrahmen geführten
Verschiebeträgern
und einem an diesen angeordneten Verriegelungssystem.
- 2 Seitenansicht
des Hebegeräts
gemäß 1.
- 3 Perspektivische
Darstellung einer Verriegelungseinheit des Verriegelungssystems
gemäß 1 und 2.
- 4 Teildarstellung der Verriegelungseinheit
gemäß 3.
- 5 Längsschnitt durch einen Verriegelungsschaft der
Verriegelungseinheit gemäß 3 und 4.
- 6 Perspektivische Darstellung
einer Halbkalotte für
die Verriegelungseinheit gemäß 3 und 4.
- 7 Längsschnitt durch einen Fixierring
für die
Verrieglungseinheit gemäß 3 und 4.
- 8 Längsschnitt
durch eine Kalotte für
die Verriegelungseinheit gemäß 3 und 4.
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Fig. 1 zeigt
ein Hebegerät 1 zum
Transport eines nicht dargestellten Lastträgers, insbesondere eines Containers.
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Das Hebegerät 1 weist einen Hauptrahmen 2 auf,
in welchem zwei Verschiebeträger 3 geführt sind. Der
Hauptrahmen 2 weist eine im Wesentlichen quaderförmige Außenkontur
auf. An den längsseitigen Enden
des Hauptrahmens 2 sind Öffnungen vorgesehen, in welche
die Verschiebeträger 3 eingeführt sind.
Dabei münden
die Verschiebeträger 3 an
gegenüberliegenden
längsseitigen
Enden des Hauptrahmens 2 aus und sind in Längsrichtung
des Hauptrahmens 2 verschiebbar angeordnet.
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Jeder Verschiebeträger 3 weist
zwei in dessen Längsrichtung
verlaufende Holme 4 auf. Die Holme 4 verlaufen
in Abstand parallel zueinander und weisen jeweils einen rechteckigen
Querschnitt auf.
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Wie aus 2 ersichtlich entsprechen die Höhen der
Holme 4 im Wesentlichen der Höhe des Hauptrahmens 2.
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Zwischen den Holmen 4 verläuft parallel
zu diesen eine Schubstange 5, die ebenfalls Bestandteil des
jeweiligen Verschiebeträgers 3 ist.
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Wie aus 1 ersichtlich sind die Holme 4 des
ersten Verschiebeträgers 3 seitlich versetzt zu den Holmen 4 des
zweiten Verschiebeträgers 3 angeordnet,
so dass diese innerhalb des Hauptrahmens 2 aneinander vorbei
geschoben werden können.
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An den freien längsseitigen Enden der Verschiebeträger 3 ist
jeweils ein Kopfträger 6 angeordnet,
wobei sowohl die Holme 4 als auch die Schubstange 5 des
Verschiebeträgers 3 auf
den Kopfträger 6 geführt sind.
Die Längsachse
des Kopfträgers 6 verläuft quer
zur Längsachse
des entsprechenden Verschiebeträgers 3.
Der Kopfträger 6 bildet
somit einen in Querrichtung verlaufenden Holm des Verschiebeträgers 3.
An den Enden des Kopfträgers 6, welche
seitlich über
den Verschiebeträger 3 hervorstehen,
sind Aufnahmen zur Ankopplung an den Container vorgesehen.
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Die Aufnahmen sind zum einen von
Veniegelungseinheiten 7 gebildet, welche Bestandteil eines Verriegelungssystems
sind. An jedem Ende eines Kopfträgers 6 ist
eine derartige Verriegelungseinheit ? vorgesehen.
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Die Verriegelungseinheiten 7 dienen
zur Ankopplung des Hebegeräts 1 an
den Container. Hierzu weist jede Verriegelungseinheit 7 einen
Verriegelungszapfen 8 auf, der in eine Aufnahme am Container
einführbar
ist.
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Zur Positionierung der Veniegelungseinheiten 7 sind
am Kopfträger 6 als
weitere Aufnahmen Eckeinweiser 9 vorgesehen.
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Zur Durchführung der Verschiebebewegungen
der Verschiebeträger 3 sind
Elektroantriebe vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist für jeden
Verschiebeträger 3 als
Elektroantrieb ein Elektromotor 10 vorgesehen, welcher
einen Zahnriemen 11 antreibt. Jeder Zahnriemen 11 1äuft rollengeführt in Längsrichtung
des Hauptrahmens 2 und steht in Eingriff mit der Schubstange 5 des
jeweiligen Verschiebeträgers 3.
Somit wird die Bewegung des Zahnriemens 11 auf die Schubstange 5 übertragen, wodurch
der Verschiebeträger 3 verschoben
wird.
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Die 3 und 4 zeigen den Aufbau einer Verriegelungseinheit 7.
Diese weist einen kreiszylindrisch ausgebildeten Veniegelungsschaft 12 auf,
an dessen Unterseite der Verriegelungszapfen 8 anschließt. Der
Verriegelungsschaft 12 mit dem Verriegelungszapfen 8 ist
in Fig.5 detailliert dargestellt. Der rotationssymmetrisch
ausgebildete Veniegelungsschaft 12 weist einen über seine
Länge konstanten Durchmesser
auf. Lediglich im Bereich des oberen Endes des Verriegelungsschaftes 12 ist
ein zylindrisches Segment mit reduziertem Durchmesser vorgesehen,
wodurch in diesem Bereich eine rotationssymmetrische Aussparung 13 entsteht.
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Der Verriegelungsschaft 12 ist
mittels einer Drehlagerung an einem Holm 4 des Verschiebeträgers 3,
vorzugsweise am Kopfträger 6 um
seine Längsachse drehbar
gelagert. Zur Durchführung
der Drehbewegung des Verriegelungsschaftes 12 ist ein nicht
dargestellter Antrieb vorgesehen. Der dadurch mitgedrehte Verriegelungszapfen 8 wird
dabei in eine Aufnahme im Container eingeführt bzw. aus dieser wieder
gelöst.
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In 3 sind
schematisch Ausschnitte eines oberen Wandelements 14 und
eines unteren Wandelements 15 dargestellt, welche Bestandteile
der Ober- bzw. Unterseite des jeweiligen Holmes bilden.
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Die Drehlagerung befindet sich an
der Oberseite des oberen Wandelements 14. Die Drehlagerung
umfasst im Wesentlichen zwei Halbkalotten 16, die zwischen
einem Fixierring 17 und einer Kalotte 18 gelagert
sind. Die Kalotte 18 ist mit ihrer Unterseite auf einem
Gleitring 19 an der Oberseite des oberen Wandelements 14 drehbar
gelagert. An die Unterseite des Gleitrings 19 schließt ein aus
gehärtetem
Stahl bestehender Schutzring 20 an, der verhindert, dass sich
durch die Drehbewegung der Drehlagerung der Gleitring 19 in
das obere Wandelement 14 einfrisst.
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Der Aufbau einer Halbkalotte 16 ist
in Fig. 6 detailliert dargestellt. 7 zeigt eine detaillierte Darstellung
des Fixierringes 17. 8 zeigt
den Aufbau der Kalotte 18.
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Zur Montage der Drehlagerung werden
die beiden Halbkalotten 16 an den Verriegelungsschaft 12 gelegt,
so dass die Innenseiten der Halbkalotten 16 in die Aussparung 13 des
Verriegelungsschaftes 12 greifen. Wie aus den 5 und 6 ersichtlich,
sind die Konturen der Innenseiten der Halbkalotten 16 an die
Kontur der Aussparung 13 des Verriegelungsschaftes 12 angepasst,
so dass die Halbkalotten 16 formschlüssig in die Aussparung 13 greifen.
Dabei ergänzen
sich die Halbkalotten 16 zu einer ringförmigen Anordnung, die formschlüssig auf
der Kalotte 18 aufsitzt. Die Kalotte 18 selbst
liegt auf dem Gleitring 19 drehbar gelagert auf, wobei
hierzu die Kontur der Unterseite der Kalotte 18 Abschrägungen aufweist, welche
an die Kontur des Gleitrings 19 angepasst sind.
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Zur Lagefixierung der beiden Halbkalotten 16 wird
auf deren Oberseiten der Fixierring 17 aufgesetzt. Wie
aus den 6 und 7 ersichtlich, sind an den
Oberseiten der Halbkalotten 16 in Umfangsrichtung verlaufende
stufenförmige
Absätze 21 vorgesehen,
welche komplementär
zu einem stufenförmigen Absatz 21' an der Unterseite
des Fixierrings 17 ausgebildet sind. Durch die ineinander
greifenden Absätze 21, 21' sitzt der Fixierring 17 gegen
Verschiebungen gesichert auf den Halbkalotten 16 auf. Gleichzeitig
sichert der Fixierring 17 die Halbkalotten 16 gegen ein
Herauslösen
aus der Aussparung 13 am Verriegelungsschaft 12.
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Zur Fixierung der Komponenten der
Drehlagerung werden Fixierschrauben 22 verwendet. Diese Fixierschrauben 22 werden
in Gewindebohrungen 23 eingeführt, die jeweils an der Oberseite
des Fixieninges 17 ausmünden.
Jede Gewindebohrung 23 durchsetzt den Fixierring 17,
eine der Halbkalotten 16 und mündet schließlich in die Kalotte 18 ein.
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Wie aus 3 ersichtlich, ist der Verriegelungsschaft 12 lediglich
an seiner Oberseite in der Drehlagerung gelagert, während die
Unterseite des Verriegelungsschaftes 12 mit dem Verriegelungszapfen 8 freihängend über die
Unterseite des unteren Wandelements 15 hervorsteht und
dabei eine Pendelbewegung ausüben
kann.
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Wie aus 3 weiter ersichtlich, durchsetzt der
Verriegelungsschaft 12 eine kreisförmige Bohrung 24 im
unteren Wandelement 15, deren Durchmesser größer ist
als der Durchmesser des Verriegelungsschaftes 12. Der Rand
der Bohrung 24 bildet einen Anschlag, der die Pendelbewegung
des Verriegelungsschaftes 12 begrenzt.
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Jedem Verriegelungszapfen 8 ist
eine Auflageplatte 25 und eine an die Oberseite der Auflageplatte 25 angeordnete
Distanzbüchse 26 zugeordnet. Die
Aufnahmeplatte 25 und die Distanzbüchse 26 sind am Verriegelungsschaft 12 in
dessen Längsrichtung
verschiebbar gelagert. Wie aus 3 ersichtlich,
verläuft
die Auflageplatte 25 in einer horizontalen Ebene, die senkrecht
zur in vertikaler Richtung verlaufenden Längsachse des Verriegelungsschaftes 12 arretiert
ist. Die an die Oberseite der Auflageplatte 25 anschließende Distanzbüchse 26 weist
eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form auf.
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An die Unterseite der Auflageplatte 25 schließt eine
Führungsbüchse 27 an,
die ebenfalls am Verriegelungsschaft 12 geführt ist.
Die Führungsbüchse 27 bildet
ein Aufnahmeelement, welche zur Ankopplung an einen Container in
eine als Containerbeschlag ausgebildete Aufnahme einführbar ist.
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Bei der Ankopplung des Hebegeräts 1 an
einen Container wird bei Einführen
des Verriegelungszapfens 8 in die jeweilige Aufnahme am
Container die Auflageplatte 25 gegen die Oberseite des Containers
gedrückt.
Dadurch wird die Auflageplatte 25 am Verriegelungsschaft 12 solange
nach oben geschoben, bis der obere Rand der Distanzbüchse 26 am unteren
Wandelement 15 anliegt, dessen Unterseite einen Anschlag
für die
Distanzbüchse 26 bildet.
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An der Oberseite der Auflageplatte 25 mündet ein
parallel zum Verriegelungsschaft 12 verlaufender Taststift 28 aus.
Der Taststift 28 ist an die Auflageplatte 25 gekoppelt,
so dass dieser mit der Auflageplatte 25 gegen den Verriegelungsschaft 12 verschiebbar
ist. Der Taststift 28 ist im Wesentlichen kreiszylindrisch
ausgebildet. Er durchsetzt das obere Wandelement 14 und
das untere Wandelement 15, so dass dessen oberes freies
Ende oberhalb des oberen Wandelements 14 liegt.
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Im Bereich zwischen dem oberen Wandelement 14 und
dem unteren Wandelement 15 ist der Taststift 28 von
einer Feder 29 umschlossen, die an einem von der Unterseite
des oberen Wandelements 14 gebildeten Anschlag anliegt.
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Der Taststift 29 weist einen
nicht dargestellten Mitnehmer in Form einer Querschnittsverbreiterung
auf, welcher von unten gegen die Feder 29 drückt. Damit
erfolgt die Aufwärtsbewegung
des Taststiftes 28 am Verriegelungsschaft 12 gegen
die von der Feder 29 ausgeübte Gegenkraft.
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An der Oberseite des Taststiftes 28 ist
ein kreisscheibenförmiges
Scheibenelement 30 vorgesehen, welches über die Mantelfläche des
Taststiftes 28 hervorsteht.
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Diesem Scheibenelement 30 sind
zwei Stege 31 zugeordnet, die von der Mantelfläche der
Kalotte 18 hervorstehen. Zudem befindet sich im Bereich
des oberen Endes des Taststiftes 28 ein Endschalter 32.
Mit dem Endschalter 32 ist die Position des Scheibenelements 30 erfassbar.
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Bei freiliegenden Verriegelungszapfen 8,
d.h. bei vom Container abgekoppeltem Hebegerät 1, ist der Taststift 28 und
mit diesem die Auflageplatte 25 durch die Federkraft der
Feder 29 in einer ersten, unteren Endposition gehalten.
In dieser ersten Endposition liegt das Scheibenelement 30 auf
gleicher Höhe mit
den Stegen 31 und auf gleicher Höhe mit dem Endschalter 32.
Dadurch liegen zum einen die Stege 31 am Scheibenelement 30 an
und bilden so eine Verdrehsicherung für den Verriegelungszapfen B. Weiterhin
liegt das Scheibenelement 30 im Erfassungsbereich des Endschalters 32.
Durch die Detektion des Scheibenelements 30 wird im Endschalter 32 ein
Signal generiert, welches anzeigt, dass sich der Taststift 28 in
der ersten Endposition befindet. Das vom Endschalter 32 generierte
Signal wird zweckmäßigerweise
in einer Steuereinheit zur Steuerung des Hebegeräts 1 ausgewertet.
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Bei Ankopplung des Hebegeräts 1 an
den Container wird die Auflageplatte 25 auf den Container
aufgesetzt. Durch den vom Container ausgeübten Anpressdruck werden die
Auflageplatte 25 und der Taststift 28 gegen die
Federkraft der Feder 29 am Verriegelungsschaft 12 nach
oben geschoben, bis die Distanzbüchse 26 an
der Unterseite des unteren Wandelements 15 anliegt.
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In dieser zweiten, oberen Endposition
liegt das Scheibenelement 30 oberhalb der Stege 31 und oberhalb
des Endschalters 32.
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Da das Scheibenelement 30 nun
außerhalb des
Bereichs der Stege 31 liegt, kann der Verriegelungszapfen 8 frei
gedreht werden.
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In der zweiten Endposition wird das
Scheibenelement 30 nicht mehr vom Endschalter 32 erfasst.
Das dementsprechend im Endschalter 32 generierte Signal
zeigt an, dass sich der Taststift 28 in seiner zweiten
Endposition befindet.
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- 1
- Hebegerät
- 2
- Hauptrahmen
- 3
- Verschiebeträger
- 4
- Holm
- 5
- Schubstange
- 6
- Kopfträger
- 7
- Verriegelungseinheit
- 8
- Verriegelungszapfen
- 9
- Eckeinweiser
- 10
- Elektromotor
- 11
- Zahririemen
- 12
- Verriegelungsschaft
- 13
- Aussparung
- 14
- Oberes
Wandelement
- 15
- Unteres
Wandelement
- 16
- Halbkalotten
- 17
- Fixierring
- 18
- Kalotte
- 19
- Gleitring
- 20
- Schutzring
- 21
- Absatz
- 21'
- Absatz
- 22
- Fixierschrauben
- 23
- Gewindebohrung
- 24
- Bohrung
- 25
- Auflageplatte
- 26
- Distanzbüchse
- 27
- Führungsbüchse
- 28
- Taststift
- 29
- Feder
- 30
- Scheibenelement
- 31
- Stege
- 32
- Endschalter