DE20013621U1 - Containerstapelkran - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Containerstapelkran mit einem Spreader, an dem ein Container fixierbar ist, einem Seilturm, mittels dessen Tragseilen der Spreader mit dem Containerstapelkran verbunden ist, und einem Hubwerk, mittels dessen Seiltrommeln die den Seilturm bildenden Tragseile zur Anhebung bzw. zur Absenkung des Containers auf- und abrollbar sind.

Viele der heute gebauten derartigen Containerstapelkrane verfügen über mechanische Vorrichtungen zur Vermeidung von Pendelbewegungen der Kranlast und zur Vermeidung von Skew-Schwingungen der Kranlast, bei denen es sich um eine Lastrotation um eine vertikale Achse handelt. Zwar sind elektronische Pendelregelungsverfahren bekannt; diese konnten sich bisher jedoch nicht durchsetzen. Hauptgrund hierfür ist der beim Transport von Containern stark ausgeprägte Skew-Effekt.

Eine unsymmetrische Beladung eines Containers verursacht bei Beschleunigungsvorgängen in Querrichtung des Containers bei fehlender Anti-Skew-Einrichtung ausgeprägte Skew-Schwingungen; dasselbe gilt für schräg angreifende Winde. Diese Skew-Schwingungen führen dann beim Absetzen der Kranlast zu erheblichen Verzögerungen, da abgewartet werden muss, bis der Container von sich aus die korrekte räumliche Orientierung eingenommen hat. Sogenannte aktive Skew-Regelungen, mit denen diese Zeitspanne reduziert wird, haben sich derzeit noch nicht durchgesetzt.

Daher wird bei den heute üblichen Containerstapelkranen weit verbreitet zum Ausgleich der angreifenden Querkräfte der eingangs geschilderte Seilturm eingesetzt. Dieser Seilturm wird durch Hubseile gebildet, die auf Seiltrommeln auf- und von diesen abrollbar sind, wobei diese Hub- bzw. Tragseile über

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Seilumlenkrollen geführt sind, die am Spreader angeordnet sind. Die Seilenden der Hub- bzw. Tragseile wiederum sind an der Unterseite des Containerstapelkrans angebracht. Zwischen den spreaderseitigen Seilumlenkrollen und den an der Unterseite des Containerstapelkrans vorgesehenen Seilfestpunkten verlaufen die Trag- bzw. Hubseile schräg, da sich die Seilfestpunkte an der Unterseite des Containerstapelkrans, wie beabsichtigt, nicht oberhalb der jeweils zugehörigen Seiltrommel befinden. Die schräg verlaufenden Abschnitte der Hub- bzw. Tragseile verursachen horizontal verlaufende Kraftkomponenten, welche horizontale Querkräfte, die auf die Kranlast infolge Beschleunigung und/oder Wind wirken, kompensieren können. Die mittels des vorstehend geschilderten Seilturms erzeugbaren horizontal verlaufenden Kraftkomponenten sind jedoch vergleichsweise klein, da beispielsweise lediglich die Hälfte des Gewichtes der Kranlast zur Erzeugung einer horizontal verlaufenden Kraftkomponente herangezogen werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs geschilderten Containerstapelkran derart weiterzubilden, dass die Stabilität seines Seilturms gegen horizontale Querkräfte erheblich erhöht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste einem Seilturmabschnitt zugeordnete Seiltrommel in Quer- bzw. Längsrichtung des Containers auf der einen Seite des Containerstapelkrans angeordnet ist, während das dieser ersten Seiltrommel zugeordnete Tragseil an seinem der Seiltrommel abgewandten Seilende in Quer- bzw. Längsrichtung des Containers an der unter der anderen Seite des Containerstapelkrans angeordneten anderen Seite des Spreaders befestigt ist, und dass die zweite dem Seilturmabschnitt zugeordnete Seiltrommel in Quer- bzw. Längsrichtung des Containers auf der der einen entgegengesetzten anderen Seite des Container-Stapelkrans angeordnet ist, während das dieser zweiten Seiltrommel zugeordnete Tragseil an seinem der Seiltrommel abgewandten Seilende in Quer- bzw. Längsrichtung des Containers

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an der unter der der anderen entgegengesetzten einen Seite des Containerstapelkrans angeordneten einen Seite des Spreaders befestigt ist. Durch die Befestigung der jeweiligen Seilenden an der Oberseite des Spreaders und durch den Verzieht auf Seilumlenkrollen wird erreicht, dass das gesamte Gewicht der Kranlast für die Erzeugung einer horizontalen Komponente zur Kompensation von Querkräften zur Verfügung steht.

Wenn die den Seiltrommeln zugeordneten Tragseile eines Seilturmabschnitts mit ihren den Seiltrommeln abgewandten Seilenden jeweils in einem Seilfestpunkt an der Außenkante des Spreaders befestigt sind, kann das Ausmaß der erzeugbaren horizontalen Kraftkomponente noch einmal erheblich vergrößert werden.

Entsprechend ist es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Containerstapelkrans zweckmäßig, wenn die Seiltrommeln jeweils im Bereich der ihnen zugeordneten Außenkanten des Containerstapelkrans angeordnet sind.

Um zu vermeiden, dass bei zunehmender Hubhöhe, d.h. bei abnehmendem Abstand zwischen der Oberseite des Spreaders und der Unterseite des Containerstapelkrans die durch das Hubwerk erzeugten Querkräfte zu groß und damit der Seilturm irgendwann zu stabil wird, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass jedem Seilturmabschnitt ein Hilfshubwerk zugeordnet ist, dessen Tragseile vertikal angeordnet sind. Mittels dieses Hilfshubwerkes mit vertikalen Tragseilen können bei entsprechenden Anforderungen die für die Vertikalbewegung der Kranlast erforderlichen Vertikalkräfte erzeugt werden, wobei dann die entsprechende Beanspruchung des hauptsächlichen Hubwerks reduziert und damit der Anstieg der durch das hauptsächliche Hubwerk erzeugten horizontalen Kraftkomponenten verringert werden kann.

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Zweckmäßigerweise ist das Hilfshubwerk mittels seines drehzahl- und/oder drehmomentengeregelten Antriebs so regelbar, dass mit zunehmender Hubhöhe des Containers der Drehmomentenanteil, der durch das Hilfshubwerk aufgebracht wird, entsprechend ansteigt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Containerstapelkrans ist das Hilfshubwerk mittels seines drehzahl- und/oder drehmomentengeregelten Antriebs so regelbar, dass der vom Hilfshubwerk aufgebrachte Drehmomentenanteil umso größer ist, je schwerer der Container ist.

Des weiteren kann das Hilfshubwerk mittels seines drehzahl- und/oder drehmomentengeregelten Antriebs so regelbar ausgebildet sein, dass bei einer Beschleunigung des Containers in Richtung „Heben" der Drehmomentenanteil, der durch das Hilfshubwerk aufgebracht wird, entsprechend steigt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Bestandteile eines Containerstapelkrans im Prinzip dargestellt sind.

Ein in der einzigen Figur hinsichtlich seiner für die Erfindung wesentlichen Bestandteile in einer perspektivischen Prinzipdarstellung gezeigter Containerstapelkran 1 dient dazu, standardisierte Container 2, beispielsweise Seecontainer, zwischen unterschiedlichen Transportmitteln bzw. zwischen Transportmitteln und geeigneten Lagern hin und her zu transportieren.

Hierzu ist der Containerstapelkran 1 in einer sog. Kranfahrtrichtung, die parallel zur Längsachse des Containers 2 angeordnet sein kann, verfahrbar. Des weiteren ist am Containerstapelkran 1 eine in der Figur nicht dargestellte Katze vor-

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gesehen, mittels der der Container in der sog. Katzfahrtrichtung, die senkrecht zur Kranfahrtrichtung angeordnet ist und damit der Querrichtung des Containers 2 entspricht, verfahrbar. Des weiteren ist der Containerstapelkran 1 mit einem Hubwerk 3 versehen, von dem in der einzigen Figur acht Seiltrommeln 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 dargestellt sind, von denen vier Seiltrommeln 4, 5, 6, 7 zum eigentlichen Hubwerk 3 gehören, wohingegen die vier weiteren Seiltrommeln 8, 9, 10, 11 zu einem Hilfshubwerk 12 gehören, welches dem Hubwerk 3 zugeordnet ist. Mittels des Hubwerks 3 bzw. des Hilfshubwerks 12 ist der Container 2 senkrecht zur Katzfahrt- und zur Kranfahrtrichtung, d.h. in Vertikalrichtung, bewegbar.

Hierzu ist der Containerstapelkran 1 mit einem Spreader 13 ausgerüstet, an dessen Unterseite der Container 2 fixierbar ist. An der Oberseite des Spreaders 13 sind dem Hubwerk 3 bzw. den Seiltrommeln 4, 5, 6, 7 zugeordnete Tragseile 14, 15, 16, 17 und dem Hilfshubwerk 12 bzw. den Seiltrommeln 8, 9, 10, 11 zugeordnete Tragseile 18, 19, 20, 21 befestigt.

In der einzigen Figur sind lediglich die Hubwerksbestandteile und Tragseile dargestellt, die an den Stirnenden des Containers 2 vorgesehen sind. Selbstverständlich sind denen des Hubwerks bzw. Haupthubwerks 3 ähnliche Seiltrommeln und Tragseile den Längsseiten des Containers 2 zugeordnet, wobei jedoch aus Darstellungsgründen diese nicht gezeigt sind. Die für die gezeigten Hubwerksbestandteile und Tragseile im folgenden erläuterten Merkmale gelten jedoch auch für entsprechend den Längsseiten des Containers 2 zugeordnete Hubwerksbestandteile und Tragseile.

Die in der einzigen Figur gezeigten Tragseile 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 bilden einen Seilturm 22, mit einem der einen, in der Figur vorderen Stirnseite 23 des Containers 2 zugeordneten ersten Seilturmabschnitt 24 und einem der in der einzigen Figur hinteren Stirnseite 25 zugeordneten zweiten Seilturmabschnitt 26.

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Da der erste Seilturmabschnitt 24, zu dem die Seiltrommeln 4, 5 und 8, 9 sowie die Tragseile 14, 15 und 18, 19 gehören, und der zweite Seilturmabschnitt 26, zu dem die Seiltrommeln 6, und 10, 11 sowie die Tragseile 16, 17 und 20, 21 gehören, einander hinsichtlich ihrer Ausgestaltung und Funktion entsprechen, wird im folgenden lediglich der erste Seilturmabschnitt 24 eingehender beschrieben.

Zum Hubwerk 3 des ersten Seilturmabschnitts 24 gehören die Seiltrommeln 4, 5, die in geeigneter Weise in Querrichtung des Containers 2 gesehen möglichst weit außen am Containerstapelkran 1 bzw. dessen in der Figur nicht dargestellten Katze angebracht sind. Der Abstand zwischen den Außenseiten der beiden Seiltrommeln 4, 5 des Hubwerks 3 des ersten Seilturmabschnitts 24 ist in der einzigen Figur durch Xo dargestellt.

Der in der einzigen Figur rechten Seiltrommel 4 ist das Tragseil 14 zugeordnet, welches sich von der Seiltrommel 4 zu derjenigen Außenkante 27 der Oberseite des Spreaders 13 erstreckt, die unter der in der einzigen Figur linken Seiltrommel 5 angeordnet ist. An dieser Außenkante 27 des Spreaders 13 ist das seiltrommelferne Seilende 28 des Tragseils 14 in einem geeignet ausgebildeten Seilfestpunkt 29 angebracht.

Entsprechend erstreckt sich das in der einzigen Figur linken Seiltrommel 5 zugeordnete Tragseil 15 von der Seiltrommel 5 zu derjenigen Außenkante 30 der Oberseite des Spreaders 13, die unter der in der einzigen Figur rechten Seiltrommel 4 angeordnet ist. An dieser Außenkante 30 des Spreaders 13 ist das seiltrommelferne Seilende 31 des der Seiltrommel 5 zugeordneten Tragseils 15 in einem geeigneten Seilfestpunkt 32 angebracht.

Die Seiltrommeln 8, 9 des Hilfshubwerks 12 des ersten Seilturmabschnitts 24 sind im in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen den beiden Seiltrommeln 4, 5 angeord-

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net, wobei sich die diesen Seiltrommeln 8, 9 zugeordneten Tragseile 18, 19 in Vertikalrichtung von den Seiltrommeln 8, 9 abwärts zur Oberseite des Spreaders 13 erstrecken und dort mittels geeigneter Seilfestpunkte 33, 34 angebracht sind. 5

Weder an der Unterseite des Containerstapelkrans 1 bzw. an der Unterseite von dessen Katze noch an der Oberseite des Spreaders 13 sind irgendwelche Seilumlenkrollen vorgesehen. Die Seiltrommeln 4, 5 des eigentlichen Hubwerks des ersten Seilturmabschnitts 24 sind soweit außen wie möglich - gesehen in Querrichtung des Containers 2 - an der Unterseite des Containerstapelkrans 1 bzw. an der Unterseite von dessen Katze angeordnet. Die spreaderseitigen Seilfestpunkte 29, 32 der den Seiltrommeln 4, 5 zugeordneten Tragseile 14, 15 sitzen an der Außenkante 27 bzw. 30 des Spreaders 13 und sind somit auch soweit außen wie möglich - wiederum in Querrichtung des Containers 2 - angeordnet.

Hierdurch wird bewirkt, dass zunächst das gesamte Gewicht des Containers 2 einschließlich des Spreaders 13 eine horizontale Kraftkomponente erzeugt, die zur Kompensation von Querkräften eingesetzt werden kann. Hierbei sei darauf hingewiesen, dass die spreaderseitigen Seilfestpunkte 29, 31 weiter außen am Spreader 13 angebracht werden können als etwaige Seilumlenkrollen; hierdurch wird der in der einzigen Figur mit der Bezeichnung Xs gekennzeichnete Abstand möglichst groß.

Eine erzeugbare horizontale Kraftkomponente Fx wird bei der vorstehend näher erläuterten Anordnung der Seiltrommeln 4, bzw. der Seilfestpunkte 29, 32 möglichst groß. Die maximal erbringbare horizontale Kraftkomponente bzw. Querkraft Fx, bei welcher der erste Seilturmabschnitt 24 instabil wird, ergibt sich zu

Fx = m &khgr; g &khgr; (Xo + Xs') /(2 &khgr; 1),

wobei m der Masse der Last aus Container 2 und Spreader 13,

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g der Erdbeschleunigung und 1 dem Abstand zwischen den Seiltrommeln 4, 5 und der Oberseite des Spreaders 13 entspricht.

Im Vergleich zu herkömmlich ausgelegten Seiltürmen, bei denen an der Oberseite des Spreaders Seilumlenkrollen vorgesehen sind, ist die maximal erbringbare horizontale Kraftkomponente bzw. Querkraft Fx nunmehr mehr als doppelt so groß.

Bei zunehmender Hubhöhe, d.h. bei abnehmendem Abstand 1 zwisehen der Oberseite des Spreaders 13 und den Seiltrommeln 4, 5 wird die Querkraft Fx eben infolge des abnehmenden Abstandes 1 sehr groß, so dass der erste Seilturmabschnitt 24 irgendwann „zu stabil" wird. Dies bedeutet, dass ein zu großer Anteil des Drehmomentes der Seiltrommeln 4, 5 des Hubwerks 3 in Querkräfte umgesetzt wird; derjenige Anteil des Drehmoments, der für den Ausgleich der von der Last ausgeübten Vertikalkräfte zur Verfügung steht, wird vergleichsweise klein.

Um diese Problematik zu beherrschen, ist das Hilfshubwerk 12 mit den Seiltrommeln 8, 9 vorgesehen. Dessen Tragseile 18, verlaufen rein vertikal; durch dieses Hilfshubwerk 12 bzw. dessen Seiltrommeln 8, 9 wird ein bestimmter Anteil der aufzubringenden Vertikalkräfte übernommen. Das Hilfshubwerk 12 hat - wie zweckmäßigerweise auch das hauptsächlich vorgesehene Hubwerk 3 - einen drehzahl- und/oder drehmomentenregelbaren Antrieb, der in der einzigen Figur nicht gezeigt ist. Hierdurch ist es möglich, das Hilfshubwerk 12 so zu regeln, dass der Seilturm 22 bzw. der erste Seilturmabschnitt 24 in jeder Hubhöhe, d.h. bei jedem Abstand zwischen der Oberseite des Spreaders 13 und den Seiltrommeln 4, 5, 8, 9, die erforderlichen Querkräfte aufbringen kann; dennoch wird der Antrieb des hauptsächlichen Hubwerks 3, dem die diagonal bzw. schräg verlaufenden Tragseile 14, 15 zugeordnet sind, in keiner Hubhöhe drehmomentenmäßig überfordert. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn das Hilfshubwerk 12 mit zunehmender Hubhöhe, d.h. abnehmendem Abstand 1, zwischen der Oberseite des Spreaders 13 und den Seiltrommeln 4, 5, 8, 9 einen immer größeren

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Drehmomentenanteil übernimmt. Entsprechend kann der vom Hilfshubwerk 12 zu übernehmende Drehmomentenanteil bei besonders schweren Lasten und während der Beschleunigung der Last in Richtung „Heben" ansteigen.

Claims (7)

1. Containerstapelkran mit einem Spreader (13), an dem ein Container (2) fixierbar ist, einem Seilturm (22), mittels dessen Tragseilen (14, 15, 16, 17) der Spreader (13) mit dem Containerstapelkran (1) verbunden ist, und einem Hubwerk (3), mittels dessen Seiltrommeln (4, 5, 6, 7) die den Seilturm (22) bildenden Tragseile (14, 15, 16, 17) zur Anhebung bzw. zur Absenkung des Containers (2) auf- und abrollbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste einem Seilturmabschnitt (24) zugeordnete Seiltrommel (4) in Quer- bzw. Längsrichtung des Containers (2) auf der einen Seite des Containerstapelkrans (1) angeordnet ist, während das dieser ersten Seiltrommel (4) zugeordnete Tragseil (14) an seinem der Seiltrommel abgewandten Seilende (28) in Quer- bzw. Längsrichtung des Containers (2) an der unter der anderen Seite des Containerstapelkrans (1) angeordneten anderen Seite des Spreaders (13) befestigt ist, und dass die zweite dem Seilturmabschnitt (24) zugeordnete Seiltrommel (5) in Quer- bzw. Längsrichtung des Containers (2) auf der der einen entgegengesetzten anderen Seite des Containerstapelkrans (1) angeordnet ist, während das dieser zweiten Seiltrommel (5) zugeordnete Tragseil (15) an seinem der Seiltrommel (5) abgewandten Seilende (31) in Quer- bzw. Längsrichtung des Containers (2) an der unter der der anderen entgegengesetzten einen Seite des Containerstapelkrans (1) angeordneten einen Seite des Spreaders (13) befestigt ist.

2. Containerstapelkran nach Anspruch 1, bei dem die den Seiltrommeln (4, 5) zugeordneten Tragseile (14, 15) eines Seilturmabschnitts (24) mit ihren den Seiltrommeln (4, 5) abgewandten Seilenden (28, 31) jeweils in einem Seilfestpunkt (29, 32) an der Außenkante (27, 30) des Spreaders (13) befestigt sind.

3. Containerstapelkran nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Seiltrommeln (4, 5) jeweils im Bereich der ihnen zugeordneten Außenkanten des Containerstapelkrans (1) angeordnet sind.

4. Containerstapelkran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem jedem Seilturmabschnitt (24, 26) ein Hilfshubwerk (12) zugeordnet ist, dessen Tragseile (18, 19; 20,21) vertikal angeordnet sind.

5. Containerstapelkran nach Anspruch 4, bei dem das Hilfshubwerk (12) mittels seines drehzahl- und/oder drehmomentengeregelten Antriebs so regelbar ist, dass mit zunehmender Hubhöhe des Containers (2) der Drehmomentenanteil, der durch das Hilfshubwerk (12) aufgebracht wird, entsprechend ansteigt.

6. Containerstapelkran nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Hilfshubwerk (12) mittels seines drehzahl- und/oder drehmomentengeregelten Antriebs so regelbar ist, dass der vom Hilfshubwerk (12) aufgebrachte Drehmomentenanteil umso größer ist, je schwerer der Container (2) ist.

7. Containerstapelkran nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem das Hilfshubwerk (12) mittels seines drehzahl- und/oder drehmomentengeregelten Antriebs so regelbar ist, dass bei einer Beschleunigung des Containers (2) in Richtung "Heben" der Drehmomentenanteil, der durch das Hilfshubwerk (12) aufgebracht wird, entsprechend steigt.