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Derrick-Kran
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Derrick-Kran mit einem um eine
senkrechte Achse drehbaren hohlen Mast oder Ständer, mit einem vom Ständer getragenen
und gemeinsam mit ihm drehbaren Ausleger und mit auf einem ortsfesten Sockel oder
einer ortsfesten Platte, ein Stück unterhalb des unteren Abschnitts des Ständers
angeordneten Winden zum Auf- bzw. Abwinden von Einzieh- und Hub seilen, die zum
Verändern der Ausladung des Auslegers bzw. zum Anheben und Absenken einer Last dienen,
wobei die Seile um an der Spitze des Auslegers befestigte Seilrollen oder Seil scheiben
gelegt sind, durch daß Innere des Ständers nach unten laufen, um nahe bei den Winden
angeordnete, ortsfeste Seilrollen oder Seilscheiben gelegt sind und um die Winden
gewickelt sind.
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Die erfindungsgemäße Lehre ist insbesondere auf einen Derrick-Kran
der oben beschriebenen drehbaren Art anwendbar, wenn er an Bord eines Schiffes montiert
ist. Nach der Erfindung sollen ein gegenseitiges Aufeinanderreiben und bzw.
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oder ein Verwinden der genannten Seile im Bereich zwischen den oberen
Seilscheiben und den ortsfesten Seilscheiben vermieden werden, wenn der Ständer
zusammen mit dem Ausleger um einen Winkel von mehr als 1800 gedreht wird.
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Ein Derrick-Kran, dessen Ausleger um 3600 gedreht werden kann, ist
bekannt (japanische Patentanmeldung Nr.
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33270/1974). Ein wesentliches Merkmal dieses bekannten Krans ist eine
Vorrichtung, die ein gegenseitiges Verwinden der Seile verhindert, wenn sich der
Kran im Uhrzeigersinn über 1800 und im Gegenuhrzeigersinn um 1800 dreht, und zwar
von einer mittleren Lage aus, die bei Montage des Krans auf einem
Schiff
vorzugsweise so gewählt ist, daß der Ausleger des Krans quer zur Längsrichtung des
Schiffs gerichtet ist.
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Dieser Kran kann folglich eine Drehbewegung um insgesamt 3600 ausführen.
Trotz des damit verbundenen technischen Fortschritts war dieser Kran immer noch
für manche Fälle unzureichend, und zwar aufgrund dessen, daß der Drehwinkel des
Auslegers von seiner Mittellage aus auf einen Dreh-0 winkelbereich von 180 im Uhrzeigersinn
und im Gegenuhrzeigersinn beschränkt war. Diese Unzulänglichkeit ist auf gewisse
Umstände beim Festmachen oder Vertäuen eines Schiffes zurückzuführen, was eine Handhabung
von Frachtgut auch auf der Steuerbordseite unvermeidbar macht.
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Unter den an Bord eines Schiffes installierten Vorrichtungen und
Anlagen zur Behandlung von Frachtgut erweist sich ein Deckkran als äußerst arbeitssparendes
Gerät.
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Ein herkömmlicher Deckkran hat jedoch den Nachteil, daß sehr schwere
Ausrüstungen, wie Seilwinden und Einrichtungen zum Drehen des Krans, auf dem Kran
montiert sind und sich zusammen mit ihm sowie der aufgenommenen Last drehen.
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Das Gewicht der sich drehenden Teile ist daher extrem groß.
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Die Folge davon ist, daß der Schwerpunkt des Schiffes hoch liegt,
wodurch die Schiffsstabilität verringert wird.
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Darüber hinaus ist die gesamte Anlage sperrig. Aus diesen Gründen
ist die maximale Hebeleistung eines gewöhnlichen Krans zur Zeit auf etwa 30 t und
für die Zukunft auf möglicherweise 50 t beschränkt.
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Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems bestände darin, die schweren
AusrUstungen und Gegenstände so tie9 wie möglich im Schiffsrumpf anzuordnen. Diese
Lösungsmöglich keit ist Jedoch mit der Schwierigkeit verbunden, daß die zahlreichen
Seilzüge bzw. Drahtseile, die von den Winden auf- und abgewickelt werden, aneinander
reiben und sich miteinander verwinden, wenn der Kran eine Drehbewegung ausführt.
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Ziel der Erfindung ist es, in dem eingangs beschriebenen Derrick-Kran
eine Vorrichtung vorzusehen, die die Seilzüge bzw. Drahtseile in einem voneinander
getrennten Zustand hält. Dies schafft dann die Möglichkeit, die schweren Ausrüstungen
und Teile des Krans unter dem sich drehenden Mast bzw. Ständer und Ausleger anzuordnen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß ein
gegenseitiges Reiben und Verwinden der Einzieh- und Hubseile des Derrick-Krans selbst
dann vermieden werden kann, wenn in Blickrichtung von oben der Ausleger sowohl im
Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn eine Drehbewegung von mehr als 3600
ausführt.
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Die nach der Erfindung vorgeschlagene Lösung besteht grundsätzlich
darin, daß koaxial mit dem Ständer zwischen den zusammen mit dem Ständer bewegten,
oberen Seil scheiben und den ortsfesten unteren Seil scheiben ein oder mehrere drehbare
Zwischendrehtische vorgesehen sind, die in senkrechter Richtung voneinander beabstandet
sind und den Seilen einen freien Durchtritt gestatten, daß voneinander beabstandete
Seilrollen oder Seilscheiben an den Drehtischen befestigt sind, um die Seile zu
führen und sie in einem voneinander getrennten Zustand zu halten, daß ein Räderwerk
oder Zahnradmechanismus drehwinkelmäßig den Ständer mit dem obersten Drehtisch verbindet,
daß ein oder mehrere Seiltriebmechanismen zur drehwinkelmäßigen Verbindung des obersten
Drehtisches und ggf. vorhandener, nachfolgender benachbarter Drehtische vorgesehen
sind, und daß der Zahnrad- und Seiltriebmechanismus derart ausgebildet sind, daß
bei einer Drehung des Ständers die jeweilige Drehwinkeldifferenz zwischen dem Ständer
und dem obersten Drehtisch bzw. zwischen aufeinanderfolgenden benachbarten Drehtischen
einen bestimmten Drehwinkel, der kleiner als 1800 ist, nicht Uberschreitet, so daß
die Drehtische ein gegenseitiges Berühren und Reiben sowie Verwinden der Einzieh-
und Hubseil verhindern.
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Die Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Derrick-Krans sind die folgenden.
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Zwischen den Einzieh- und Hubseilen findet keine gegenseitige Berührung
mehr statt, selbst wenn der Derrick-Ausleger in einer Richtung über einen Drehwinkel
von 3600 gedreht wird.
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Wenn schwere Ausrüstungen und Gegenstände, wie Winden und dgl. installiert
werden, eröffnet der beanspruchte Derrick-Kran die Möglichkeit, diese schweren Ausrüstungen
tief anzuordnen, so daß die Stabilität des Schiffes nicht beeinträchtigt wird und
die Lasthebekapazität nicht vermindert zu werden braucht, sondern sogar noch erhöht
werden kann.
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So ist es aufgrund des Zusammenwirkens der beanspruchten Maßnahmen
möglich, die maximale Hublast eines Deckkrans eines Schiffes auf einige hundert
Tonnen zu erhöhen. Dazu wird im Vergleich auf die 30 bis 50 t eines üblichen Deckkrans
verwiesen.
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Durch weiteres Erhöhen der Anzahl der Zwischendrehtische kann man
den Drehwinkel des Derrick-Auslegers weiter vergrößern, ohne daß es zu einer Reibung
oder Berührung zwischen den Einzieh- und Hubseilen des Derrick-Krans kommt.
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Die Erfindung ermöglicht daher die Konstruktion eines sehr großen
Deckkrans, der im Hinblick auf die Handhabung von Frachtgut am allermeisten zu einer
Arbeitsentlastung an Bord eines Schiffes beiträgt.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert.
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Es zeigt:
F i g . 1 eine schematische Seitenansicht
des allgemeinen Grundaufbaus eines Derrick-Krans, der an Bord eines Schiffes montiert
ist und eine nach der Erfindung ausgebildete Seiltrennvorrichtung aufweist, F i
g . 2 eine schematische Ansicht des in der Fig. 1 dargestellten Derrick-Krans von
oben, F i g . 3 eine schematische Seitenansicht der Seiltrennvorrichtung sowie zugehöriger
Teile und F i g . 4 eine schematische perspektivische Ansicht von Mechanismen zum
Kuppeln oder Verbinden eines Drehringes des Derrick-Krans mit Zwischenstufen-Drehtischen
der Seiltrennvorrichtung.
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Zunächst soll auf die Fig. 1, 2 und 3 Bezug genommen werden, die
ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Derrick-Krans darstellen, der an
Bord eines Schiffes aufgesteht ist und die nachfolgend angegebenen Hauptbauteile
aufweist.
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Im Rumpf 1 eines Schiffes ist eine Grundplatte 3 unterhalb eines
offenen Decks 2 vorgesehen, über dem der Derrick-Kran betrieben werden soll. Bei
der Grundplatte 3 kann es sich um ein unteres Deck oder ein daran befestigtes Gefüge
handeln. Zu diesem Zweck kann das untere Deck verstärkt ausgebildet sein. Auf der
Grundplatte 3 ist eine hohlzylindrische Stütze 5 fest angebracht. Rund um die Stütze
5 befindet sich geringfügig unterhalb des offenen Decks 2 eine Tragplattform 4.
Am oberen Teil der Stütze 5 ist ein um eine senkrechte Achse drehbarer Drehring
7 angebracht. Ein am Drehring 7 befestigtes Stützgerüst 8 weist bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel vier Füße auf. Der Drehring 7 und das Stützgerüst 8 bilden ein
Drehgerüst 6, das von einer noch zu beschreibenden Vorrichtung um eine senkrechte
Achse gedreht werden kann.
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Ein zweibeiniger Derrick-Ausleger 9 ist an seinen inneren Beinenden
10 am Drehring 7 schwenkbar befestigt, und zwar in einer solchen Weise, daß seine
Ausladung vergrößert oder verkleinert werden kann. Der einziehbare Derrick-Ausleger
9 kann mittels eines Ausladungs- oder Einziehseilzugs in einer beliebigen Ausladungsstellung
oder unter einem beliebigen Ausladungswinkel gehalten werden.
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Der Einziehseilzug T enthält ein Einziehseil 12, Einziehseilscheiben
13 und 14, deren Blöcke am äußeren Ende 11 des Auslegers 9 und an der Spitze des
Stützgerüsts 8 befestigt sind, eine Führungsscheibe 15, die ebenfalls an der Spitze
des Stützgerüstes 8 drehbar gehaltert ist, und weitere, noch zu beschreibende Seilscheiben.
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Ein vom Derrick-Kran zu handhabendes Frachtstück 16 ist an einem
Haken oder dgl. einer Hubrolle 17 befestigt, die Teil eines Hubseilzugs C ist. Zu
diesem Hubseilzug C gehören weiterhin ein Hubseil 18, Scheiben 19 und 20, die drehbar
am äußeren Ende des Auslegers 9 angebracht sind, eine Führungsscheibe 21, die drehbar
an der Spitze der Stützstruktur 8 angebracht ist, und weitere, noch zu beschreibende
Seilscheiben.
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Das Einziehseil 12 und das Hubseil 18 laufen an ihren Aufwindenden
über die Scheiben 15 und 21 an der Spitze des Stützgerüsts 8, erstrecken sich dann
nach unten durch das Innere des Stützgerüsts 8, des Drehrings 7 sowie der Stütze
5, sind um ortsfeste Scheiben 22 und 23 nahe beim Boden der Stütze 5 geführt und
gehen schließlich zu einer Winde 24 für das Einziehseil und einer Winde 25 für das
Hubseil. Die beiden Winden 24 und 25 werden von der Grundplatte 3 getragen.
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Ein wesentliches Merkmal des beschriebenen Derrick-Krans besteht
darin, daß der Derrick-Ausleger 9 ausgehend von der in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichneten
Stellung
sowohl im Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn
um einen Winkel von 3600 gedreht werden kann. Dies bedeutet, daß die beiden Seile
12 und 18 innerhalb des Stützgerüstes 8, des Drehrings 7 und der Stütze 5 aufeinander
reiben, falls nicht die im folgenden erläuterten erfindungsgemäßen MaBnahmen zur
Beseitigung dieses Problems vorgesehen sind.
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Die gegenseitige Berührung und Reibung der Seile 12 und 18 tritt
auf, weil sich das Drehgerüst 6, der Ausleger 9 und die Scheiben 15 sowie 21 gemeinsam
gegenüber dem Schiffsrumpf 1 drehen, wohingegen die Seilscheiben 22 und 23 gegenüber
dem Schiffsrumpf feststehen. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, daß sich zwei
ursprünglich parallel zueinander verlaufende Seile, die an ihrem einen Ende fixiert
sind und an ihrem anderen Ende um eine Achse drehbar sind, die im wesentlichen parallel
zu den beiden Seilen verläuft, bei einer Drehung um 1800 gegenseitig berühren und
miteinander verdrillen. In der Praxis findet diese Berührung wegen des Durchmessers
der Seile schon bei einem kleineren Drehwinkel statt. Im Falle des Einziehseils
12 und des Hubseils 18 setzt bei dem erläuterten Derrick-Kran die Beruhrung schon
ein, wenn der Ausleger 9 einen Drehwinkel von etwa 1200 überschreitet.
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Nach der Erfindung sind nun Mittel vorgesehen, die eine Verdrehung
um mehr als 1200 nicht zulassen. Dazu werden Drehstufen verwendet, deren Drehwinkel
auf jeweils 1200 begrenzt ist, so daß sich die beiden Seile 12 und 18 auf der Strecke
zwischen den sich mitdrehenden Scheiben 15 und 21 sowie den feststehenden Scheiben
22 und 23 nicht berUhren, selbst wenn der Derrick-Ausleger 9 über 3600 im Uhrzeigersinn
und über 3600 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, also eine Gesamtdrehung von
7200 ausführt. Die Art und Weise, wie dies bewerkstelligt wird, soll insbesondere
an Hand der Fig. 1, 3 und 4 erläutert werden.
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Bei dem in diesen Figuren dargestellten Ausführungsbei spiel sind
in der Stütze 5 ein oberer Zwischendrehtisch 26 und ein unterer Zwischendrehtisch
27 vorgesehen.
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Die beiden Drehtische sind in senkrechter Richtung voneinander beabstandet,
und der untere Drehtisch 27 hat einen gewissen senkrechten Abstand von den feststehenden
Seilscheiben 22 und 23. Die Drehtische 26 und 27 haben eine ringförmige Gestalt
mit einem freien Innenraum, durch den die Seile 12 und 18 laufen. Die Drehtische
26 und 27 werden von Lagern 28 und 29 drehbar gehaltert. Führungsscheiben 30 und
31 sowie Führungsscheiben 32 und 33 sind drehbar an Stützen 30a und 31a sowie an
Stützen 32a und 33a angebracht, die in einem Abstand voneinander am Innenrand der
ringförmigen Drehtische 26 und 27 befestigt sind. Die Führungsscheiben 30 und 32
greifen am Einziehseil 12 an und sehen eine entsprechende Führung dieses Seils vor,
wohingegen die Führungsscheiben 31 und 32 die gleiche Aufgabe für das Hubseil 18
übernehmen. Auf der Unterseite des oberen Drehtisches 26 ist eine Seiltrommel 34
vorgesehen, die koaxial zum Drehtisch 26 angeordnet und einstückig mit ihm ausgebildet
ist.
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Die Strecke des Einziehseils 12 und des Hubseils 18 zwischen den
sich mitdrehenden Scheiben 15 und 21 und den sich nicht mitdrehenden, stationären
Scheiben 22 und 23 wird somit in drei Spannen oder Bereiche unterteilt, von denen
jeder im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn bis zu dem oben erwahnten Grenzwinkel
von etwa 1200 gedreht werden kann. Es ist daher möglich, die Seile 12 und 18 um
insgesamt 3600 in jeder der beiden Drehrichtungen zu drehen, ohne daß es dabei zu
einer gegenseitigen Berührung kommt.
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Dabei müssen sich der obere und der untere Zwischendrehtisch 26 und
27 in bezug auf die Drehbewegung des Derrick-Auslegers 9 in Beziehung zueinander
so drehen, daß das Verhältnis der Drehwinkel des Auslegers 9, des oberen Drehtisches
26 und des unteren Drehtisches 27 in der genannten Reihenfolge
3
: 2 : 1 beträgt. Dies wird durch eine Synchronisieranordnung erreicht, deren Aufbau
im folgenden erläutert wird.
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Die wechselseitige Beziehung zwischen den Drehwinkeln des Derrick-Auslegers
9, d.h. des Drehrings 7, und des oberen Drehtisches 26 wird von einem Räderwerk
aufrecht erhalten.
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Dieses Räderwerk enthält ein am Drehring 7 koaxial befestigtes Zahnrad
36, ein am oberen Drehtisch 26 koaxial befestigtes Zahnrad 45 und ein die Zahnräder
36 und 45 miteinander verbindendes Zahnradgetriebe mit einem Ritzel 35, Kegelrädern
37 und 38, Kegelrädern 39 und 40 sowie einem weiteren Ritzel 44. Weiterhin weist
das Zahnradgetriebe passende Wellen 41, 42 und 43 auf.
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Die wechselseitige Beziehung zwischen den Drehwinkeln des oberen
Drehtisches 26 und des unteren Drehtisches 27 Qird rd von e einem S e Seil- Trommel-Mechanismus
aufrecht erhalten.
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Dieser Mechanismus enthält die bereits erwähnte Seiltrommel 34, die
am oberen Drehtisch 27 koaxial angebracht ist, eine weitere Seiltrommel, die von
der zylindrischen Außenfläche des unteren Drehtisches 27 gebildet wird, und Synchronisierseile
46 und 51, die um die Seiltrommel 34 und den unteren Drehtisch 27 gewickelt sind
und auf diese Weise diese beiden Teile miteinander kuppeln. Das Seil 46 ist beispielsweise
im Gegenuhrzeigersinn um die Trommel 34 gewickelt und daran an der Stelle 47 verankert.
Weiterhin ist das Seil 46 im Gegenuhrzeigersinn um den unteren Drehtisch 27 gewickelt
und dort an der Stelle 48 verankert. Zwischen diesen beiden Teilen wird das Seil
46 von Führungsrollen oder Führungsscheiben 49 und 50 geführt. In einem zum Seil
46 entgegengesetzten Sinn ist das Seil 51 im Uhrzeigersinn um die Trommel 34 gewickelt
und daran an einer Stelle 52 verankert sowie im Gegenuhrzeigersinn um den unteren
Drehtisch 27 gewickelt und daran an einer Stelle 53 verankert.
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Zwischen diesen beiden Teilen wird das Seil 51 von FUhrungsrollen
oder FUhrungsscheiben 54 und 55 geführt.
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Das Drehgerüst 6, das den Drehring 7 und das StUtzgerüst 8 aufweist,
und der vom Drehgerüst 6 getragene Ausleger 9 werden zum Ausführen einer Drehbewegung
um die vertikale Achse des Drehringes 7 von einer Antriebseinrichtung angetrieben,
bei der es sich um Motoren 56 und 57 handeln kann, die auf entgegengesetzten Seiten
der Tragplattform 4 angeordnet sind. Die Motoren 56 und 57 treiben Ritzel 58 und
59 an, die mit einem koaxialen Innenzahnkranz 60 des Drehringes 7 in Eingriff stehen.
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In bezug auf das erläuterte Ausführungsbeispiel sind zahlreiche Modifikationen
des erfindungsgemäßen Derrick-Krans möglich, und zwar auch in Abhängigkeit von den
gewünschten Anforderungen an den Kran. Wenn beispielsweise der Drehwinkel des Derrick-Auslegers
lediglich 1800 im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn betragen soll, also insgesamt
3600, reicht ein einziger Drehtisch aus. In diesem Fall ist ein Drehwinkelverhältnis
zwischen dem Ausleger 9 und dem Zwischendrehtisch von 2 : 1 ausreichend. Soll andererseits
die maximale Auslegerdrehbewegung 7200 überschreiten, kann man dies ohne weiteres
durch Erhöhen der Anzahl der Zwischendrehtische auf drei oder mehr realisieren.
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Bei dem in den Fig. 1 bis 4 erläuterten Ausführung;8-beispiel werden
zum Einziehen des Auslegers und zum Anheben der Last zwei Seile verwendet. Bei einem
größeren Kran werden für diese Zwecke im allgemeinen vier Seile benutzt. Bei vier
Seilen kann man das Problem der gegenseitigen Beruhrung durch Erhöhen der Anzahl
der Führungsrollen oder FUhrungsscheiben jedes Zwischendrehtisches lösen.