Die Erfindung betrifft einem mit Auslegern ausgestatteten Kran für schwere Güter, vornehmlich, aber nicht ausschließlich für Binnenschiffe und leichte Seeschiffe, wobei 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 Regel durch hohes Gewicht, hohe Schwerpunktlage, aufwendige Technik und damit hohen Preis aus. Sie können daher wirtschaftlich nur an Plätzen mit hohem Umschlagbedarf (z.B. Terminals) eingesetzt werden. So konnte wegen Fehlens bordeigener Umschlagmöglichkeiten die Binnenschiffahrt am Containerverkehr erst teilnehmen, nachdem kostenaufwendige Terminals mit landgestützten Umschlagmitteln errichtet worden waren.
Bekannt sind Auslegerkräne, z.B. nach GB Patentschrift 21 96603 (Oberbegriff des Anspruchs 1), jedoch ist dieser mit Nachteilen behaftet. Der Kran ist nicht für vornehmlich waagerechte Lastbewegung ausgelegt.
Mit seiner Hilfe lassen sich nur Teile der Decksfläche bestreichen und es ist für die etwa waagerechte Lastbewegung die zweidimensional koordinierte Betätigung zweier unterschiedlicher Antriebe nötig. Eine Querverschiebung der Last während des Umschlagvorgangs und ein teilautomatischer Schwerpunktausgleich ist nicht verfügbar. Auch falls dieser Kran zusammenfaltbar sein sollte, bleiben Bauteile von erheblicher Höhe, die eine Brückendurchfahrt behindern.
Besonders in den Ländern der Zweiten und Dritten Welt ist z.B. ein flächendeckendes Einbinden in den Welt-Containerverkehr unter Verwendung der natürlichen, keiner Aufwand erfordernden Wasserwege nicht möglich,
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 und 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 Aúftreten von Stabilitätsproblemen beim Umschlag ausschließt, mit einfacher Technik auskommt und deshalb preisgünstig herstellbar ist und auch in ortsfesten Anlagen sinnvoll einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird von den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Durch Verwendung von Schubketten läßt sich der Ausleger des Krans in einfacher Weise aus etwa waagerechter Position (Transportstellung) um nahezu 180o schwenken ( weiteste Ausladung) und auf der Schienenbahn bewegen. Durch Kombination 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 argelandet/aufgenommen werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert, Dabei zeigen diese Zeichnungen lediglich Ausführungsbeispiele und schließen andere denkbare Gestaltungen gemäß Erfindungs-Anspruch 1 nicht aus.
Für 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- bzw. eintreten kann. Alle Antriebe sind selstsperrend ausgestaltet.
Die Schutzrechte für Schubkette und zugehörigen Antrieb sind beim Deutschen Patentamt unter der Nr. G 88 06 871.4 und als PCT-Anmeldung unter DE89/00322 registriert.
Im folgenden wird der Kran installiert auf einem Binnenschiff dargestellt.
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. Ferner 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) verhindertauch bei weiter Auslage 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 Endstellungpen 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 stromauf 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 Abstellflächen entlang der Pieranlage wird das Schiff durch Einholen/Stecken von Ankerkette und Vorleine parallel zur Pier bewegt.
Müssen die Container auf der Pier abgesetzt werden, so stehen für den Abtransport verschiedene Fahrzeuge 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. 1 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 Querträgern (15) ist vorzugsweise rohrförmig ausgebildet. Auf ihm ist der Abstandhalter (16) ebenfalls rohrförmig 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 Schubkettenhalterung (19) angebracht, an der die die Querbewegung des Abstandhalters (16) bewirkende Schubkette (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 Zugänglichkeit 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 Nutzung 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 Erfindung auch alternati umlaufende Seile oder Ketten oder Zahnstangentriebe verwendet werden.
Container und andere Lasten haben nicht immer einen mittigen Schwerpunkt. Besonders 40-Fuß-Container können daher in der Längsachse erheblich geneigt sein. Das kann ihre Handhabung erschweren, das Einhringen in enge Räume oder Halterungen sogar ausschließen. In Fig. 7 ist eine halbautomatische Einrichtung zum Erfassen der Last im Schwerpunkt dargestellt. 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 (Containderbreite) nebeneinander geführt. Sie sind mit einem Mittelteil (31), z.B. einer Gliederkette, miteinander verbunden. Der Abstandhalter (16) ist an seinen Enden mit ihn umfassenden, drehbar angebrachten Zahnrädern (32) mit den Ketten (31) entsprechender Verzahnung versehen. Weiterhin befinden sich außerhalb der Kettenräder umfassende fest verbundene Feinverzahnungen(34).
Weiter sind Führungshebel (37) mit Nocken (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 Zahnklotzhalterung (41) gelagerten Zahnklotz (40), der sich dadurch in die Feinverzahnung (34) einpreßt und eine Längenveränderung der Stroppen (30) mit Mittelteil Gliederkette (31) verhindert. Die Last hängt sicher mit der Schwerpunktlage entsprechenden unterschiedlich langen Stroppen in Kran. Alternativ kann die Vorrichtung als selbständige Baugruppe mit Aufhängeglied gefertigt sein.
Alternativ kann die Funktion der Schubkette (8) auch durch eine Kombination aus verstellbarer Seilverbindung zwischen Stützen (12) una Auslegern (11), Hydraulikzylindern als Verbindung zwischen Stützen (12) und Kranwagen (4) etwa nahe (9) und einer Vorrichtung zum Aufrichten bestehen.
In Transportstellung 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 Führungsschiene auf den 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 einem 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. Nachdem 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 Betriebsstellung vorgesehen, weniger zum Heben von Lasten ( die ungünstigen Kraftangriffswinkel würden großdimensionierte Zylinder erfordern). Mit Hilfe der Hydraulikzylinder lassen sich die Stützen (12) ein wenig über die Senkrechte hinaus bewegen.
Sie leisten dabei die notwendige 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.