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Der Gegenstand des Gebrauchsmusters ist ein multifunktionaler Schiffskran, der zum Verladen und Entladen der Güter an und von Schiffsbord benutzt wird, insbesondere der Stückgüter mit erheblichem Gesamtgewicht, darunter Längsträger, aber auch der Standardfracht in der Art von Containern.
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Es sind in der Schiffsindustrie die auf den Schiffen der Handelsflotte benutzten Krane bekannt, die zwei Hebewinden mit einem Kranarm besitzen, und zwar eine Hauptwinde und eine Hilfswinde. Die Belastungen der Hauptwinde während ihrer Benutzung ziehen nach sich eine hinsichtlich der Belastbarkeit notwendige Krankonstruktion. Die Zahl der Arbeitszyklen, die mit dieser Winde ausgeführt werden, ist jedoch gering. Die Benutzung der Hilfswinde verursacht viel kleinere Belastungen, jedoch ist die Anzahl der mir ihr ausgeführten technologischen Operationen erheblich höher. Daher kann die Konstruktion der über zwei Winden verfügenden Krane in sicherer Weise viel mehr Arbeitszyklen durchführen als der Kran mit einer Winde, insbesondere der für die große Tragkraft. Ein Konstruktionsfehler dieser Vorrichtungen ist die Beschränkung der Sichtweite im Bereich, in dem der Kranarm tatsächlich tätig ist. Der Bereich unter dem Arm wird wegen des massiven Aufbaus dieser Arme bedeckt.
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Bedauerlicherweise hat die Benutzung der selbständigen Winden, die mit der mechanischen Steuerung des Kranarms nicht verbunden sind, in der Regel mehrere Schwierigkeiten bei der Steuerung während des Betriebs solcher Krane zur Folge. Der Grund dafür ist auch die Tatsache, dass sie sehr massiv sind, was daraus folgt, dass die mechanische Festigkeit gewährleistet sein muss. Die Kranarme werden aus Stahllängsträgern gebaut, die als geschlossener Körper geformt werden, z.B. ein Quader oder die z.B. eine Form von T-Trägern, Winkelträgern oder fest gebundenen Flachträgern bilden. Das große Gewicht des Krans verursacht die Unbequemlichkeiten bei der Steuerung des Ballasts des Wasserfahrzeugs, insbesondere für die langen Kranarme und das erhebliche Gewicht der Gegenstände, die der Kran mit diesem Arm hebt und trägt. Der Betrieb des Krans ist dann zwangsläufig verlangsamt, damit die Synchronisierung seiner Tätigkeit mit der Steuerung vom Schiffsballast überhaupt möglich wäre.
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Ein unabhängiger Fehler der Schiffskrane mit großer Tragfähigkeit ist ein Problem, das mit der Verteilung der die Bewegung des Krans bewirkenden Mechanismen verbunden ist. Der Raum ist auf dem Wasserfahrzeug immer sehr beschränkt. Unabhängig von den Montagemöglichkeiten, ist es notwendig, eine Konstruktion im Einklang mit den Vorschriften zu erstellen, die die Häfen und die Kais betreffen, die das Wasserfahrzeug anläuft und in denen festgemacht wird. Daher soll man die in den Kranen eingesetzten, pneumatischen und elektrischen Antriebe, die groß und in der Konstruktion nur schwer befestigbar sind durch eine kleinere Konstruktion mit der gleichen Funktionalität ersetzen. Neue Konstruktionen verursachen in der Folge die Unbequemlichkeit bei der Führung der Kranhaken, vor allem bei den belasteten Seilensystemen. Die ordentliche Konstruktion muss auch die Tendenz zur Lenkung des Kranarms in eine schlechte Richtung infolge des Biegens nach hinterem Teil des Krans beachten.
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Daher nivellieren die bekannten Konstruktionen einige der angegebenen Unbequemlichkeiten der Krane, wobei dies nicht immer die Schiffskrane mit großer Tragfähigkeit betrifft.
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Als Beispiel kann man die Lösungen anführen, die in den folgenden chinesischen Beschreibungen offen gelegt wurden.
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Aus der Anmeldung der Erfindung
CN 10361299 ist die Lösung bekannt, in der ein Elektromotor mit Dauermagnet und mit den an beiden Seiten der Scheiben der Bremsanlage befestigten Scheibenbremsen verwendet wurde. Die analogen Elemente wurden in den Lösungen der anderen chinesischen Anmeldungen der Erfindungen verwendet, Nummer
CN 102070080 und Nummer
CN 102050384 .
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Aus dem Gebrauchsmuster
CN 202429902 ist der Schiffskran mit dem Elektromotor mit Dauermagnet bekannt. Darüber hinaus besitzt der Kran einen Drehmechanismus, einen Hebemechanismus des Kranarms, einen Mechanismus der Lasthebung, eine Steuerungseinheit und ein Kontrollsystem, das durch das Steuerungssystem den Motor steuert. Das Steuerungssystem, das Sensoren und ein Display enthält, ist mit einer Hauptsteuerungseinrichtung verbunden und die Hauptsteuerungseinrichtung ist mit der Steuerungseinheit verbunden, die Steuerungseinheit hingegen ist mit einem Dauermagneten verbunden, wo der Dauermagnet mit dem Drehmechanismus, dem Hebemechanismus des Kranarms und dem Mechanismus der Lasthebung verbunden ist.
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Die analoge Lösung stellt das chinesische Gebrauchsmuster
CN 201560058 dar, in dem der Kran unmittelbar durch den Synchronmotor mit Dauermagneten angetrieben wird. Der Antriebmechanismus, der Mechanismus der Amplitudenänderung des Arms, der Hebemechanismus und der Drehmechanismus des Krans sind mit dem Synchronmotor mit Dauermagneten verbunden, und das die Geschwindigkeit regulierende Kontrollsystem der unterschiedlichen Betriebsfrequenz, ist ein System der elektrischen Steuerung. In dem Hebemechanismus und dem Mechanismus der Amplitudenänderung des Arms wird das Spinnrad unmittelbar durch den Synchronmotor mit Dauermagneten angetrieben und die Bremsen werden auf beiden Seiten des Synchronmotors mit Dauermagneten und der Spinnradtrommel befestigt. Der Synchronmotor mit Dauermagneten wird unmittelbar mit dem Reduktionsmittel der Hubgeschwindigkeit verbunden, der Reduktionsmittel der Hubgeschwindigkeit wird durch eine Lagerrolle mit der Welle der Spinnradtrommel verbunden.
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Die Lösungen mit den Synchronmotoren verkleinern das Antriebssystem, machen es leiser und ermöglichen den für den Betrieb des Krans notwendigen Energieverbrauch zu senken. Sie beeinflussen das Konstruktionsgewicht des Krans nur in geringem Maße.
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Deshalb sind aus vielen Lösungen die Krankonstruktionen mit einem Gerüstaufbau des Auslegerarms bekannt und manche von ihnen sind die Konstruktionen, bei denen der Auslegerarm aus einigen zusammengebundenen Fachwerken konstruiert ist, z.B. aus der Anmeldung der Erfindung
US 2008173605 ,
US 2004238471 und
US 2012031868 . Die Gerüstkonstruktionen des Arms werden jedoch nicht für die Schiffskrane mit sehr großer Tragfähigkeit benutzt. Sie werden erst recht nicht in dem Krantyp mit einem Steuerarm verwendet, der um das zweite, selbständige Hebesystem des zweiten Hakens bereichert ist.
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Obwohl die angegebenen Verbesserungen selektiv verwendet werden, ist es immer noch unmöglich, dass in den A-Rahmen-Schiffskranen der Kranarm bei der Lenkung des Arms zur Senkrechtstellung erheblich den 80 Grad Winkel übersteigt, vor allem für die Kranen mit großer Tragfähigkeit, was die Ordnung der Güter, die in unmittelbarer Nähe der Basis des Kranturms gehoben werden, unmöglich macht. Das nimmt einen grundlegenden Einfluss auf die Ausnutzung des Raumes an Bord des Wasserfahrzeugs aufgrund seiner Begrenztheit und genereller Verfügbarkeit. Die Krane, die diesen Hebewinkel des Arms fast erreichen, riskieren vor allem wegen der vollen Konstruktion des Arms und seines Gewichts den Sturz oder die Lenkung des Arms nach hinten, unabhängig davon verursachen sie große Unbequemlichkeit bei der Steuerung des Ballasts des Wasserfahrzeugs.
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Daher ergibt sich aus einer anderen Urkunde der rumänischen Erfindung Nummer
RU 2206869 , dass eine elektronische Sicherung des Krans durch ein System der Sensoren und Mikrocontroller möglich ist, infolge der Bewertung des gemessenen Magnetfelds der in bestimmten Stellen platzierten Magneten und des Drehwinkels des Arms. Es wird die Lage des Kranarms unter Berücksichtigung der Lasten und der daraus folgenden Überlastungen untersucht. Dieses System schützt den Kran vom Stürzen infolge der Überlastung. Bedauerlicherweise betrifft das System die Lenkung des Arms nach hinten nicht, deshalb kann er keine Anwendung bei den Wasserfahrzeugen für die Krane mit großer Tragkraft finden.
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Die vorhandenen, bekannten Konstruktionen in Betracht ziehend, kann man merken, dass es keine Konstruktion gibt, die all die günstigen Möglichkeiten verbinden würde und auf diese Weise die optimale Ausführung der Schiffskrane darstellte, die dem Kran höhere Arbeitsgeschwindigkeit, größere Zuverlässigkeit und Genauigkeit, die Verbesserung der Lenkung und Vergrößerung der Reichweite um den sich unmittelbar beim Turm befindenden Bereich gewährleistet und all dies mit der Gewichtsreduzierung des Krans, Verkleinerung des Kranturms und der Kranmechanismen und, was am wichtigsten ist, mit dem Anstieg der Arbeitszyklen – ohne mechanische Überlastung der Konstruktion.
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All die nützlichen Eigenschaften des optimalen Krans sind dank der Konstruktion gemäß dem Gebrauchsmuster möglich. Diese Konstruktion berücksichtigt und verbessert zusätzlich die Notwendigkeit des gleichzeitigen Navigierens während der Tätigkeit des Krans, unter spezieller Berücksichtigung der Behandlung vom Ballast.
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Multifunktionaler Schiffskran gemäß dem Gebrauchsmuster besitzt eine Bedienerkabine, einen mit den Bolzen an der Basis befestigten Steuerarm und zwei selbstständige Windensysteme, entsprechend mit der Hauptwinde und der Hilfswinde, deren Hebehaken auf diesem Arm befestigt sind. Er besitzt auch einen Elektromotor mit Dauermagneten, einen Drehmechanismus, der sich in der Basis befindet, einen Hebemechanismus des Steuerarms, ein Kontrollsystem, das durch ein Steuerungssystem den Motor steuert, das eine Steuerungseinheit besitzt, das Steuerungssystem ist hingegen mit dem Motor verbunden, und der Motor ist mit dem Drehmechanismus verbunden, der Motor ist auch mit dem Hebemechanismus des Steuerarms verbunden und der Motor ist mit dem System der Hebewinde verbunden. Das Gebrauchsmuster ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kranturm in Form vom A-Rahmen ist, der mithilfe der Bolzen an der Basis befestigt wird und dass es mindestens drei Elektromotoren sind, wobei das System der Hauptwinde und das System der Hilfswinde, sowie der Hebemechanismus des Steuerarms den eigenen Elektromotor mit Dauermagneten haben und eine ihm entsprechende an der Basis vom A-Rahmen befestigte Winde. Die Rotationsachse dieser Winde ist günstigerweise mit der Rotationsachse des Rotors des Elektromotors mit Dauermagneten gemeinsam. Dies erlaubt die angegebenen Elemente zu befestigen, indem der minimale Teil des verfügbaren Platzes genutzt wird. Für die Befestigung der Winden mit deren Motoren kann auch ein anderer Teil des Krans gewählt werden. Der genannte Teil erlaubt jedoch eine ganz gute und günstige Führung der Schiffsleinen. Der Steuerarm hat einen Gerüstaufbau, günstig in Form von einem Fachwerk, das aus vielen Elementen zusammengesetzt werden kann. Der A-Rahmen zusammen mit den Scheiben des Hebemechanismus des Steuerarms und günstig mit den an der Spitze befestigten Scheiben des Hauptwindensystems, werden in die Richtung der hinteren, kürzeren Stütze des A-Rahmens verlagert. Dies erlaubt die freie Lenkung des Steuerarms, was sogar die senkrechte Hebung bis zu 87º zur Folge hat.
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Der Drehmechanismus, der im Kranturm unter dem Fußboden der Basis gesteckt wird, hat seinen eigenen Elektromotor mit Dauermagneten.
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Die Bedienerkabine ist günstig auf der vorderen, längeren Stütze des A-Rahmens befestigt, wobei das Blickfeld aus dem Inneren der Bedienerkabine in horizontaler Ebene 270º übersteigt und in vertikaler Ebene 225º übersteigt.
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Der Steuerarm ist günstig aus einigen zusammengesetzten Elementen gebaut.
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Die Winde des Hauptwindensystems und gleichzeitig oder wechselweise die Winde des Hilfswindensystems wird günstig auf dem Steuerarm befestigt, am besten an der Seite.
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Mindestens auf einem Hebehaken kann eine Traverse befestigt werden, um das Heben der Längsträger zu erleichtern.
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Der Kran wird günstigerweise an der Bordseite des Schiffes, am besten an einer zusätzlich erhöhenden Basis, befestigt. Die zusätzlich erhöhende Basis kann so geformt sein, dass sie eine Vertiefung von unten ihrer Konstruktion besitzt, was die Vergrößerung des Lagerraumes zusätzlich ermöglicht.
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Der Kran wird günstigerweise an Schiffsbord befestigt, jede D Strecke, die höchstens der Reichweite des Steuerarms gleich ist, also ist ihre Vervielfachung möglich und so befestigte Anordnung von mindestens zwei Kranen ist günstig an derselber Bordseite befestigt. Die Krane können sich bei verschiedenen Bordseiten befinden, solche Anordnung ist jedoch weniger brauchbar für das gemeinsame Heben der Fracht, vor allem der großen Längsträger mit großem Gesamtgewicht.
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Das Kontrollsystem und gleichzeitig oder wechselweise das Steuerungssystem des Krans ist günstigerweise mit dem Steuerungssystem des Ballasts verbunden.
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Das Kontrollsystem oder das Steuerungssystem des Krans, der zur Konstellation der Krane gehört, ist mit dem Kontrollsystem und gleichzeitig oder wechselweise mit dem Steuerungssystem des in der Konstellation der Krane verbliebenen Krans verbunden.
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Der in der Lösung beschriebene Kran ist ein modularer, zusammenklappbarer Kran, mit zwei Hebehaken, der eine ausgezeichnete Sichtweite besitzt, bei gleichzeitiger Reichweite von 30m und sogar mehr. Mit all diesen Eigenschaften ist er für das Heben von Lasten bis 250t bei voller Reichweite des Steuerarms und sogar bis 450t bei halber Reichweite geeignet
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Die Konstruktion hat eine Reihe von Vorteilen. Vor allen Dingen, das erheblich reduzierte Gewicht, sogar bis etwa 40% und der gesenkte Schwerpunkt des Krans. Außer der Energieeinsparung folgt daraus auch die Möglichkeit das Schiff, auf dem der leichtere Kran befestigt wird (Konstellation der Krane), mit Fracht zu belasten. Es ist möglich, die Fracht unmittelbar neben der Kranbasis aufzustellen. Es ist auch möglich, den Kran von dem Hersteller bis zur Montagestelle in Elementen ohne Probleme zu transportieren. Deshalb ist es auch möglich, die Endkonstruktion unter schwierigeren Umständen zusammenzubauen, sowie die Herstellung weit vom Gewässer.
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Die offensichtlichen Vorteile sind die Verbesserung der Funktionsfähigkeit, leiserer Betrieb, eine längere Lebensdauer der Elemente, schnellerer Service, die Möglichkeit der Ferndiagnostik, die Verringerung von Risiken der Umweltverschmutzung.
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Dank der Anwendung vom Kontrollsystem und des Systems der kohärenten Motorsteuerung ist es möglich, eine bessere Lenkung der Haken zu erreichen (level-luffing).
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Die Anwendung des klassischen Fachwerks, das aus Stahl mit sehr hoher Festigkeit hergestellt wird, senkt erheblich die Windeinwirkung auf den Kran, den Ausleger und den Turm, der in Form vom schmalen A-Rahmen hergestellt wird.
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Die Lösung gemäß dem Gebrauchsmuster ist im Beispiel der Ausführung auf der Abbildung dargestellt, wo 1 den Kran im Profil in der horizontalen Ruhelage darstellt, 2 den Kran in der horizontalen Ruhelage von oben darstellt, 3 den Kran im Profil beim maximalen Anhub darstellt, 4 eine Konstellation der Krane darstellt, die auf dem Schiff während des gemeinsamen, synchronischen Betrieb montiert werden.
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Ein multifunktionaler Musterschiffskran 1, besitzt eine Bedienerkabine 2, einen mit den Bolzen 4 an der Basis 5 befestigten Steuerarm 3 und zwei selbständige Systeme 6’, 6” der Hebewinden 20, entsprechend mit der Hauptwinde 7 und der Hilfswinde 8, deren Hebehaken 9’, 9” auf diesem Arm 3 befestigt werden. Er besitzt auch drei synchronischen Elektromotoren mit Dauermagneten 10 und einen asynchronischen Elektromotor 11, einen in der Basis 5 befestigten Drehmechanismus 12, einen Hebemechanismus 13 des Steuerarms 3, ein Kontrollsystem 14, das die Motoren 10, 11 durch das Steuerungssystem 15 kohärent steuert, das eine Steuerungseinheit 16 besitzt, wo das Steuerungssystem 15 mit jedem Motor 10, 11 durch seine Steuerungseinheit 16 verbunden ist. Ein Asynchronmotor 11 ist mit dem Drehmechanismus 12 verbunden, ein Synchronmotor 10 ist mit dem Hebemechanismus 13 des Steuerarms 3 verbunden und ein Synchronmotor 10 ist mit dem System 6 der Hauptwinde 7 verbunden und ein Synchronmotor 10 ist mit dem System 6” der Hilfswinde 8 verbunden.
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Der Turm 17 des Krans 1 ist in Form vom A-Rahmen 30, der mithilfe der Bolzen 18 an der Basis 5 des Krans 1 befestigt wird, wobei das System 6’ der Hauptwinde 7 und das System 6” der Hilfswinde 8 und der Hebemechanismus 13 des Steuerarms 3 den eigenen Elektromotor 10 mit Dauermagnet hat und eine ihm entsprechende Winde 20.
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Auf der Basis 5 des A-Rahmens 30 wird die Hauptwinde 7 und die Winde 19 des Hebemechanismus 13 des Steuerarms 3 befestigt und auf dem Steuerarm 3 wird die Hilfswinde 8 befestigt.
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Die Rotationsachse jeder Winde 7, 8, 19 ist mit der Rotationsachse des Rotors des synchronischen Elektromotors 10 mit Dauermagnet, der auf dieser Winde 7, 8, 19 befestigt wird, gemeinsam.
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Der Steuerarm 3 hat einen Gerüstaufbau in der Art von Fachwerk 21, wobei das Fachwerk 21 aus einem einzelnen verbundenen Element besteht. Der A-Rahmen 30 zusammen mit den Scheiben 22 des Hebemechanismus 13 des Steuerarms 3 und mit den an der Spitze 24 befestigten Scheiben 23 des Systems 6 der Hauptwinde 7, werden in die Richtung der hinteren, kürzeren Stütze 25 des A-Rahmens 30 verlagert. Dies erlaubt die freie Lenkung des Steuerarms 3, was sogar die senkrechte Hebung bis zu 87º zur Folge hat.
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Der Drehmechanismus 12 wird im Turm 17 des Krans 1 unter dem Fußboden 26 der Basis 5 gesteckt.
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Die Bedienerkabine 2 ist auf der vorderen, längeren Stütze 27 des A-Rahmens 30 befestigt, wobei das Blickfeld aus dem Inneren der Bedienerkabine 2 in horizontaler Ebene 270º übersteigt und in vertikaler Ebene 225º übersteigt.
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Der Steuerarm 3 ist aus den zwei zusammen verbundenen Elementen 3’, 3” gebaut.
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An den beiden Hebehaken 9’, 9” kann eine Traverse getrennt befestigt werden.
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Der Kran 1 wird an der Bordseite 28 des Schiffes 29 befestigt, an einer zusätzlich erhöhenden Basis 31. Die zusätzlich erhöhende Basis 31 ist vertieft geformt.
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Der Kran 1 wird an Bord 32 des Schiffes 29 befestigt, jede D Strecke, die der Reichweite des Steuerarms 3 gleich ist und sechsunddreißig Meter beträgt, es ist also die Anzahl der Krane 1 zu zwei vervielfacht, die eine Konstellation 33 der Krane 1 bildet, die an derselber Bordseite 28 des Schiffes 29 befestigt wird. Die Reichweite der Konstellation 33 der Krane 1 beträgt dadurch ungefähr einhundertacht Meter.
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Das Kontrollsystem 14 des Krans 1 ist mit dem Steuerungssystem 34 des Ballasts 29 verbunden.
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Das Steuerungssystem 15 des Krans 1, der zur Konstellation 33 der Krane 1 gehört, ist mit dem Steuerungssystem 15 des in der Konstellation verbliebenen, zweiten Krans 1 verbunden.
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Die Steuerungssysteme 15, 34 und das Kontrollsystem 14 sind miteinander per Funk verbunden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 10361299 [0007]
- CN 102070080 [0007]
- CN 102050384 [0007]
- CN 202429902 [0008]
- CN 201560058 [0009]
- US 2008173605 [0011]
- US 2004238471 [0011]
- US 2012031868 [0011]
- RU 2206869 [0013]
