DE2739177A1

DE2739177A1 - Turm-portalkran

Info

Publication number: DE2739177A1
Application number: DE19772739177
Authority: DE
Inventors: Josef Kogan
Original assignee: Technion Research and Development Foundation Ltd
Current assignee: Technion Research and Development Foundation Ltd
Priority date: 1976-09-02
Filing date: 1977-08-31
Publication date: 1978-06-22
Also published as: FR2361301A1; NL7709703A

Description

Anmelder: TECHNION RESEARCH AND DEVELOPMENT FOUNDATION LIMITED, Senate House, Technion City, Haifa 32 000, Israel

Turm-Portalkran

Die Erfindung bezieht sich auf die kombinierte Benutzung von zwei oder mehr Turmkränen oder ähnlichen Kränen, um einen Portalkran zu bilden. Die Erfindung ist anwendbar auf Schiffswerften oder anderen Konstruktions- und Zusammenbaustellen, an denen große und schwere Lasten anzuheben und an ihre Stelle zu setzen sind.

Es ist bekannt, daß ein Turmkran in einen portalähnlichen Kran umgewandelt werden kann durch das einfache Hilfsmittel, das freie Ende seines Ladebaumes oder Auslegerarmes auf das Oberende eines zweiten abstützenden Turmkranes zu stellen (s. z.B. "Tower Cranes in Building Construction" von I. Kogan, by 3rd. ad.; Mashinostroenie, Moskau 1971, Seite 29, Fig. 21). Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß beide Kräne im Verbundbetrieb die volle Kapazität des abstützenden Kranes nicht verwenden können, da er nur als reine und einfache Stütze dient.

Dieser Nachteil wird durch die Erfindung vermieden, nach der sich die Kräne im wesentlichen gegenseitig abstützen, um dadurch ihren Anhebmechanismus gleichzeitig benutzen zu können und eine Last anzuheben, die gleich der Summe ihrer getrennten Tragkapazität ist.

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Beide Kräne haben verdrehbare oder nicht verdrehbare Türme und ihre Ladebäume oder Auslegerarme können entweder horizontal festliegen oder in vertikaler Ebene beweglich sein. Die erforderlichen Gegengewichte können entweder auf der gleichen Höhe (gewöhnlich in der Höhe des Ladebaumes) und im gleichen Abstand von der Achse des Turmes angeordnet werden oder oberhalb des Fußportals bei etwas geringerem Abstand von der Achse des Turmes.

Die Fig. 1 bis 8 stellen das Prinzip der Erfindung anhand einer Anzahl von Beispielen und konstruktiven Einzelteilen dar.

Die Fig. 1 zeigt schematisch den Verbundbetrieb zweier Turmkräne, die nach der Erfindung umgewandelt sind, wobei eine Durchfahrt zwischen ihnen, z.B. für ein Dock gebildet ist. Der erste Kran besteht im Prinzip aus einem Fußportal 1, dem Turm 2, dem Turmkopf 3, dem Gegengewicht 4 und dem Ladebaum 5. In gleicher Weise besteht der zweite Kran aus dem Portal 1 a, dem Turm 2 ä, dem Turmkopf 3 a, dem Gegengewicht 4 a und dem Ladebaum 5 a.

Während des Verbundbetriebes der^ Kräne nach der Erfindung ruht der Ladebaum 5 a auf einer Konsole 6 in Nähe des Turmkopfes 3 und in ähnlicher Weise der Ladebaum 5 auf einer Konsole 6 a in Nähe des Kopfes 3 a (Fig. 4).

Wenn der Abstand der Kräne und damit die Durchfahrt zwischen ihnen für kleine Lasten genügend weit ist, brauchen die Kräne nicht ver-

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drehbar sein. In solchen Fällen sind nur zwei Bewegungsarten erforderlich, wenn die Kräne getrennt arbeiten, nämlich erstens das Verschieben des Kranes vor und zurück und zweitens die Bewegung der Laufkatze entlang des Ladebaumes. Wenn keine Durchgänge oder Durchfahrten vorhanden sind, ist auch das Schwenken des Ladebaumes erforderlich (Fig. 2). Für den Verbundbetrieb können sich die Ladebäume 5 und 5 a entweder nebeneinander oder übereinander befinden oder ein Ladebaum kann ein doppelter sein und der andere ein einzelner (Fig. 3)".

Wenn die Arbeit in beengten Bereichen ausgeführt wird, können die Gegengewichte der Kräne unmittelbar oberhalb des Portals in Nähe der Turmachse in üblicher Weise angeordnet werden (Fig. 5). Die Türme können dabei verdrehbar oder nicht verdrehbar sein.

Die Fig. 2 zeigt die Kräne im getrennten Betrieb. Es kann für die genaue horizontale Bewegung der Last Vorsorge getroffen werden, sobald die Laufkatze entlang des geneigten Ladebaumes verschoben wird.

Die Fig. 7 und 8 zeigen den Verbundbetrieb dreier Kräne. Es sind zwei verschiedene Kombinationen möglich, nämlich die Kräne II und III bilden ein Portal in der oben beschriebenen Weise, während der Kran I getrennt arbeitet (Fig. 7), oder das Portal wird durch die Kräne I und II gebildet, während der Kran III unabhängig arbeitet (Fig. 8). Wenn es gewünscht wird, kann ein Verbundbetrieb auch mit

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mehr als drei identischen Kränen» möglich gemacht werden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein System zweier gekuppelter Kräne I a und I b in Kombination mit einem Einzelkran II, wobei der Ladebaum 5 a des Kranes II zwischen den Ladebäumen 5 a und 5 b der Kräne I a und I b hindurchläuft, wobei die drei Ladebäume auf ihren drei Konsolen aufruhen. Die Ladebäume 5 a und 5 b ruhen auf einer Konsole auf beiden Seiten des Turmes des Kranes II auf, während das freie Ende des Ladebaumes 5 c, der zum Kran II gehört, auf einer doppelten Konsole 6 c auf ruht, die aus zwei Teilen besteht, die je auf der Innenseite <3es Kranes I a und I b vorgesehen sind.

Ein portalförmiger Kran nach der Erfindung kann nicht nur aus zwei oder mehr wandernden Turmkränen aufgebaut werden, wie oben beschrieben ist, sondern auch andere Typen von Auslegerkränen können in Kombination verwendet werden, z.B. ein Mastenkran (Fig. 9) oder ein Raupenkran (Fig. 14), wobei einer dieser Kräne ein stationärer ist (Fig. 9 und Fig. 14).

Die Fig. 9 bis 14 zeigen die Kombination aus einem Mastenkran und zwei Turmkränen. Der drehende Mast 10 des Auslegers ist durch Ankerseile 11 verspannt. Im Mittelpunkt des Mastes 10 ist der Auslegerarm, der die Laufkatze für die Last trägt,in üblicher Weise befestigt. Gegenüber dem Ausleger sind auf der kreisbogenförmigen Spur 14 (Fig. 12) zwei Turmkrane 15 a und 15 b so montiert, daß sich ihre Auslegerarme 16 a und 16 b parallel zum Auslagerarm 12 befinden.

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Das freie Ende des Auslegerarmes'ruht auf Konsolen 17 a und 17 b der Turmkräne (Fig. 9). Wegen der Darstellungsmöglichkeit für die Wandelbarkeit und Anpassungsfähigkeit der Anordnung sind die Auslegeranne 16 a und 16 b der beiden Turmkräne unterhalb des Auslegers 12 des Mastenkranes gezeigt worden.

Die Auslegerarme 16a und 16b der Turmkräne ruhen auf Konsolen 18 a und 18 b des Auslegermastes 1O auf. Die Laufkatzen 19 (19a und 19 b, Fig. 11) laufen entlang der Auslegerarme 16a und 16b, wobei die Last Q verbunden getragen wird, durch die Laufkatze 13 des Mastenkranes und die Laufkatze 19 der Turmkräne. Für ein getrenntes Arbeiten wird der Auslegerarm 12 des Mastenkranes nivelliert und die Auslegerarme 16a und 16b der Turmkräne werden seitwärts des Auslegermastes 10 verschwenkt. Die getrennte Arbeit der Kräne ist in Fig. 13 dargestellt.

Die gleichzeitige Arbeit eines feststehenden Raupenkranes in Kombination mit einem beweglichen Turmkran ist in Fig. 14 dargestellt, um die Kombination zweier Kräne mit verschiedenen Längen der Auslegerarme zu zeigen. Am Oberende des Mastes 20 des Raupenkranes ist der Auslegerarm 21 vorgesehen, dessen freies Ende auf dem Auslegerarm 22 des Turmkranes 23 in Nähe des Aufhängepunktes 24 aufruht. Das freie Ende des Turmkranauslegers 22 ist in einer geeigneten Auflage am Mast 20 des Raupenkranes gelagert. Wenn Änderungen im Abstand zwischen den Turm- und Raupenkränen zugelassen werden müssen, ruht das freie Ende des kürzeren der beiden Auslegeranne (im vor-

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liegenden Fall der Auslegerarm 2Ί des Raupenkranes) auf einer zu diesem Zweck vorgesehenen Laufkatze auf, die ihrerseits entlang des längeren Auslegerarmes wandert, und zwar im vorliegenden Fall ein Stützwagen 25, der entlang des Auslegerarmes 22 des Turmkranes wandert. Das freie Ende des längeren Auslegerarmes 22 kann in üblicher Weise gabelförmig ausgebildet sein, um eine geeignete Verstellung des Turmkranes oder des Raupenkranes zuzulassen, aber auch andere Vorrichtungen können gut vorgeschlagen werden. Im dargestellten Fall (Fig. 15) umfaßt die Gabel 26 den Mast 20 und ruht auf einem doppelten Sockel 27 auf.

Wenn es gewünscht wird, die Kräne für ein getrenntes Arbeiten voneinander zu lösen, wird der Auslegerarm 21 von dem Stützwagen 25 abgehoben, worauf der Turmkran 23 aus dem Arbeitsbereich entfernt werden kann, sobald die Gabel 26 aufhört, den Mast 20 einzufassen. Die Fig. 17 gibt die getrennte Arbeitsweise wieder.

Sobald die Kräne verbunden arbeiten, wird die Last Q von den beiden zusammenarbeitenden Laufkatzen 28 und 29 getragen, aber die Last kann nur in den Längengrenzen des kürzeren Auslegerarmes 21 verschoben werden.

An den Punkten, an denen der Auslegerarm 36 auf dem gegenüberliegenden Turm auf ruht, können Rollen 3O montiert werden (Fig. 18 und 22). Soll der Auslegerarm auf zwei Türmen aufruhen (Fig. 18 und 21), so würden die Rollen 30 an dem teleskopischen Ausleger angeordnet.

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Ein Teil 31 dieses Auslegers ist' an einen Turm 33 und der andere Teil 32 am anderen Turm 34 befestigt. Sobald die drei Kräne vereint arbeiten und die Türme 33 zusammenstehen, tritt der Teil 32 in den Teil 31 ein. Wenn die Kräne getrennt arbeiten, tritt der Teil 32 frei heraus.

Die Teile 31 und 32 werden mit den Türmen 33 und 34 durch Lenker fest verbunden und sind dadurch in der Lage, frei zu drehen, wenn sich" der" Ausleger 36'relativ zur Achse der* Schierienspur dreht' (Fig. 19 und 20).

In Nähe der Rollen sind Führungen 37 montiert, um das Ende des Auslegers 36 auf die Rollen 30 auszurichten, wenn der Ausleger abgesenkt worden ist (Fig. 22).

In allen beschriebenen Fällen soll die Spannung der Auslegerabstützungen automatisch einstellbar sein, und zwar in Anpassung an die gehobene Last und die Stellung der Last (Laufkatze) entlang des Auslegerarmes.

Diese Einstellung kann z.B. mit Hilfe eines Schwenkarmes 38 auf der Achse 39 des.unteren Kopfes durchgeführt werden. (Fig. ,23, Seitenansicht und Fig. 24 Rückansicht). Der Arm 40 der Aufhängung 41 des Auslegerannes ist mit der einen Seite dieses Schwenkarmes verbunden, und auf der anderen Seite ist die Aufhängung 42 des Gegengewichts des Auslegers befestigt. Das Rad 43 des Windenkabels 44 ist eben-

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falls am Schwenkarm 38 montiert.- Der Schwenkarm 38 ist auch mit dem Kopf 45 des Turmes durch den Dämpfer 46 verbunden. Im Falle eines Fehlers in der Bailance istützt sich dieser Dämpfer am Turmkopf ab.

Die Wahl der Länge des Schwenkarmes 38 und die Lagerstelle des Rades 43 wird bestimmt durch die Gleichung

+ S. = const, und Sc = S.b + Pa

Der maximale Wert ist durch die zweite Gleichung begrenzt und der minimale Wert durch den Gleichgewichtszustand des gehobenen Auslegerarmes. Wird S^ S.b + Pa, so wird der Dämpfer 46 am Ende zusammengedrückt und dient als Abstützung für den Schwenkarm 38. Dies gewährleistet die Stabilität des Auslegerarmes 36, der nicht angehoben werden kann, nachdem sich der Schwenkarm 38 in einer Stellung auf dem Dämpfer 46 befindet.

Das Diagramm nach Fig. 25 zeigt an, daß, sobald die Kranlaufkatze im Punkt A in Richtung auf den gegenüberliegenden Turm läuft, die Spannung S ihren höchsten Wert erreicht und der Schwenkarm 38 ist ausballanciert. Sobald die Laufkatze den Punkt A in entgegengesetzter Richtung passiert, wird der Schwenkarm durch den Dämpfer 46 abgestützt und die Spannung S vermindert sich. Im Punkt A ist der Auslegerarm 36 ausballanciert und ruht nicht auf dem Turm des gegenüberliegenden Kranes auf. Die Rückkehr der Laufkatze zum Fuß des

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Auslegerarmes stört das Gleichgewicht nicht, da sich die Spannung S vermindert.

Das Ende des Auslegerarmes 36 hebt sich nur einige Zentimeter infolge der elastischen Verkürzung des Armes 44.

Es kann also festgestellt werden, daß die Spannung S von der Last Q abhängt, die am Kranhaken hängt. Es besteht keine lineare Funktion zwischen der Spannung S und der Belastung Q. Wenn die" Belastung Q gleich 0,50 ist, wird die Spannung S gleich 0,69 S maximum und wenn Q gleich 0 wird, so wird S gleich 0,36 S maximum. Diese einfache Einstellung ist ausreichend und erfordert keine ergänzende Maschinerie.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß viele weitere und bunt variierende Kombinationen von zwei oder mehr Kränen der gleichen oder unterschiedlichen Art auf die Verbundarbeit angepaßt werden können.

Das vorgeschlagene System kann vorteilhaft im Schiffsbau mit geringeren Kosten und wandelbarem Ersatz für Portalkräne verwendet werden.

Wegen der Notwendigkeit, schwere und sperrige Lasten neben dem Anheben und Absenken zu kippen und sonstwie zu manövrieren, werden Portalkräne in Werften gewöhnlich mit drei getrennten und komple-

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mentären HebemechanIsmen versehen. Der Ersatz der letzten durch z.B. drei gekuppelte Turmkrane ermöglicht es, die notwendigen Arbeiten mit der gleichen Leistung durchzuführen.

Mit dem System nach der Erfindung kann der Körper und der Deckaufbau eines Schiffes in ein und demselben Kransatz zusammengebaut werden, während, wenn ein Portalkran verwendet würde, der letztere eine Sonderhöhe haben würde, um in der Lage zu sein, den Deckaufbau durchzuführen. Mit dem System nach der Erfindung kann der Schiffskörper mit zwei Turmkränen, die in portalartiger Kombination arbeiten, zusammengesetzt werden, wobei die Höhe für den verhältnismäßig tiefliegenden Körper ausreicht, jedoch ihre kombinierte Festigkeit in der Lage ist, schwerste Platten, den Kiel usw. zu handhaben. Zum Zusammensetzen des Deckaufbaues werden die beiden Turmkräne schließlich getrennt verwendet, wobei ihre Auslegerarme auf die erforderliche Höhe angehoben sind.

Beim Zusammenbau von Körpern auf einem Slip mit einem Portalkran wird viel Zeit für den Transport der schweren Teile von der Werkstatt zum Slip benötigt. Alle Werften werden daher zusätzlich zu den Portälkränen mit leichteren Turmkranen ausgerüstet. Nach dem Verfahren der Erfindung können zwei Turmkräne beide Funktionen allein ausführen.

Ein Portalkran kann in der Regel nur einen einzigen Slip bedienen. Eine Kombination aus drei Turmkränen mit alternativer Paarung nach

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der Erfindung kann zwei Slips bedienen.

Da Turmkrane einzeln betrieben und in Dienst gehalten werden können und da andererseits die Arbeit auf dem Slip mit einem einzigen Kran beginnen kann, kann die Kapitalinvestition über eine Zeitperiode erfolgen, während mit Portalkränen das ganze Kapital sofort vorhanden sein muß.

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Claims

Dr.Hu.oWI.ck·« 3 0. Aufl. 1977

Dipl.-lng. Thomas Wilcken »pl.-Chem.Or. Woifean« Lauf* UbMSk. B,cü· Strata 62-54

Anmelder: TECHNION RESEARCH AND DEVELOPMENT FOUNDATION LIMITED, Senate House, Technion City, Haifa 32 COO, Israel

Patentansprüche

. Λ2 Turm-Portalkran aus einem Paar Kränen, von denen jeder einen Turm mit Turmkopf aufweist und der" Turmkopf mit einem Ladebaum und einem Gegengewicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräne je mit-Mitteln versehen sind, die es ermöglichen, daß die Kräne gleichzeitig den Hebeniechanismus benutzen, um eine Last zu heben, die gleich der Summe ihrer getrennten Trag-· kapazität ist.
2. Turm-Portalkran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kran mit einem Sockel versehen ist, auf dem der Ladebaum des anderen Kranes abgestützt werden kann.
3. Turm-Portalkran nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräne verdrehbare Türme aufweisen.
4. Turm-Portalkran nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladebäume entweder horizontal fest oder in einer vertikalen Ebene beweglich sind.

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ORIGINAL INSPECTED
5. Turm-Portalkran nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gegengewicht in Höhe des zugeordneten Ladebaumes angeordnet ist.
6. Turm-Portalkran nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kräne ein gekuppelter Kran mit zwei Türmen, zwei Turmköpfen und zwei Ladebäumen ist, während der andere Kran ein Paar Sockel aufweist, auf die sich die beiden Ladebäume abstützen können, und wobei der Ladebaum des anderen Kranes zwischen den Ladebäumen des gekuppelten Kranes

■·... verläuft^ sobald ι die Ladebäume gegenseitig abgestützt sind.
7. Turm-Portalkran, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kräne ein Masten- oder Raupenkran ist.
8. Turm-Portalkran, nach einem der vorherigen Ansprüche und dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Kräne vorgesehen sind, die in Kombination betätigbar sind.