DE4424927C2 - Teleskop-Spreader für die Container-Verladung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Teleskop-Spreader nach dem Oberbegriff des Patentansspruchs 1.

Die Erfindung befaßt sich mit Teleskop-Spreadern der eingangs ange­ gebenen Gattung mit besonders langen Kolbenstangen, die in sehr hohem Maße auf Druck beansprucht werden, so daß infolge ihres Schlankheits­ grades die Gefahr eines Ausknickens besteht. Es handelt sich hierbei um das Überschreiten der elastischen Knickspannung, die nach den Berech­ nungsgrundlagen von Euler bestimmt wird, und zwar handelt es sich hierbei um den Euler'schen Belastungsfall Nummer 3: Die Kolbenstange kann als in der Durchführung des Hydraulikzylinders fest eingespannt gelten, der seinerseits in Querrichtung nicht ausweichen kann. Das andere Ende der schlanken Kolbenstange ist jedoch gelenkig mit dem zu verschiebenden Gegenstand verbunden. Trotz eines Sicherheitsfaktors von mehr als 3.5 tritt bei unsachgemäßer Behandlung häufig ein Ausknicken der Kolbenstange ein.

Der Ausdruck "Spreader" hat sich international für eine besondere Aus­ bildung von Hebegeschirren für Container im Land- und Seetransport durch­ gesetzt. Derartige Container haben unterschiedliche, aber genormte Längen und Breiten und sind an ihren vier oberen Ecken mit sogenannten Eckbe­ schlägen versehen, die schlitzförmige Ausnehmungen aufweisen. In diese Ausnehmungen sind hierzu im Querschnitt komplementär ausgebildete Twist-Locks einführbar und unterhalb der Ausnehmungen um 90 Grad ver­ drehbar und in dieser Stellung auch verriegelbar. Die Twist-Locks werden auch als Riegelbolzen oder Hammerbolzen bezeichnet. Diese Ausbildung der Container macht es erforderlich, daß der Teleskop-Spreader so weit aus- oder eingefahren wird, daß die an ihm befindlichen vier Twist-Locks exakt in die vier Eckbeschläge eingreifen können. Die Teleskop-Spreader bestehen zu diesem Zweck aus mehreren hohlen Kastenprofilen, die teleskopartig ineinander geführt sind, wobei jeweils zwei Kastenprofile über jeweils eines der eingangs beschriebenen Hydraulik-Antriebsaggregate relativ zueinander verschiebbar sind. Dies gilt auch für das zentrale Kastenprofil, an dem die Aufhängung für den Teleskop-Spreader angebracht ist. Durch Endanschläge in den Hydraulik-Aggregaten in Verbindung mit deren gezielter Ansteuerung lassen sich die Teleskop-Spreader bzw. deren Twist-Locks auf die vorgegebenen und genormten Abstände der Eckbeschläge der Container einstellen. Derartige Spreader können ein Gewicht bis zu 12 Tonnen und darüber aufweisen.

Die Teleskop-Spreader können an zahlreichen Fördergeräten angebracht werden, so beispielsweise an Container-Brücken, Wipp-Kranen, Schiffs­ kranen, Portalkranen, Hafenmobilkranen sowie an Portalstaplern, Gabel­ staplern und Teleskopstaplern. Sie sind in der Regel einem rauhen Betrieb ausgesetzt. Häufig sind derartige Teleskop-Spreader an sehr langen Kran­ seilen aufgehängt, so daß sie ein schwingendes Pendel bilden, dessen Masse weiter oben bereits angegeben wurde.

Bei unsachgemäßer Bedienung kommt es gelegentlich vor, daß der Teleskop-Spreader, beispielsweise bei einer Pendelbewegung, mit seiner gesamten Masse gegen ein Hindernis schlägt, beispielsweise gegen einen Container, gegen eine Kaimauer, gegen Schiffswände und Schiffsaufbauten, Poller oder dergleichen. Hierbei unterliegt die schlanke Kolbenstange der eingangs beschriebenen Knickgefahr. Sobald dieser Fall eingetreten ist, ist der gesamte Spreader unbrauchbar, und die durch Ausknicken der Kolben­ stange unbrauchbar gewordenen Hydraulik-Aggregate müssen ausge­ wechselt werden. Die Reparaturarbeiten haben hohe Folgekosten, insbe­ sondere dann, wenn dadurch die Liegezeiten der zu be- und entladenden Schiffe verlängert werden.

Die Literaturstelle in "IBM Technical Disclosure Bulletin", Band 4, Nr. 12, Mai 1962, offenbart einen Hydraulikkolben mit antiparallelen Entlastungsventilen zum Abbau einer übermäßigen Druckdifferenz. Dieser Lösung lag die Auf­ gabe zugrunde, Kavitation und Erosion sowie Turbulenzen auf der Nieder­ druckseite des Kolbens zu vermeiden. Die antiparallelen Überdruckventil wirken in beiden Richtungen. Maßnahmen und Mittel zur Wiederherstellung einer bestimmten Stellung sind nicht angegeben. Es finden sich auch keine Hinweise auf den Schlankheitsgrad der Kolbenstange, erst recht nicht auf den Schutz der Kolbenstange.

Die DE 29 39 422 A1 offenbart einen Zylinderblock mit einer Vielzahl extrem schlanker Kolbenstangen, die aus Draht bestehen können und infolgedessen keine nennenswerten Schubkräfte übertragen können. Ein bestimmtes Anwendungsgebiet ist nicht angegeben; für den Antrieb und die Positionshaltung von Twistlocks ist der bekannte Zylinderblock nicht vorgesehen und auch nicht geeignet.

Die EP 0 103 549 A1 offenbart einen Überlastschutz in einem Kolbenantrieb, bei dem jedoch der Kolben durch das Pumpenaggregat nicht an einem An­ schlag innerhalb des Zylinders gehalten wird. Diese Druckschrift befaßt sich mit dem Problem, daß der Kolben bei einem Stoß oder Schlag auf die Kolbenstange gedämpft ausweichen kann, und sie befaßt sich außerdem mit dem Problem, die ursprüngliche Stellung des Kolbens innerhalb des Zylinders wieder herzustellen. Zu diesem Zweck ist in der hohlen Kolbenstange eines ersten Kolbens ein zweiter Kolben angeordnet, der sich bei Druckgleichheit auf beiden Seiten des ersten Kolbens in einer Mittelstellung befindet. Durch einen Stoß oder Schlag auf die durchgehende Kolbenstange des ersten Kolbens verschiebt die verdrängte Flüssigkeit den zweiten Kolben unter Kompression einer Druckfeder, die das Bestreben hat, beim Wiedereintritt von Druckgleichheit auf beiden Seiten den zweiten Kolben wieder in die Mittelstellung zu verschieben. Bei einer Leckage des zweiten, inneren Kolbens, verschiebt sich das Gleichgewicht des Systems, und beim Verfahren des ersten Kolbens gegen einen Endanschlag und der Haltung des Kolbens unter hohem Druck an diesem Endanschlag wird das bekannte System weitgehend wirkungslos. Es ermöglicht daher keine definierte und wenigstens einseitig starre Festlegung des ersten oder Hauptkolbens innerhalb des Zylinders. Die Volumina beiderseits des zweiten oder Hilfskolbens sind eng begrenzt, da der zweite Kolben innerhalb der Kolbenstange des ersten Kolbens untergebracht werden muß. Bei einem übermäßig starken Stoß gerät der zweite Kolben rasch an einen seiner End­ anschläge, womit das Ende der Sicherheitsfunktion eintritt. Die Auslegung der Druckfeder entscheidet also über die Wirksamkeit der Sicherheitseinrichtung. Der Impuls eines Stoßes, wie er bei pendelnden Teleskop-Spreadern auftritt, ist aber schlecht vorhersehbar. Die betreffende Druckschrift befaßt sich jedenfalls nicht mit dem Schutz der Kolbenstangen von Teleskop-Spreadern.

Durch die Zeitschrift "Hebezeuge und Fördermittel" Berlin 33 (1993), Nr. 10, Seite 420, ist es bei einem Teleskop-Spreader bekannt, alle von einer Aus­ gangsstellung ausgehenden und genormten Stellungen durch Zylinderan­ schläge zu erreichen. Einen Knickschutz für Kolbenstangen offenbart diese Schrift nicht, desgleichen keine Einrichtung für eine eventuelle Reposi­ tionierung der Teleskopteile.

In der Zeitschrift "HANSA-Schiffahrt-Schiffbau-Hafen", 126. Jahrgang, 1989, Nr. 1/2, Seiten 127 bis 129, Überschritt "Lastaufnahmemittel für Container", sind die Konstruktionsdetails der Hydraulikanlage genannt, wobei auch eine Druckbegrenzung angesprochen ist. Mittel für einen Knickschutz und eine Repositionierung der Kolbenstangen sind nicht angegeben.

Durch die DE 39 38 040 C2 ist es bei einstellbaren Teleskop-Spreadern be­ kannt, daß Zylinderkolbenaggregate beim Auftreten großer Kräfte in der Längsrichtung ausknicken können und daß in Hydraulikkreisen solcher Spreader zur hydraulischen Kraftbegrenzung Druckbegrenzungsventile oder Berstscheiben vorgesehen werden können. Eine Repositionierung ist nicht angesprochen, und der Ersatz einer Berstscheibe ist eine Reparatur. Die Schrift befaßt sich außerdem mit mechanischen Lösungen für eine Kraftbe­ grenzung wie beispielsweise mit der Anordnung von Sollbruchstellen mit Dämpfungseigenschaften zum Schutze des Zylinderkolbenaggregats. Da­ durch werden jedoch kein Ausfall des Spreaders und keine Reparaturar­ beiten vermieden. Weiterhin ist eine mechanische und zerstörungsfreie Überlastsicherung beschrieben, die aus einem Reibungsglied oder aus einer Kugelrastung besteht. Diese Lösungen vermeiden zwar eine Reparatur, verhindern aber gleichzeitig auch eine Repositionierung und haben außer­ dem entweder nur eine geringe oder keine Dämpfungseigenschaften. Es ist sogar ausdrücklich angegeben, daß durch eine falsche Längeneinstellung des Spreaders auf eine Auslösung der Kraftbegrenzungseinrichtung Be­ schlossen werden kann, weil kein Container aufgenommen werden kann. Der Fehler muß also manuell behoben werden.

Durch die EP 0 173 920 A1 ist es bei hydraulisch positionierbaren Teleskop- Spreadern bekannt, einen Hydraulikzylinder zur Verringerung seiner Knick­ länge in zwei Gleitlagern zu lagern und eine der Kolbenstangen über einen Stapel von Tellerfedern elastisch mit einem der Teleskopteile zu verbinden. Solche Federstapel haben jedoch keine ausreichenden Dämpfungseigen­ schaften, sondern führen vielmehr dazu, daß ein pendelnd aufgehängter Spreader beim Anstoß an ein Hindernis zurückgestoßen wird und beim Zu­ rückschwingen erneut auf das Hindernis aufprallt.

Durch die DE 34 19 363 A1 ist es bekannt, in Hydraulikantrieben eines unterschiedlich positionierbaren Teleskop-Spreaders Druckbegrenzungs­ ventile vorzusehen. Diese dienen jedoch zur Absteuerung überschüssigen Druckmittels, wenn der Kolben seine vorgegebene Endstellung erreicht hat, und nicht zu Dämpfungszwecken beim Anstoßen an ein Hindernis.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hydraulik-Antriebs­ aggregat der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, bei dem die Gefahr des Ausknickens der Kolbenstange praktisch ausgeschlossen ist, und zwar auch dann, wenn die Kolbenstange in ausgefahrenem Zustand einem Stoß oder Schlag mit hoher Geschwindigkeit, z. B. beim Pendeln, und einem Gewicht von mehreren Tonnen ausgesetzt wird, und bei dem die vor­ gesehene Position der Teleskopteile wieder hergestellt wird, nachdem die Stoßbeanspruchung vorüber ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Durch die Merkmale unter a) wird erreicht, daß die Kolbenstange beim Über­ schreiten eines konstruktiv vorgegebenen Grenzdrucks dem betreffenden Schlag oder Stoß ausweichen kann, indem das Absperrorgan selbsttätig öffnet und der Kolbenstange mit dem Kolben ein gedämpftes Ausweichen ermöglicht. Versuche haben gezeigt, daß selbst ein schwingender Zu­ sammenstoß eines Teleskop-Spreaders mit einem Betonklotz lediglich zu einem begrenzten Einschieben der Kolbenstange führt, nicht aber zu deren Ausknicken. Die Erfindung schützt auch sehr weitgehend die gegebenenfalls vorhandenen Flipper.

Durch die Merkmale unter b) wird völlig unabhängig von der Ausweichbe­ wegung des Kolbens die Betriebsfähigkeit des Teleskop-Spreaders unver­ züglich wieder hergestellt, indem der Kolben wieder in seine Anschlags­ stellung fährt und damit den genormten Abstand der Twistlocks wiederher­ stellt.

Das Eintreten der beschriebenen Wirkung kann als überraschend bezeichnet werden: Natürlich besitzen die Pumpen-Aggregate und das Leitungssystem für die Hydraulik-Flüssigkeit Überdruckventile, die bei Überschreiten eines bestimmten Pumpendrucks die Hydraulikflüssigkeit absteuern. Es hat sich aber nicht als möglich erwiesen, mit derartigen, vom Hydraulikzylinder entfernt angeordneten Überdruckventilen einen Stoß auf die Kolbenstange gedämpft aufzufangen. Trotz des Vorhandenseins derartiger Überdruck-Ventile wurden regelmäßig Ausknickungen von Kolbenstangen beob­ achtet. Es kann angenommen werden, daß die Ursache hierfür in den relativ engen Anschlußstellen an den Hy­ draulikzylindern und in den Strömungswiderständen der Rohrleitungen in Verbindung mit der hohen Visko­ sität der Hydraulik-Flüssigkeit zu suchen ist. Flüssigkei­ ten setzen im allgemeinen schnellen Bewegungen einen enorm hohen Widerstand entgegen. Man denke hierbei an die berüchtigten Wasserschläge beim Eindringen von Wasser in laufende Verbrennungsmotoren, beispiels­ weise in Bootsmotoren.

Durch die erfindungsgemäße enge Zuordnung des Überströmkanals zum Hydraulikzylinder, beispielswei­ se auch durch mindestens eine kurze Umgehungsleitung des Kolbens in der Zylinderwandung, läßt sich durch das Öffnen des Absperrorgans ein rasches Entweichen der Hydraulikflüssigkeit aus dem gefährdeten Bereich er­ möglichen, insbesondere dann, wenn der Summenquer­ schnitt aller Überströmkanäle oder der Querschnitt ei­ nes einzelnen Überströmkanals größer ist als der Quer­ schnitt der zur Hydraulikpumpe führenden Hydraulik­ leitungen.

Bei der schlagartigen Verschiebung der Kolbenstan­ ge wird auf der Rückzugsseite des Kolbens ein entspre­ chendes Volumen frei, in das die von der Vortriebsseite des Kolbens schlagartig verdrängte Flüssigkeitsmenge eintreten kann. Zwar ist dieses Volumen auf der Rück­ zugsseite des Kolbens kleiner, weil auch die eindringen­ de Teillänge der Kolbenstange zu berücksichtigen ist, jedoch beträgt die durch die Kolbenstange verdrängte Teilmenge der Hydraulikflüssigkeit nur einen Bruchteil der durch den Kolben selbst verdrängten Flüssigkeits­ menge. Es hat sich überraschend gezeigt, daß die durch die eindringende Teillänge der Kolbenstange verdräng­ te sehr geringe Flüssigkeitsmenge ohne weiteres durch die Hydraulikleitungen entweichen kann.

Die Erfindung läßt sich auf unterschiedliche Weise realisieren: Zunächst einmal ist es möglich, den Über­ strömkanal außerhalb des Zylinders anzuordnen und ihn beispielsweise als parallel zum Zylinder verlaufende Rohrleitung auszuführen. Wenn sich hierbei der Über­ strömkanal, entsprechenden Querschnitt vorausgesetzt, über nahezu die gesamte Zylinderlänge erstreckt, ist es mit Vorteil möglich, das Absperrorgan in der der Kol­ benstangenführung abgekehrten Endwand des Zylin­ ders anzuordnen. Es ist aber auch möglich, den Über­ strömkanal, ausgehend von der Kolbenstangenführung, nur über eine Teillänge des Zylinders zu erstrecken, die dem vorgesehenen Dämpfungsweg entspricht, und das Absperrorgan alsdann in dem Überströmkanal selbst unterzubringen.

Es ist weiterhin möglich, den Überströmkanal zwi­ schen dem Zylinder und einem den Zylinder umgeben­ den Rohrmantel zu bilden, wodurch besonders große Strömungsquerschnitte zu erzielen sind. Entspricht die Länge des Rohrmantels der Zylinderlänge, dann läßt sich auch in diesem Fall das Absperrorgan in der besag­ ten Endwand des Zylinders unterbringen.

Es ist in jedem Fall wichtig, daß der Überströmkanal in einen Raum oder Spalt mündet, in den der Druckstoß auf der Vortriebsseite des Kolbens auch dann entspre­ chend gedämpft abgeleitet wird, wenn sich dieser in der am weitesten ausgefahrenen Stellung der Kolbenstange befindet.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn der minde­ stens eine Überströmkanal mindestens teilweise inner­ halb des Kolbens angeordnet ist. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn auch das mindestens eine Absperrorgan innerhalb des Kolbens angeordnet ist.

Insbesondere im Kolben selbst lassen sich entspre­ chende Strömungsquerschnitte unterbringen, und auch das Absperrorgan läßt sich im Kolben selbst unterbrin­ gen.

Alternativ ist es aber auch möglich, bei Verwendung einer hohlen oder zumindest teilweise ausgebohren Kolbenstange, den mindestens einen Überströmkanal in der Kolbenstange vorzusehen, desgleichen das zugehö­ rige Absperrorgan.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn der minde­ stens eine Überströmkanal von der Vortriebsseite des Kolbens ausgeht, die dessen Stirnseite darstellt.

Im Zuge einer wiederum weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn in der Stirn­ seite des Kolbens konzentrisch zur Kolbenachse eine Eintrittsöffnung des Überströmkanals angeordnet ist, wenn diese Eintrittsöffnung durch einen Ventilkörper als Absperrorgan absperrbar ist, wenn der Ventilkörper durch eine definiert vorgespannte Druckfeder gegen den Druck der Hydraulikflüssigkeit belastet ist und wenn der Überströmkanal in Strömungsrichtung jen­ seits des Ventilkörpers als eine Mehrzahl von Austritts­ öffnungen ausgebildet ist, die das kolbenseitige Ende der Kolbenstange umgeben.

Durch diese konstruktive Lösung lassen sich relativ große Strömungsquerschnitte innerhalb des Kolbens erzeugen, und zusätzlich läßt sich auch noch das Ab­ sperrorgan im Kolben selbst unterbringen, ohne den freien Strömungsquerschnitt ungebührlich zu verengen.

Es ist dabei wiederum besonders vorteilhaft, wenn der Kolben einen von seiner Stirnseite ausgehenden ko­ axialen und im wesentlichen zylindrischen Hohlraum aufweist, in dessen der Kolbenstange abgekehrtes Ende ein ringförmiges Verschlußstück formschlüssig einge­ setzt ist, das an seiner Innenseite einen Ventilsitz für den Ventilkörper trägt, wenn sich im besagten Hohlraum konzentrisch eine Teleskopführung für den Ventilkör­ per und die Druckfeder befinden, und wenn der Hohl­ raum über einen Kranz der besagten Austrittsöffnun­ gen mit der Rückseite des Kolbens verbunden ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfin­ dungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen Un­ teransprüchen.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 7 näher be­ schrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teleskop-Spreaders mit zwei rechteckigen Teleskoprohren auf jeder Seite eines kastenförmigen Mittelträgers,

Fig. 2 eine Draufsicht von oben auf den Gegenstand nach Fig. 1 mit unterschiedlichen Auszugsstellungen der Teleskoprohre,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine erste Ausfüh­ rungsform eines Hydraulik-Antriebsaggregats mit ei­ nem Ventilkörper im Kolben,

Fig. 4 den Kolben nach Fig. 3 in vergrößertem Maß­ stab,

Fig. 5 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausfüh­ rungsform eines Kolbens mit einem Ventilkörper in der Kolbenstange,

Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine dritte Ausfüh­ rungsform eines Hydraulik-Antriebsaggregats mit ei­ nem außenliegenden Überströmkanal, und

Fig. 7 einen Axialschnitt durch eine vierte Ausfüh­ rungsform eines Hydraulik-Antriebsaggregats mit ei­ nem Überströmkanal zwischen Zylinder und einem die­ sen umgebenden Rohrmantel.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Teleskop-Spreader 1 darge­ stellt, dessen zentrales Teil ein kastenförmiger Mittel­ träger 2 ist, der über eine Aufhängevorrichtung 3 an einer Lasthebemaschine aufgehängt ist, beispielsweise an Kranseilen. Der Mittelträger 2 ist zum Zwecke einer Nivellierung über Schienenführungen 4 mit der Aufhän­ gevorrichtung 3 verbunden und dadurch beiderseits ei­ ner senkrechten Mittenebene M-M in Richtung des Doppelpfeils 5 verschiebbar. Der zugehörige Hydrau­ lik-Zylinder ist der Einfachheit halber nicht dargestellt; in Fig. 2 ist jedoch ein Hydraulik-Pumpen-Aggregat 6 gezeigt, das sämtliche Hydraulik-Antriebsaggregate des Teleskop-Spreaders mit Hydraulik-Flüssigkeit versorgt. Ein elektrischer Schaltschrank 7 und Signallampen 8 sind nur schematisch angedeutet.

Aus dem an beiden Enden 9 offenen Mittelträger 2, der auch als Grundprofil bezeichnet wird, sind auf bei­ den Seiten teleskopartig je zwei gleichfalls kastenförmi­ ge Mittelprofile 10 und 11 herausfahrbar, in denen wie­ derum teleskopartig zwei Endprofile 12 und 13 geführt sind. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung mit nur jeweils einem Mittelprofil 10 und 11 wird übli­ cherweise für Teleskop-Spreader bis zu einer Gesamt­ länge von knapp 12 Metern verwendet. Bei größeren Längen befinden sich zwischen dem Mittelträger 2 und den Endprofilen 12 und 13 zwei teleskopartig ineinander geführte Mittelprofile, wodurch sich auch die Anzahl der Hydraulik-Antriebsaggregate entsprechend erhöht.

An den äußersten Enden der Endprofile 12 und 13 befinden sich sogenannte Quertraversen 14 und 15, an deren Enden sich wiederum die weiter oben beschriebe­ nen Twist-Locks 16 und 17 befinden sowie sogenannte "Flipper" 18 und 19, die zur Zentrierung der Twist-Locks 16 und 17 über und in den hier nicht dargestellten Eck­ beschlägen des Containers dienen. Diese Flipper 18 und 19 sind durch einen nicht näher bezeichneten hydrauli­ schen Antrieb nach oben schwenkbar, und die beiden endseitigen Flipper 18 sind in Fig. 1 in ihrer nach oben geschwenkten Position 18' gestrichelt dargestellt. Die bei einer Fehlbedienung auftretenden Stoßkräfte sind durch die Pfeile "P" in Fig. 1 angedeutet.

Bis zu dieser Textstelle der Detailbeschreibung ist der Teleskop-Spreader nach den Fig. 1 und 2 Stand der Technik, so daß sich ein weiteres Eingehen hierauf er­ übrigt.

Der Teleskop-Spreader nach den Fig. 1 und 2 ist je­ doch mit den erfindungsgemäßen Hydraulik-Antriebs­ aggregaten 20 bestückt, die aus je einem Zylinder 21 und einer Kolbenstange 22 bestehen (Fig. 2). Durch die­ se Hydraulik-Antriebsaggregate 22 sind der Mittelträ­ ger 2 und die beiden Mittelprofile 10 und 11 antriebsmä­ ßig miteinander verbunden, und hierdurch können die Mittelprofile 10 und 11 aus dem Mittelträger 2 heraus­ gefahren und in diesen wieder zurückgezogen werden.

Analoge Hydraulik-Antriebsaggregate, vorzugsweise in umgekehrter Einbaulage, befinden sich im Innern der Mittelprofile 10/11 und der Endprofile 12/13, und sind infolgedessen nicht sichtbar. Durch diese weiteren Hy­ draulik-Antriebsaggregate sind die Mittel- und Endpro­ file 10/12 sowie 11/13 antriebsmäßig miteinander ver­ bunden, so daß die Endprofile 12 und 13 aus den Mittel­ profilen 10 und 11 herausgefahren und wieder in diese zurückgezogen werden können.

Bei einer größeren Gesamtlänge des Teleskop- Spreaders bis zu beispielsweise einer Gesamtlänge von etwa 13,5 Metern, werden zwischen dem Mittelträger 2 und den Endprofilen 12 und 13 auf jeder Seite des Mit­ telträgers 2 jeweils zwei Mittelprofile in Reihenschal­ tung verwendet, wodurch die Gesamtvorrichtung noch zwei zusätzliche Hydraulik-Antriebsaggregate aufweist.

Fig. 2 zeigt in gestrichelt angeordneter Darstellung die möglichen Endstellungen der Quertraversen 14 und 15, die jeweils durch den Maximalauszug der Kolben­ stangen in den einzelnen Hydraulik-Antriebsaggrega­ ten vorgegeben sind. Diese Abstände sind international genormt. Auch die Quertraversen 14 und 15 sind in der Länge veränderbar, worauf der Einfachheit halber aber nicht näher eingegangen wird.

Von wesentlicher Bedeutung ist hierbei aber die aus­ gefahrene Länge der Kolbenstangen, die bis zu 1.533 mm beträgt. Bezogen auf einen Durchmesser von 32 mm ergibt sich hieraus ein Schlankheitsgrad von na­ hezu 50 : 1, woraus sich die außerordentliche Knick­ empfindlichkeit der Kolbenstangen 22 ergibt. Der Durchmesser der Kolbenstangen ist im Hinblick auf die üblichen Kolbendurchmesser beschränkt, die 50 mm bzw. 63 mm betragen.

Hier setzt nun die erfindungsgemäße Ausbildung der Hydraulik-Antriebsaggregate 20 ein, wie sie nachste­ hend anhand der Fig. 3 bis 7 näher beschrieben wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Hydraulik-Antriebsaggre­ gat 20 mit Zylinder 21, Kolbenstange 22 und Kolben 23. Der Zylinder ist am einen Ende durch eine Kolbenstan­ genführung 24 verschlossen, die sich gegen einen einge­ schraubten Druckring 25 abstützt und gleichzeitig einen Anschlag für den Kolben 23 bildet. Zwischen der Kol­ benstangenführung 24 und dem Druckring 25 befindet sich noch ein Dichtungsring 26, und im Druckring 25 ist ein Abstreifring 27 untergebracht.

Im Bereich der Kolbenstangenführung 24 ist der Zy­ linder 21 an dem zugehörigen Kastenprofil durch eine hier nicht gezeigte Schelle und einen zwischengeschal­ teten Ringkörper aus einem elastomeren Werkstoff ge­ halten.

Am anderen Ende ist der Zylinder 21 durch eine End­ wand 28 verschlossen, auf der koaxial ein Gewindezap­ fen 29 befestigt ist, der zur Festlegung des Zylinders 21 in einem hier nicht gezeigten Widerlager am Kasten­ profil dient. Daraus ist ersichtlich, daß der Zylinder 21 im wesentlichen starr gelagert ist, wodurch im Hinblick auf die Kolbenstange 22 der sogenannte Euler-Fall 3 eintritt.

In etwa an beiden Enden des Kolbenhubes befinden sich im Zylinder 21 Bohrungen 30 und 31, auf die koaxial Gewindestutzen 32 und 33 für das Einschrauben der Nippel von Verbindungsleitungen 57 und 58 aufgesetzt sind, die nur angedeutet und als Hydraulik-Schläuche ausgeführt sind. Es ist ersichtlich, daß die Bohrungen 30 und 31 einen relativ sehr engen Querschnitt aufweisen, der mit dem Innenquerschnitt der Hydraulik-Schläuche zumindest im wesentlichen übereinstimmt; eine Vergrö­ ßerung der Querschnitte der Bohrungen 30 und 31 und/ oder des Innendurchmessers der Hydraulikschläuche würde an der Größe des Strömungswiderstandes in der Hydraulikflüssigkeit nichts Wesentliches ändern. Die Verbindungsleitungen 57 und 58 führen zu einer hier nicht dargestellten Hydraulik-Pumpe.

Einzelheiten des Kolbens 23 nach Fig. 3 sowie eine alternative Ausführungsform werden nachstehend an­ hand der Fig. 4 und 5 näher erläutert.

Der Kolben 23 nach Fig. 4 besitzt eine Vortriebsseite 34 für das Ausfahren der Kolbenstange und eine Rück­ zugsseite 35 für das Einfahren der Kolbenstange 22, deren Ende 22a in den Kolben 23 eingeschraubt ist. Vortriebsseite 34 und Rückzugsseite 35 des Kolbens 23 sind durch einen innerhalb des Zylinders 21 liegenden Überströmkanal 36 miteinander verbunden, der beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 vollständig innerhalb des Kolbens 23 verläuft und sich aus mehreren Teilab­ schnitten zusammensetzt. Zu diesem Zweck ist in der Vortriebsseite 34, die gleichzeitig die Stirnseite des Kol­ bens 23 darstellt, konzentrisch zur Kolbenachse A-A eine Eintrittsöffnung 37 relativ großen Querschnitts an­ geordnet, die in normaler Betriebsstellung in beiden Strömungsrichtungen durch ein Absperrorgan 38 ver­ schlossen ist, das als Ventilkörper 39 ausgeführt ist.

Der Ventilkörper 39 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 40, die in einem solchen Maße vorgespannt ist, daß die Eintrittsöffnung 37 bei den üblicherweise auftretenden Betriebsdrücken der Hydraulikflüssigkeit geschlossen gehalten wird. Der Überströmkanal 36 ist in Strömungsrichtung jenseits des Ventilkörpers 39 als ei­ ne Mehrzahl von Austrittsöffnungen 41 ausgebildet, die das kolbenseitige Ende 22a der Kolbenstange 22 umge­ ben. Diese Austrittsöffnungen sind konzentrisch und in äquidistanter Verteilung um das Ende 22a der Kolben­ stange herum angeordnet. Es kann sich beispielsweise um acht bis zehn Austrittsöffnungen 41 mit dem in Fig. 4 angegebenen Durchmesser handeln. Diese Austrittsöff­ nungen 41 münden in die Rückzugsseite 35 des Kolbens 23.

Der Ventilkörper 39, der als hutförmiger Ventilteller ausgebildet ist, ist über eine koaxiale Teleskopführung 42 mit einem Widerlager 43 für die Druckfeder 40 ver­ bunden. Das Widerlager 43 stützt sich mit der Teleskop­ führung 42 über ein kalottenförmiges Pendellager 44 im Kolben 23 ab. Die Druckfeder 40 umgibt die Teleskop­ führung 42 für den Ventilkörper 39 konzentrisch.

Im vorliegenden Fall besteht die Teleskopführung 42 aus einem Ventilschaft 45, der längsverschieblich in ei­ ner Hülse 46 gelagert ist, die eine einstückige Verlänge­ rung des Widerlagers 43 darstellt. Ein in der Teleskop­ führung 42 gebildeter Zylinderraum 47 kann die in ihm enthaltene Hydraulikflüssigkeit über eine Ausgleichs­ bohrung 48 abgeben, die den Ventilschaft 45 und den Ventilkörper 39 durchsetzt und hier nur gestrichelt an­ gedeutet ist. Die Teleskopführung 42 ist gleichzeitig die Axialführung für die Druckfeder 40. Die Anordnung kann hierbei auch umgekehrt getroffen sein, d. h. das Widerlager 43 ist mit einem Zylinderzapfen ausgestat­ tet, und der Ventilkörper 39 ist mit einer diesen über­ greifenden Hülse versehen.

Der mittlere Teil des Überströmkanals 36 wird durch einen zylindrischen Hohlraum 49 gebildet, in dessen der Kolbenstange 22 abgekehrtes Ende ein ringförmiges Verschlußstück 50 formschlüssig eingesetzt ist, das an seiner Innenseite einen Ventilsitz 51 für den Ventilkör­ per 39 trägt. Die formschlüssige Festlegung des ringför­ migen Verschlußstücks 50 im Kolben 23 kann beispiels­ weise durch die zeichnerisch dargestellte Gewindever­ bindung erfolgen. In dem besagten Hohlraum 49 befin­ den sich konzentrisch die Teleskopführung 42 für den Ventilkörper 39 sowie die Druckfeder 40. An dem dem Verschlußstück 50 abgekehrten Ende des Hohlraums 49 ist dieser über den bereits beschriebenen Kranz der besagten Austrittsöffnungen 41 mit der Rückzugsseite 35 des Kolbens 23 verbunden.

Die Wirkungsweise der Zylinder-Kolben-Anordnung nach den Fig. 3 und 4 ist folgende: Im Normalbetrieb wird der Kolben 23 im Zylinder 21 durch die Einwirkung eines entsprechenden Drucks auf die Vortriebsseite 34 in der Weise verschoben, daß die Kolbenstange 22 aus­ gefahren wird, bis die Rückzugsseite 35 des Kolbens 23 an der Kolbenstangenführung 24 zur Anlage kommt (siehe Fig. 3). In dieser Stellung werden Kolben und Kolbenstange durch den hydraulischen Druck auf die Vortriebsseite 34 gehalten; die Rückzugsseite 35 ist zu­ mindest im wesentlichen drucklos und steht mit einem hier nicht gezeigten Sumpf der Hydraulikpumpe in Ver­ bindung. Sobald nun ein übermäßiger Schlag oder Stoß in Achsrichtung auf die Kolbenstange 22 ausgeübt wird, der die auslegungsgemäße Schließkraft der Druckfeder 40 übersteigt, öffnet der Ventilkörper 39, so daß die Hydraulik-Flüssigkeit über den Überströmkanal 36 aus­ weichen kann, d. h. durch die Eintrittsöffnung 37, den Hohlraum 49 und die Austrittsöffnungen 41 auf die Rückzugsseite 35 des Kolbens 23. Kolbenstange 22 und Kolben 23 können also unter diesen Bedingungen solan­ ge ausweichen, bis der Überdruck auf der Vortriebsseite 34 - gedämpft - abgebaut ist. Dies ist je nach der Hef­ tigkeit des Stoßes oder Schlages nach einigen Zentime­ tern, nach etwa 5 bis 20 cm, der Fall. Auch in diesem Falle tritt in dem Überströmkanal 36 eine Flüssigkeits­ reibung auf, die zu einer Dämpfung des Schlages oder Stoßes führt. Sobald der vorbestimmte Überdruck ab­ gebaut ist, führt die Druckfeder 40 wieder ein Schließen des Absperrorgans 38 herbei, so daß die Kolbenstange nunmehr unter der Wirkung der Hydraulikflüssigkeit wieder in ihre End- oder Anschlagstellung verfahren werden kann. Die Vorrichtung ist in diesem Augenblick wieder betriebsbereit ohne daß es zu einer Zerstörung oder Beschädigung des Hydraulik-Antriebsaggregats gekommen wäre.

Eine analoge Wirkungsweise ergibt sich auch bei dem Gegenstand nach Fig. 5. Auch in diesem Falle besitzt der Kolben 23 einen Überströmkanal 36, der sich aller­ dings in das entsprechend ausgebohrte Ende 22a der Kolbenstange 22 und in die Kolbenstange 22 selbst fort­ setzt. Das Absperrorgan 38, bzw. der Ventilkörper 39, der in diesem Fall die Form einer federbelasteten Kugel besitzt, sind in der Kolbenstange 22 angeordnet, die mit radialen Austrittsöffnungen 41 versehen ist. In diesem Falle besitzt die Vortriebsseite 34 des Kolbens 23 eine Kegelstumpffläche 52, von der mehrere Eintrittsöffnun­ gen 37a in den Hohlraum 49 des Kolbens 23 geführt sind. Es ergibt sich auch aus Fig. 5, daß auf diese Weise ein Überströmkanal mit einem großen Summenquer­ schnitt gebildet wird, so daß eine entsprechende Menge an Hydraulik-Flüssigkeit im Fall eines übermäßigen Stoßes oder Schlages auf die Kolbenstange von der Vortriebsseite des Kolbens auf dessen Rückzugsseite überströmen kann.

Die Kolbenstange 22 besitzt in ihrem kolbenseitigen Ende 22a eine koaxiale Bohrung 52, auf deren Boden 53 sich die vorgespannte Druckfeder 40 abstützt. Im äuße­ ren Ende befindet sich eine eingeschraubte Druckhülse 54, gegen die sich der Ventilkörper 39 mittels eines nicht näher bezeichneten Ventilsitzes abstützt. In die Boh­ rung 52 münden die Austrittsöffnungen 41.

Auch hierdurch werden kurze Strömungswege relativ großen Querschnitts gebildet.

Für die Gegenstände der Fig. 3 und 4 gilt, daß die Kolben 23 unter Zwischenschaltung je eines Stützban­ des 55 und einer Dichtung 56 in den Zylinder 21 geführt sind.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 6 und 7, in denen für gleiche Teile oder für Teile mit gleicher oder analoger Funktion gleiche Bezugszeichen wie bis­ her verwendet werden, sind herkömmliche Kolben 23 vorhanden, d. h. solche ohne eigene Durchlässe oder Überströmkanäle.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der Überströmkanal 36 außerhalb des Zylinders 21 ange­ ordnet und als parallel zum Zylinder 21 verlaufende Rohrleitung 59 ausgeführt, die sich über nahezu die ge­ samte Zylinderlänge erstreckt. Der als Kugel ausgebil­ dete Ventilkörper 39 ist in der der Kolbenstange 24 abgekehrten Endwand 61 des Zylinders 21 angeordnet. Beim Auftreten eines übermäßigen Druckstoßes öffnet der Ventilkörper 39 und läßt eine Teilmenge der Hy­ draulikflüssigkeit gedämpft von der Vortriebsseite des Kolbens 23 zur Rückzugsseite 35 des Kolbens 23 über die Rohrleitung 59 entweichen. Das von der eindringen­ den Kolbenstange 22 eingenommene sehr viel kleinere Volumen entweicht durch die Bohrung 30 zur Hydrau­ lik-Pumpe.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist der als Ringspalt ausgebildete Überströmkanal 36 zwischen dem Zylinder 21 und einem den Zylinder 21 umgeben­ den Rohrmantel 60 gebildet, wodurch ein besonders großer Strömungsquerschnitt erzielt wird. Die Länge des Rohmantels 60 entspricht der Zylinderlänge, und es ist auch in diesem Fall der als Kugel ausgebildete Ventil­ körper 39 in der Endwand 61 des Zylinders 21 unterge­ bracht. Die Funktion ist eine analoge wie bei dem Ge­ genstand nach Fig. 6.

Auch in den Fällen nach den Fig. 6 und 7 mündet der Überströmkanal 36 jeweils in einen Raum oder Spalt, in den der Druckstoß auf der Vortriebsseite des Kolbens auch dann entsprechend gedämpft abgeleitet wird, wenn sich dieser in der am weitesten ausgefahrenen Stellung der Kolbenstange befindet. Die Bohrungen 31 sind in diesem Zustand drucklos.

Claims (15)

1. Teleskop-Spreader (1) mit einem Pumpenaggregat (6), einem Mittelträ­ ger (2) und mindestens zwei Endprofilen (12, 13), die durch je ein Hydraulikantriebsaggregat (20) mit Zylinder (21), Kolben (23) und Kolbenstange (22) in entgegengesetzten Richtungen teleskopisch aus dem Mittelträger (2) herausfahrbar und an ihren Enden mit Quertraversen (14, 15) mit Twistlocks (16, 17) für die Verladung von Containern verse­ hen sind, die Eckbeschläge für die Aufnahme der Twistlocks (16, 17) aufweisen, wobei die Kolben (23) eine Vortriebsseite (34) für das Ausfah­ ren und eine Rückzugsseite (35) für das Einfahren der Kolbenstangen (22) aufweist und wobei in der Ausfahrstellung der Endprofile (12, 13) mit Quertraversen (14, 15) und Twistlocks (16, 17) die Kolben (23) durch das Pumpenaggregat (6) mit ihren Rückzugsseiten (35) an Anschlägen (24) in den Zylindern (21) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einem Hydraulikantriebs­ aggregat (20) auf jeder Seite des Mittelträgers (2)

• a) die Vortriebs- (34) und die Rückzugsseite (35) des Kolbens (23) durch mindestens je einen von den Verbindungsleitungen (57, 58) mit dem Pumpenaggregat (6) unabhängigen Überströmkanal (36) verbun­ den ist, der in beiden Richtungen durch mindestens ein Absperrorgan (38) verschlossen ist, das beim Überschreiten eines vorgegebenen Grenzdrucks auf der Vortriebsseite (34) jedoch selbsttätig öffnet und die Hydraulik-Flüssigkeit unter gleichzeitiger Rückwärtsbewegung des Kolbens (23) mit den Endprofilen (12, 13) mit Quertraversen (14, 15) und Twistlocks (16, 17) gedrosselt auf die Rückzugsseite (35) des Kolbens (23) durchläßt und
• b) nach Abbau der Grenzdrucküberschreitung das Absperrorgan (38) selbsttätig schließt und der Kolben (23) unter der Wirkung des Pum­ penaggregats (6) wieder in seine Stellung am Anschlag (24) zurück­ führbar ist, wodurch die Twistlocks (16, 17) wieder ihren genormten Abstand gemäß dem Abstand der Eckbeschläge des Containers einnehmen.

2. Teleskop-Spreader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (36) außerhalb des Zylinders (21) verläuft.

3. Teleskop-Spreader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (36) als parallel zum Zylinder (21) verlaufende Rohr­ leitung (59) ausgeführt ist.

4. Teleskop-Spreader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (36) zwischen dem Zylinder (21) und einem den Zylinder (21) umgebenden Rohrmantel (60) gebildet ist.

5. Teleskop-Spreader nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (38) in einer einer Kolbenstangenführung (24) abgekehrten Endwand (61) des Zylinders (21) angeordnet ist.

6. Teleskop-Spreader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Überströmkanal (36) mindestens teilweise innerhalb des Kolbens (23) angeordnet ist.

7. Teleskop-Spreader nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Absperrorgan (38) innerhalb des Kolbens (23) angeord­ net ist.

8. Teleskop-Spreader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Überströmkanal (36) mindestens teilweise in der Kolbenstange (2) angeordnet ist.

9. Teleskop-Spreader nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Absperrorgan (38) innerhalb der Kolbenstange (22) angeordnet ist.

10. Teleskop-Spreader nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der mindestens eine Überströmkanal (36) von der Vor­ triebsseite (34) des Kolbens (23) ausgeht.

11. Teleskop-Spreader nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vortriebsseite (34) des Kolbens (23) konzentrisch zur Kol­ benachse (A-A) eine Eintrittsöffnung (37) des Überströmkanals (36) angeordnet ist, daß diese Eintrittssöffnung (37) durch einen Ventilkör­ per (39) als Absperrorgan (38) absperrbar ist, daß der Ventilkörper durch eine definiert vorgespannte Druckfeder (40) gegen den Druck der Hydraulikflüssigkeit belastet ist und daß der Überströmkanal (36) in Richtung der Rückzugsseite (35) des Kolbens (23) als eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen (41) ausgebildet ist, die das kolbenseitige Ende (22a) der Kolbenstange (22) konzentrisch und in äquidistanter Vertei­ lung umgeben.

12. Teleskop-Spreader nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (39) über eine koaxiale Teleskopführung (42) mit einem Widerlager (43) für die Druckfeder (40) verbunden ist.

13. Teleskop-Spreader nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (43) mit der Teleskopführung (42) sich über ein Pendel­ lager (44) im Kolben (23) abstützt.

14. Teleskop-Spreader nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (40) die Teleskopführung (42) für den Ventilkörper (39) konzentrisch umgibt.

15. Teleskop-Spreader nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23) einen von seiner Stirnseite ausgehenden, koaxialen und im wesentlichen zylindrischen Hohlraum (49) aufweist, in dessen der Kolbenstange (22) abgekehrtes Ende ein ringförmiges Verschlußstück (50) formschlüssig eingesetzt ist, das an seiner dem Kolbenstangen­ ende zugewandten Seite einen Ventilsitz (51) für den Ventilkörper (39) trägt, daß sich im besagten Hohlraum (49) konzentrisch die Teleskop­ führung (42) für den Ventilkörper (39) und die Druckfeder (40) befin­ den, und daß der Hohlraum (49) über der Mehrzahl der Austrittsöffnun­ gen (41) mit der Rückzugsseite (35) des Kolbens (23) verbunden ist.