-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Hebevorrichtung für einen
Portalhubwagen, wobei die Hebevorrichtung mit einem Lastaufnahmemittel
versehen ist, das ein Rahmenteil mit vier separaten Hebepunkten
hat, von denen Hebekabel, die als Hebeeinrichtung verwendet werden, über Kabelriemenscheiben oder
Zwischenriemenscheiben zu einem Hebemechanismus geführt sind,
der auf einem Kopfrahmen des Portalhubwagens angeordnet ist, wobei
der Hebemechanismus einen Hebezylinder und einen Kabelriemenscheibensatzaufbau
aufweist, der auf dem Kopfrahmen befestigt ist, wobei der Kabelriemenscheibensatzaufbau
durch den Hebezylinder angetrieben wird und erste und zweite Kabelriemenscheiben
aufweist, wobei jedes Hebekabel zum Kabelriemenscheibensatzaufbau
geführt
ist und wobei im Kabelriemenscheibensatzaufbau ein Hebemoment mittels
des Hebezylinders durch Ändern
des Abstandes zwischen den ersten und zweiten Kabelriemenscheiben
erzeugt wird, so dass eine Änderung
der Länge des
Hebezylinders ein Hebemoment gleicher Größe für jedes Hebekabel erzeugt,
wodurch unabhängig vom
Neigungsmoment, welches durch die Exzentrizität von Last verursacht wird,
jeder Hebepunkt des Lastaufnahmemittels eingerichtet ist, sich synchron um
einen gleichen Abstand zu bewegen, und die Last, welche mit dem
Lastaufnahmemittel verbunden ist, im Wesentlichen in einer horizontalen
Position hebt.
-
Üblicherweise
nutzen Portalhubwagen zwei unterschiedliche Verfahren zum Heben
von Containern, d.h., Kettenhebevorrichtungen und auf der anderen
Seite Kabelhebevorrichtungen. Bei Kettenhebevorrichtungen werden
als Hebeeinrichtung vier Ketten verwendet, die von einem Hebemechanismus,
der auf einem Kopfrahmen eines Portalhubwagens angeordnet ist, zu
den Ecken eines Rahmenteils eines Lastaufnahmemittels laufen. Das
Lastaufnahmemittel ist ein sogenanntes Kopfhebe-Lastaufnahmemittel,
durch welches die oberen Ecken eines Containers von oben erfasst
werden. Der Hebemechanismus umfasst zwei separate Hebezylinder,
die auf den Seiten des Kopfrahmens des Portalhubwagens angeordnet
sind, und außerdem
separate Sätze
von Kettenzahnrädern,
die auf den Seiten des Kopfrahmens angeordnet sind. Eine Hebebewegung wird
durch einen Versatz der Kettenradsätze mittels der Hebezylinder
in einer horizontalen Richtung erzeugt, wodurch der Versatz der
Kettenzahnradsätze eine
Hebebewegung mit einem Übertragungsverhältnis erzeugt,
welches von der Anzahl der Kettenzahnräder in den Kettenzahnradsätzen abhängt. Hydraulikzylinder
werden all gemein als Hebezylinder verwendet. Die Schwerkraftmitte
des Containers, der angehoben wird, kann exzentrisch angeordnet
sein, mit dem Ergebnis, dass diese Exzentrizität der Last ein Neigungsmoment
verursacht. Das Neigungsmoment wurde so eliminiert, dass die separaten
Sätze an
Kettenzahnrädern
auf jeder Seite des Kopfrahmens zusammen durch eine Differentialachse
verbunden sind, welche zwischen den Sätzen an Kettenzahnrädern befestigt
ist.
-
Bei
der Kabelhebevorrichtung wird ein Stahlkabel als Hebeeinrichtung
verwendet, welches rund um eine Hebetrommel geschlungen ist. Das
Kabel läuft
von der Hebetrommel zu jeder Ecke des Rahmenteils des Lastaufnahmemittels.
Der Antrieb der Hebetrommel kann entweder exzentrisch oder hydraulisch
vorgesehen sein. Die Hebetrommel kann auf einem Kopfrahmen angeordnet
sein oder sie kann auf einem Basisrahmen auf einer Seite des Portalhubwagens
angeordnet sein. Ein Beispiel einer derartigen Anordnung ist die
Konstruktion, welche in der
EP
763 497 veröffentlicht
ist. Die Kabelübertragung
kann so ausgewählt
werden, dass sie gemäß den Richtlinien,
die durch die Normen für
Kräne bereitgestellt
sind, geeignet ist.
-
Als
Veröffentlichung
durch den Stand der Technik wird auf das US-Patent 2 982 430 bezuggenommen,
welches dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entspricht, welches
eine Hebevorrichtung offenbart, die einen Hebemechanismus aufweist,
die einen Hebezylinder und einen Kabelriemenscheibensatzaufbau,
der auf dem Kopfrahmen befestigt ist, aufweist. Der Kabelriemenscheibensatzaufbau
wird durch den Hebezylinder angetrieben und umfasst erste und zweite
Kabelriemenscheiben. Jedes Hebekabel läuft zum Kabelriemenscheibensatzaufbau,
in welchem ein Hebemoment mittels des Hebezylinders erzeugt wird,
wobei der Abstand zwischen den ersten und zweiten Kabelriemenscheiben
geändert
wird, so dass eine Änderung
der Länge
des Hebezylinders ein Hebemoment gleicher Größe für jedes Hebekabel erzeugt,
wodurch jeder Hebepunkt so eingerichtet ist, um sich synchron um
einen gleichen Abstand zu bewegen und um die Last im Wesentlichen
in einer horizontalen Position zu heben.
-
Für den Betreiber
gibt es unter anderen Dingen die folgenden Unterschiede bei den
verwendeten Hebeverfahren. Vom technischen Standpunkt aus ist es
einfacher, eine Kettenhebevorrichtung als eine Kabelhebevorrichtung
vorzusehen. Die erfordernde Hubhöhe
ist derart niedrig, allgemein weniger als 10 m, d.h., dass es geeigneter
und leichter ist, einen Hebezylinder als eine Drehtrommel zu verwenden,
um ein Hebemoment zu erzeugen. In dieser Hinsicht ist eine Kettenhebevorrichtung
einfacher als eine Kabelhebevorrichtung und somit verlässlicher. Im
Hinblick auf diese Eigenschaft ist die Kettenhebevorrichtung der
Kabelhebevorrichtung vorzuziehen. Um die Lebensdauer der Hebeeinrichtung
(Kette/Kabel) ausrei chend lang zu machen, muss für die Schmierung von Ketten
und dem Fetten eines Kabels Sorge getragen werden. Vom Umweltstandpunkt
aus erfordert das Schmieren eines Kabels beträchtlicher weniger Schmiermittel
als das Schmieren von Ketten, und somit ist die Belastung in bezug
auf die Umwelt kleiner, wenn eine Kabelhebevorrichtung verwendet
wird. In dieser Hinsicht ist die Kabelhebevorrichtung der Kettenhebevorrichtung
vorzuziehen. Als Hebeeinrichtung ist das Kabel in bezug auf dessen Erwerbspreis
vorteilhafter als die Kette, jedoch auf der anderen Seite ist die
Lebensdauer von Ketten viel länger
als die Lebensdauer von Kabeln. In dieser Hinsicht sind die Hebeverfahren
gleichwertig. Dienste, beispielsweise der Ersatz von Hebeeinrichtungen in
den Hebemechanismen können
in der Kabelhebetechnik beträchtlich
einfacher und schneller als bei der Kettenhebetechnik hauptsächlich aus
dem Grund durchgeführt
werden, dass als Hebeeinrichtung das Kabel wesentlich leichter ist
als die Kette. In dieser Hinsicht ist die Kabelhebevorrichtung der
Kettenhebevorrichtung vorzuziehen.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neues Hebesystem
für einen
Portalhubwagen bereitzustellen, wobei das neue Hebesystem es ermöglicht,
von Vorteilen der beiden bekannten Hebetechniken Gebrauch zu machen
und diese zu kombinieren. Um dies zu erreichen, ist die Erfindung
hauptsächlich
dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kabelriemenscheiben des
Kabelriemenscheibensatzaufbaus fest am Ende des Hebezylinders auf
der Zylinderseite befestigt sind und dass die zweiten Kabelriemenscheiben
des Kabelriemenscheibensatzaufbaus drehbar am Ende des Hebezylinders
auf der Kolbenseite befestigt sind, wobei in diesem Fall Führung und
Lager auf dem Kopfrahmen des Portalhubwagens für die zweiten Kabelriemenscheiben
angeordnet sind, um seitliche Kräfte aufzunehmen.
-
Das
neue Hebesystem gemäß der Erfindung basiert
auf einem Kabelhebesystem, welches jedoch Gebrauch macht von einem
Hebezylinder beim Erzeugen eines Hebemoments, so dass der Aufbau nicht
kompliziert ist, verlässlich
ist und in bezug auf die Umgebungsbelastung und die Leichtigkeit
der Wartung vorteilhaft ist. Die Kabelübertragung des Hebemoments
kann wie gewünscht
gemäß der Notwendigkeit
einfach ausgeführt
werden, um eine ausreichende Hebehöhe und Hebegeschwindigkeit
bereitzustellen. Das Neigungsmoment, welches durch die Exzentrizität der Last
verursacht wird, die gehoben wird, kann bei dem System gemäß der Erfindung einfach
beseitigt werden. Die anderen Vorteile und Merkmale der Erfindung
werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der Erfindung deutlich.
-
Anschließend wird
die Erfindung beispielhaft mit Hilfe der Figuren der beiliegenden
Zeichnungen beschrieben.
-
1 und 2 zeigen
allgemein einen Portalhubwagen, bei dem das Hebesystem gemäß der Erfindung
angewandt werden kann, wobei 1 den Portalhubwagen
von der Seite und 2 diesen von der Vorderseite
in einer entsprechenden Weise zeigt;
-
3 zeigt
eine erste Ausführungsform
eines Hebemechanismus, der auf einem Kopfrahmen eines Portalhubwagens
befestigt ist, gesehen von oben;
-
4A ist
eine schematische und eine Teilquerschnittsansicht längs der
Linie A-A von 3;
-
4B ist
eine schematische und eine Teilquerschnittsansicht längs der
Linie B-B von 3;
-
5 ist
eine Darstellung entsprechend der von 3 einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
-
6 ist
eine schematische und Teilquerschnittsansicht längs der Linie A-A von
-
5.
-
In 1 und 2 ist
ein Portalhubwagen allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der
Portalhubwagen 10 weist Räder 11 auf die auf beiden
Seiten der Maschine angeordnet sind und der im Wesentlichen vertikale
Lagerfüße 12 trägt. Ein Kopfrahmen 13 der
Maschine ist auf dem oberen Ende der Lagerfüße 12 angebracht,
und ein in den 1 und 2 nicht
gezeigter Hebemechanismus ist auf dem Lager des Kopfrahmens befestigt.
Ein Lastaufnahmemittel 14 ist von dem Hebemechanismus mittels
Kabeln 16 abgehängt,
wobei das Lastaufnahmemittel vertikal bewegbar ist und durch den Lastaufnahmecontainer
zu dem Zweck erfasst werden, um dieses zu transportieren. Die Kabel 16 laufen
zu einem Rahmenteil 15 des Lastaufnahmemittels, auf dessen
Lager das Lastaufnahmemittel 14 selbst angebracht ist.
In 2 ist das Lastaufnahmemittel sowohl in seiner
unteren Position 14 als auch in seiner oberen Position 14' gezeigt.
-
3, 4A und 4B zeigen
eine Ausführungsform
der Hebevorrichtung, die bei einem Portalhubwagen angewandt wird. 3 zeigt
die Hebevorrichtung von oben, 4A ist
eine Teilquerschnittsansicht längs
der Linie A-A von 3, und in einer entsprechenden
Weise ist 4B eine Teilquerschnittsansicht
längs der
Linie B-B von 3. In den 3, 4A und 4B ist
die Hebevorrichtung allgemein mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet.
Die Hebevorrichtung 20 weist einen Hebezylinder 21 auf,
der auf dem Kopfrahmen 30 des Portalhubwagens befestigt
ist und der horizontal auf einer Längsmittelachse C des Portalhubwagens
angeordnet ist, wobei der Hebezylinder am Kopfrahmen 13 an
seinem ersten Ende befestigt ist, d.h., in dem Fall, der in den
Figuren gezeigt ist, am Ende 22 des Zylinders. Das zweite
Ende 23 des Hebezylinders 21, d.h., das Ende,
welches auf der Kolbenseite angeordnet ist, ist auf einem Wagen 24 befestigt,
der mit Rollen 25 oder ähnlichem
versehen ist, die sich längs
Führungen
bewegen, die auf dem Kopfrahmen 13 vorgesehen sind, wenn
der Hebezylinder 21 betätigt
wird.
-
Das
Hebesystem gemäß der Erfindung
basiert auf Heben durch Kabel, und somit besitzt die Hebevorrichtung
einen Kabeltreibrollenaufbau, der zunächst erste Kabeltreibrollen 27 aufweist,
die auf dem Kopfrahmen 30 befestigt sind und frei auf einer Achse
quer zur Länge
des Hebezylinders 13 drehen. Außerdem besitzt der Kabeltreibrollenaufbau
zweite Kabeltreibrollen 28, deren Achse auf dem Hebezylinder 21 derart
befestigt ist, dass die zweiten Kabeltreibrollen sich mit dem Hebezylinder 21 bewegen.
Wenn der Hebezylinder 21 betätigt wird, ändert sich somit der Abstand
zwischen den ersten und zweiten Kabeltreibrollen 27, 28.
Die Hebekabel 16 sind an allen vier Ecken des Rahmenteils 15 des Lastaufnahmemittels
befestigt, wobei die Hebekabel über
Kabeltreibrollen zum Kabeltreibrollenaufbau laufen, der den Hebezylinder 21 und
die ersten und zweiten Kabeltreibrollen 27, 28 aufweist,
so dass jedes Hebekabel 16 über die ersten und zweiten
Kabeltreibrollen 27, 28 läuft. Bei dem Aufbau von 3, 4A und 4B sind
die Hebekabel 16 an einem Ende insbesondere am Rahmenteil 15 des
Lastaufnahmemittels angebracht, und am gegenüberliegenden Ende sind die
Hebekabel 16 am Kopfrahmen 13 angebracht. Jedes
Hebekabel 16 läuft über eine
gleiche Anzahl von Windungen oder gleich wie eine gleiche Anzahl
von Schleifen rundum den Kabeltreibrollenaufbau, der durch die ersten
und zweiten Kabeltreibrollen 27, 28 gebildet ist,
wodurch ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis für die Kabelübertragung
bereitgestellt wird. Die Horizontalbewegung, welche mittels des
Hebezylinders 21 erzeugt wird, wird über die Kabelriemenscheiben 27, 28, 29 des
Kabelriemenscheibensatzes als Vertikalbewegung einer gleichen Größe an jedes
Hebekabel 16 übertragen.
Die Bewegung gleicher Größe für die Hebekabel 16 wird
so erzeugt, dass alle Hebekabel 16 über die Kabelriemenscheiben
zum einen und dem gleichen Zylinder/Kabelriemenscheibensatzaufbau 21, 27, 28 geführt werden,
so dass jedes Hebekabel 16 in der gleichen Richtung läuft, wodurch
der Container in einer horizontalen Position gehalten wird. Das
Gleichgewichtsproblem der Hebebewegung wird insbesondere dadurch
gelöst,
dass alle Hebekabel 16 zum gleichen Punkt geführt werden.
Eine Differentialachse, die bei der Kettenhebevorrichtung verwendet
wird, kann in Verbindung mit Kabelriemenscheiben nicht verwendet
werden, da viel Schlupf zwischen den Hebekabeln und den Kabelriemenscheiben
auftreten kann. Es geeignetes Übersetzungsverhältnis der
Horizontalbewegung des Hebezylinders 21 zur vertikalen
Hebebewegung wird durch Auswählen
einer geeigneten Anzahl von Kabelriemenscheiben 27, 28,
wobei veranlasst wird, dass die Hebekabel 16 darüber laufen,
für den
Kabelriemenscheibenaufbau vorgesehen.
-
5 und 6 zeigen
eine zweite Ausführungsform
der Hebevorrichtung gemäß der Erfindung,
wobei 5 die Hebevorrichtung gesehen von oben in einer
Weise zeigt, die der von 3 entspricht und 6 eine
Teilquerschnittsansicht längs der
Linie A-A von 5 ist. In 5 und 6 ist
die Hebevorrichtung allgemein mit dem Bezugszeichen 120 bezeichnet.
In einer Weise, die der entspricht, die in 3 gezeigt
ist, ist ein Hebezylinder mit dem Bezugszeichen 121, ein
Kolbenteil des Zylinders mit dem Bezugszeichen 123, ein
Wagen, der mit dem Kolbenteil sich bewegt, mit dem Bezugszeichen 124, und
eine erste und zweite Kabelriemenscheibe mit dem Bezugszeichen 127 und 128 bezeichnet.
In dieser Hinsicht entspricht der Aufbau der Hebevorrichtung dem,
der in 3 gezeigt ist. Die Führungen, welche auf dem Kopfrahmen 13 für den Wagen 24 gebildet
sind, sind in einer ähnlichen
Weise mit den Bezugszeichen 126 bezeichnet, und die Verschiebeteile
des Wagens 124, die sich längs der Führungen 126 bewegen,
sind mit den Bezugszeichen 125 bezeichnet.
-
Die
deutlichsten Unterschiede der Anordnung, die in 5 und 6 gezeigt
ist, in bezug auf die Anordnung, die in den 3, 4A und 4B gezeigt
sind, liegen darin, dass zunächst
in der Darstellung der 5 und 6 die Ecken
des Rahmenteils 15 des Lastaufnahmemittels mit Rückkehrriemenscheiben 130 ausgestattet
sind, über
welche die Hebekabel 16 laufen. Somit laufen die Hebekabel 16 von
den Kabelriemenscheiben 127 und 128 des Kabelriemenscheibensatzaufbaus über separate
Kabelriemenscheiben 129 zum Rahmenteil des Lastaufnahmemittels
und kehren über
die Rückkehrriemenscheiben 120 zurück zum Kabelriemenscheibensatzaufbau über Kabelriemenscheiben 129.
Es gibt somit zwei Mal so viele Kabelriemenscheiben 129 im Vergleich
zu der Ausführungsform,
welche in den 3, 4A und 4B gezeigt
ist. Somit ist bei der Anordnung von 5 und 6 ein
Ende der Hebekabel 16 bei dem Kabelriemenscheibensatzaufbau
an einem hinteren Ende des Zylinders 121 auf einer Seite
des Zylinders 121 angebracht, was unterschiedlich ist in
bezug auf die Längsmittellinie
C von der Seite ist, wo das gegenüberliegende Ende des Hebekabels 16 angebracht
ist. Diese Anordnung erlaubt somit, dass der Hebezylinder 121 unabhängig von
der Exzentrizität
der Last ausgeglichen wird, die auf dem Lager der Hebekabel 16 hängt. Der
Aufbau, welcher den Hebezylinder 121 und den Kabelriemenscheibensatz 127, 128 aufweist,
kann so erreicht werden, dass die zweiten Kabelriemenscheiben 128 des
Kabelriemenscheibensatzes unmittelbar an dem Ende des Kolbenteils 123 des
Hebezylinders angebracht sind, wobei in diesem Fall der Hebezylinder 121 selbst
die Zusatzkräfte
trägt,
welche durch die seitliche Exzentzität der Last verursacht werden.
Dagegen kann die Anordnung ähnlich
der sein, die in 5 gezeigt ist, in einer Weise,
dass der Wagen 124 mit dem Kolbenteil 123 des
Hebezylinders 121 dreh bar verbunden ist, wobei in diesem
Fall der Kabelriemenscheibensatzaufbau eine externe Führung in
Form der Führungen 126 und
der Gleitteile 125 erfordert, die in 5 gezeigt
sind.
-
Wenn
man die Erfindung zusammenfasst, kann folgendes festgestellt werden.
Das Merkmal, welches den unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung
gemeinsam ist, besteht darin, dass die Lagerkräfte von den vier Ecken des
Rahmenteils 15 des Lastaufnahmemittels, d.h., alle vier
Hebekabel 16 über
die Kabelriemenscheiben zu einem und dem gleichen zylinder-betriebenen
Kabelriemensatzaufbau geführt
werden. Dies bewirkt, dass jeder Hebepunkt im Lastaufnahmemittel
sich synchron um den gleichen Abstand bewegt, und dass die Last,
die gehoben wird, d.h., der Container, in einer horizontalen Position
unabhängig
von dem Neigungsmoment bleibt, welches durch die Exzentrizität der Last
erzeugt wird. Ein gewünschtes Übertragungsverhältnis für den Hebeaufbau
wird damit erreicht, dass ein Mehrfachriemenscheibensystem, d.h.,
eine notwendige Anzahl erster und zweiter Kabelriemenscheiben beim
Kabelriemenscheibensatzaufbau verwendet wird. Außerdem können die Hebekabel entweder
unmittelbar am Rahmenteil des Lastaufnahmemittels angebracht sein
oder sie können
so angeordnet sein, dass sie über
Rückkehrriemenscheiben
zurück
zum Kabelriemensatzaufbau gebracht werden. Der Kabelriemenscheibensatz
kann somit fest an dem Ende des Hebezylinders befestigt werden,
wobei in diesem Fall der Hebezylinder selbst die Zusatzkräfte trägt und aufnimmt,
welche durch die seitliche Exzentrizität des Containers, der gehoben
wird, verursacht werden. Auf der anderen Seite kann der Kabelriemenscheibensatz
an dem Ende des Zylinders mittels eines Fugengelenks angebracht
sein, wobei in diesem Fall externe Führung erforderlich ist, um
die Zusatzkräfte,
die erzeugt werden, aufzunehmen. In dem Fall, wo die Hebekabel so
angeordnet sind, dass sie über
die Rückkehrriemenscheiben
laufen, die auf dem Rahmenteil des Hebemittels vorgesehen sind, können die
Hebekabel an einem Ende davon auf dem hinteren Ende des Hebezylinders
und am anderen Ende des Kopfrahmens angebracht sein. Dagegen können beide
Enden der Hebekabel am hinteren Ende des Hebezylinders auf unterschiedlichen
Seiten des Zylinders in bezug auf die Mittellinie befestigt sein,
um die Hebezylinder unabhängig
von exzentrischer Last auszugleichen.