EP2188202A1 - Spreader zur aufnahme von containern - Google Patents

Spreader zur aufnahme von containern

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EP2188202A1
EP2188202A1 EP08774959A EP08774959A EP2188202A1 EP 2188202 A1 EP2188202 A1 EP 2188202A1 EP 08774959 A EP08774959 A EP 08774959A EP 08774959 A EP08774959 A EP 08774959A EP 2188202 A1 EP2188202 A1 EP 2188202A1
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EP
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spreader
pivot arm
limit switch
shaft
spreader according
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Gerhard Geis
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FM Patentverwertung KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
    • B66C1/101—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means for containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
    • B66C1/62—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means comprising article-engaging members of a shape complementary to that of the articles to be handled
    • B66C1/66—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means comprising article-engaging members of a shape complementary to that of the articles to be handled for engaging holes, recesses, or abutments on articles specially provided for facilitating handling thereof
    • B66C1/663—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means comprising article-engaging members of a shape complementary to that of the articles to be handled for engaging holes, recesses, or abutments on articles specially provided for facilitating handling thereof for containers

Definitions

  • the invention relates to a spreader for receiving a container at its corner fittings by means of spreader mounted on the pivot (twistlocks), which each pivotable Einweiser (pinball) are associated with pivoting arms, which are connected to a motor drive.
  • the power requirement for the centered placement ("catching") of the spreader on a container is approximately between 1,500 and 3,200 N. Due to the mentioned, strong oscillating movements of the spreader is aggravating added that during the placement movement of the spreader for catching the container, the flippers are exposed to very strong shocks, which have a detrimental effect on the motor drive and the gearbox connected therebetween.
  • the invention is therefore based on the object to provide a spreader available in which the drive elements for the flippers are designed so that they both exert a very large Anstellkraft in the final fishing position on the container and on the other hand are effectively protected against the strong impact forces ,
  • the motor drive has an electric motor which is connected via a transmission, preferably a spur gear, with a drive shaft rotating the respective pivot arm, which is coupled via an energy-storing Torsionsdämpfungs coupling with the pivot arm.
  • the invention Compared to previously tried solutions with hydraulic flipper drive or with an electric motor drive and a worm gear, the invention has the advantage that on the one hand a very high torque is exerted on the pivot arms of the pinball, which is in the order of 3,000 Nm, so that the spreader within can be pulled in the centered position over the container as quickly as possible.
  • the invention supports the energy-storing torsional damping coupling, which preferably has preloaded rubber elastic intermediate links, the catching movement and the final clamping position, at the same time the shocks and shocks are absorbed by the coupling of the mentioned type elastic and not detrimental to the motor drive and the transmission impact.
  • the swivel arm is associated with a limit switch for switching on and off of the electric motor in dependence on the angle of rotation of the swivel arm. It is advantageous if the angle of attack of the limit switch can be adjusted.
  • the shocks acting on the flipper at the beginning of catching press the swivel arm out of its initially correct catching position, whereby the limit switch automatically switches the electric motor back on and the drive shaft retracts the flipper back into its clamping position via the rubber-elastic intermediate links, whereby the elastic intermediate links are further pre-tensioned and increase the clamping force of the swivel arm.
  • Figure 1 shows the view of a spreader with flippers when placed on a container
  • Figure 2 is a schematic representation of a pinball when impact against a corner fitting of the container
  • Figure 3 in an enlarged, also schematic representation of a pinball with the inventive storage on a housing part of the spreader in the end position and Figure 4 is a representation corresponding to Figure 3 at a Nachspannrois due to a force acting on the pinball, lateral impact load.
  • FIG 1 shows a commercial container 10, on the upper side four corner fittings 12 are attached.
  • Each Eckbeschlag 12 has, as shown in the enlarged cutout view, on its upper side a slot-shaped recess 14, in which a pivot or twistlock 16 of a spreader 18 must engage centered to lift the container 10.
  • the spreader 18 hangs over ropes 20 on a crane, not shown, and in the illustrated embodiment has four attached to the corners of the housing parts 22 in which the twist locks 16 are rotatably mounted.
  • a flipper 24 is further attached, which can be rotated with its pivot arm 26 about an axis 28 down.
  • the required motor drive is also housed in the housing part 22.
  • the flippers 24 When placing the spreader 18 on the container 10, the flippers 24 are rotated with their pivot arms 26 in the lower catch position, so that they pull the spreader 18 in the exact position above the container top, so that the pivot or twist locks 16th centered in the recesses 14 of the corner fittings 12 engage. Thereafter, the twistlocks 16 are rotated by 90 °, whereby the container 10 is locked to the spreader 18.
  • an energy-storing Torsionsdämpfungs coupling 30 between the pivot arm 26 rotating drive shaft 32 and the upper end 34 of the pivot arm 26th is used.
  • the drive shaft 32 is formed in the region of the coupling 30 as a polygonal shaft, in the embodiment as a square shaft and connected via a not-shown Stirnzahnradgetriebe, which is housed in the housing part 22, with an electric motor, also not shown.
  • the square shaft 32 engages in a polygonal seat 36 at the end 34 of the pivot arm 26, wherein this seat 36 is formed in the embodiment square.
  • a proximity or limit switch 40 is mounted, which is assigned to its operation a trained here as a pen indicator 42 which protrudes from the pivot arm 26.
  • the angular position of the limit switch 40 on the housing part 22 can be adjusted.
  • FIG. 3 shows the position of the flipper 24 in the catch position reached on the container 10.
  • the swivel arm 26 of the flipper 24 rests after a first force-free rotation of the flipper 24 by 180 ° on a side wall of the container 10 with a force F.
  • the indicator 42 has actuated the limit switch 40, as a result of which the housing 22 switched off electric motor and the engine brake was closed.
  • the Anstellmoment the swing arm 26 on the container 10 is in the order of 1,700
  • the elastic intermediate members 38 cause not only an automatic readjustment and increase the contact force, but also a protection of the transmission and the motor against the very high impact loads.
  • the engine brake is opened again and the motor is supplied with voltage in order to turn the pivot arms 26 of the flippers 24 back into their upper waiting position according to FIG. After opening the engine brake relax the elastic intermediate members 36 and thus initially support the reverse rotation of the drive shaft 32nd

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)

Abstract

Spreader zur Aufnahme eines Containers (10) an dessen Eckbeschlägen (12) mittels am Spreader (18) angebrachter Drehzapfen (Twistlocks 16), denen schwenkbare Einweiser (Flipper 24) mit Schwenkarmen zugeordnet sind, die mit einem Motorantrieb verbunden sind. Der Motorantrieb hat einen Elektromotor, der über ein Getriebe, vorzugsweise ein Stirnzahnradgetriebe, mit einer den jeweiligen Schwenkarm (36) drehenden Antriebswelle (32) verbunden ist, die über eine energiespeichernde Torsionsdämfungs-Kupplung (30) mit dem Schwenkarm (26) gekoppelt ist.

Description

Spreader zur Aufnahme von Containern
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Spreader zur Aufnahme eines Containers an dessen Eckbeschlägen mittels am Spreader angebrachter Drehzapfen (Twistlocks), denen jeweils schwenkbare Einweiser (Flipper) mit Schwenkarmen zugeordnet sind, die mit einem Motorantrieb verbunden sind.
Zum Heben von Containern für den Land- und Seetransport werden Spreader eingesetzt, die über Seile oder Ketten an einem Kran hängen, der sie an die jeweils gewünschte Stelle verfährt. An allen vier Ecken der Oberseite des Containers sind hierzu Eckbeschläge mit schlitzförmigen Ausnehmungen angebracht, in die die Drehzapfen (Twistlocks) des Spreaders eingreifen und danach durch eine Verdrehung um 90° verriegelt werden müssen. Da durch die Kranbewegung der Spreader in starke Schwingungen und Schwankbewegungen gerät, ist es nahezu unmöglich, die Twistlocks exakt in die Ausnehmungen der Eckbeschläge einzuführen. In Anbetracht der erforderlichen Umschlaggeschwindigkeit von etwa 30 Containern in der Stunde sind daher Einweiser erforderlich, d. h. über einen geeigneten Antrieb betätigte Flipper mit Schwenkarmen, die beim Aufsetzen des Spreaders auf den Container den Spreader in eine zentrierte Lage über den Container ziehen. Der Kraftbedarf zum zentrierten Aufsetzen („Fangen") des Spreaders auf einem Container liegt etwa zwischen 1.500 und 3.200 N. Aufgrund der erwähnten, starken Schwingbewegungen des Spreaders kommt erschwerend hinzu, dass während der Aufsetzbewegung des Spreaders zum Fangen des Containers die Flipper sehr starken Stößen ausgesetzt sind, die sich auf den Motorantrieb und das dazwischen geschaltete Getriebe schädlich auswirken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spreader zur Verfügung zu stellen, bei dem die Antriebselemente für die Flipper so ausgebildet sind, dass sie einerseits eine sehr große Anstellkraft in der endgültigen Fangstellung auf den Container ausüben und andererseits gegen die starken Stoßkräfte wirkungsvoll geschützt sind.
Zur Lösung dieser komplexen Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Motorantrieb einen Elektromotor hat, der über ein Getriebe, vorzugsweise ein Stirnzahnradgetriebe, mit einer den jeweiligen Schwenkarm drehenden Antriebswelle verbunden ist, die über eine energiespeichernde Torsionsdämpfungs-Kupplung mit dem Schwenkarm gekoppelt ist.
Gegenüber bisher versuchten Lösungen mit hydraulischem Flipperantrieb oder mit einem Elektromotor-Antrieb und einem Schneckengetriebe hat die Erfindung den Vorteil, dass einerseits ein sehr hohes Drehmoment auf die Schwenkarme der Flipper ausgeübt wird, das in der Größenordnung von 3.000 Nm liegt, so dass der Spreader innerhalb kürzester Zeit in die zentrierte Position über dem Container gezogen werden kann. Andererseits unterstützt dabei die energiespeichernde Torsionsdämpfungs-Kupplung, die vorzugsweise vorgespannte, gummielastische Zwischenglieder hat, die Fangbewegung und die endgültige Klemmstellung, wobei gleichzeitig die auftretenden Schläge und Stöße durch die Kupplung der erwähnten Bauart elastisch abgefangen werden und sich nicht schädlich auf den Motorantrieb und das Getriebe auswirken.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Schwenkarm ein Endschalter zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors in Abhängigkeit von dem Verdrehwinkel des Schwenkarms zugeordnet ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Anstellwinkel des Endschalters eingestellt werden kann. Die zu Beginn des Fangens auf den Flipper wirkenden Stöße drücken den Schwenkarm aus seiner zunächst korrekten Fangstellung, wodurch der Endschalter den Elektromotor automatisch wieder einschaltet und die Antriebswelle über die gummielastischen Zwischenglieder den Flipper wieder in seine Spannstellung zurückzieht, wobei die elastischen Zwischenglieder weiter vorgespannt werden und die Spannkraft des Schwenkarms erhöhen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:
Figur 1 die Ansicht eines Spreaders mit Flippern beim Aufsetzen auf einen Container, Figur 2 die schematische Darstellung eines Flippers beim Stoß gegen einen Eckbeschlag des Containers,
Figur 3 in vergrößerter, ebenfalls schematischer Darstellung einen Flipper mit der erfindungsgemäßen Lagerung an einem Gehäuseteil des Spreaders in Endstellung und Figur 4 eine der Figur 3 entsprechende Darstellung bei einer Nachspannbewegung aufgrund einer auf den Flipper einwirkenden, seitlichen Stoßbelastung.
Figur 1 zeigt einen handelsüblichen Container 10, an dessen Oberseite vier Eckbeschläge 12 angebracht sind. Jeder Eckbeschlag 12 hat, wie aus der vergrößerten Ausschnittdarstellung ersichtlich, auf seiner Oberseite eine schlitzförmige Ausnehmung 14, in die ein Drehzapfen oder Twistlock 16 eines Spreaders 18 zentriert eingreifen muss, um den Container 10 zu heben. Der Spreader 18 hängt über Seile 20 an einem nicht dargestellten Kran und hat im dargestellten Ausführungsbeispiel vier an den Ecken angebrachte Gehäuseteile 22, in denen die Twistlocks 16 verdrehbar gelagert sind. An jedem Gehäuseteil 22 ist ferner ein Flipper 24 angebracht, der mit seinem Schwenkarm 26 um eine Achse 28 nach unten verdreht werden kann. Der hierzu erforderliche Motorantrieb ist ebenfalls in dem Gehäuseteil 22 untergebracht. Selbstverständlich ist es auch möglich, weitere Flipper 24 an den Schmalseiten oder an den Längsseiten des Spreaders 18 vorzusehen.
Beim Aufsetzen des Spreaders 18 auf den Container 10 werden die Flipper 24 mit ihren Schwenkarmen 26 in die untere Fangstellung gedreht, so dass sie den Spreader 18 in die exakte Stellung über der Containeroberseite ziehen, damit die Drehzapfen oder Twistlocks 16 zentriert in die Ausnehmungen 14 der Eckbeschläge 12 eingreifen. Danach werden die Twistlocks 16 um 90° verdreht, wodurch der Container 10 am Spreader 18 verriegelt ist.
Während der geschilderten Fangbewegung des Spreaders 18, von dem in Figur 2 eine Ecke schematisch dargestellt ist, wirken aufgrund der starken Schwankungen und Schwingbewegungen heftige Stöße auf den jeweiligen Schwenkarm 26, die über den Flipper 24 auf den Motorantrieb des Flippers 24 im Gehäuseteil 22 weitergeleitet werden.
Aus den Figuren 3 und 4 ergibt sich, dass zur Vermeidung dieser Nachteile und zur Erhöhung der endgültigen Anstellkraft F des Flippers 24 gegen den Container 10 eine energiespeichernde Torsionsdämpfungs-Kupplung 30 zwischen einer den Schwenkarm 26 drehenden Antriebswelle 32 und das obere Ende 34 des Schwenkarms 26 eingesetzt ist. Die Antriebswelle 32 ist im Bereich der Kupplung 30 als Mehrkantwelle, im Ausführungsbeispiel als Vierkantwelle ausgebildet und über ein nicht gezeigtes Stirnzahnradgetriebe, das im Gehäuseteil 22 untergebracht ist, mit einem ebenfalls nicht gezeigten Elektromotor verbunden.
Die Vierkantwelle 32 greift in einen mehrkantigen Sitz 36 am Ende 34 des Schwenkarms 26 ein, wobei auch dieser Sitz 36 im Ausführungsbeispiel vierkantig ausgebildet ist.
Im in Figur 3 gezeigten Ruhezustand der Kupplung 30 bilden die Grundseiten der Vierkantwelle 32 im Querschnitt mit den gegenüberliegenden Innenwänden des vierkantigen Sitzes 36 jeweils einen Raum 36' in Form eines gleichschenkligen Dreiecks. In jedem dieser vier Räume ist ein gummielastisches Zwischenglied 38 untergebracht, das wesentliches Element der energiespeichernden Torsionsdämpfungs-Kupplung 30 ist.
In den Figuren 3 und 4 ist ferner angedeutet, dass am festen Gehäuseteil 22 des Spreaders 18 ein Näherungs- oder Endschalter 40 angebracht ist, dem zu seiner Betätigung ein hier als Stift ausgebildeter Indikator 42 zugeordnet ist, der von dem Schwenkarm 26 absteht. Die Winkelstellung des Endschalters 40 am Gehäuseteil 22 kann eingestellt werden.
Figur 3 zeigt die Stellung des Flippers 24 in der erreichten Fangposition auf dem Container 10. Der Schwenkarm 26 des Flippers 24 liegt nach einer zunächst kraftfreien Drehung des Flippers 24 um 180° an einer Seitenwand der Containers 10 mit einer Kraft F an. In dieser Stellung hat der Indikator 42 den Endschalter 40 betätigt, wodurch der im Gehäuseteil 22 un- tergebrachte Elektromotor ausgeschaltet und die Motorbremse geschlossen wurde. Das Anstellmoment des Schwenkarms 26 am Container 10 liegt in der Größenordnung von 1.700
Nm.
Wird nun aufgrund von Schwingbewegungen des Spreaders 16 der Schwenkarm 26 gemäß Figur 4 aus der in Figur 3 gezeigten Position weggedrückt, was durch den Doppelpfeil S in Figur 4 angedeutet ist, dann verlässt der Indikator 42 den Bereich des Endschalters 40, was zur Folge hat, dass dieser die Motorbremse wieder öffnet und der Elektromotor den Drehwinkel über die Vierkantwelle 32 nachstellt. Dabei werden die elastischen Zwischenglieder 38 verformt, wodurch deren Vorspannung und damit auch die Spannkraft, die auf den Flipper 24 wirkt, erhöht wird. Wenn dann der Indikator 42 wieder in den Bereich des Endschalters 40 kommt, wird der Elektromotor erneut abgeschaltet und die Motorbremse geschlossen, so dass der Schwenkarm 26 des Flippers 24 den Container 10 mit einer erhöhten Anstellkraft hält.
Der genannte Vorgang wiederholt sich in der Praxis maximal ein weiteres Mal, da zwischenzeitlich in aller Regel der Spreader 18 durch die hohe Spannkraft der Schwenkarme 26 in der richtigen Lage positioniert wurde.
Die elastischen Zwischenglieder 38 bewirken nicht nur eine automatische Nachsteuerung und Erhöhung der Anstellkraft, sondern auch einen Schutz des Getriebes und des Motors gegen die sehr hohen Stoßbelastungen.
Zum Lösen des Spreaders 18 wird die Motorbremse wieder geöffnet und der Motor mit Spannung versorgt, um die Schwenkarme 26 der Flipper 24 wieder in ihre obere Warteposition gemäß Figur 1 zurückzudrehen. Nach dem Öffnen der Motorbremse entspannen sich dabei die elastischen Zwischenglieder 36 und unterstützen damit anfänglich die Rückdrehung der Antriebswelle 32.

Claims

Patentansprüche
1. Spreader zur Aufnahme eines Containers an dessen Eckbeschlägen (12) mittels am Sprea- der (18) angebrachter Drehzapfen (Twistlocks 16), denen schwenkbare Einweiser (Flipper 24) mit Schwenkarmen (26) zugeordnet sind, die mit einem Motorantrieb verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorantrieb einen Elektromotor hat, der über ein Getriebe mit einer den jeweiligen Schwenkarm (26) drehenden Antriebswelle (32) verbunden ist, die über eine energiespeichernde Torsionsdämfungs-Kupplung (30) mit dem Schwenkarm (26) gekoppelt ist.
2. Spreader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Stirnzahnradgetriebe ist.
3. Spreader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schwenkarm (26) ein Endschalter (40) zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors in Abhängigkeit von dem Verdrehwinkel des Schwenkarms (26) zugeordnet ist.
4. Spreader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstellwinkel des Endschalters (40) einstellbar ist.
5. Spreader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle im Bereich der Kupplung (30) als Mehrkantwelle (32) ausgebildet ist, die über gummielastische Zwischenglieder (38) in einen mehrkantigen Sitz (36) des Schwenkarms (26) eingreift.
6. Spreader nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrkantwelle eine Vierkantwelle (32) ist, die über vier vorgespannte Zwischenglieder (38) in den entsprechend vierkantig ausgebildeten Sitz (36) des Schwenkarms (26) eingreift, wobei im Ruhezustand der Kupplung (30) die Grundseiten der Vierkantwelle (32) im Querschnitt mit den gegenüberliegenden Innenwänden des vierkantigen Sitzes (36) jeweils einen Raum (36') in Form eines gleichschenkligen Dreiecks bilden, der ein gummielastisches Zwischenglied (38) im vorgespannten, unverformten Ausgangszustand aufnimmt.
7. Spreader nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Endschalter (40) an einem festen Gehäuseteil (22) des Spreaders (18) angebracht ist, in dem die Antriebswelle (32) gelagert ist, während der Schwenkarm (26) einen den Endschalter (40) betätigenden Indikator (42) trägt.
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