Wie legen Sie einen Kran-Stoßdämpfer aus?

Aus der Energiebilanz: Der Stoßdämpfer nimmt E = μ·η·S·mg·(ψ−1) auf, mit μ = 0.9 als Sicherheitsfaktor für die Hubreserve, η als Wirkungsgrad und S als Hub. Rechenbeispiel: Ein Hub von 1 m bei 50% Wirkungsgrad und begrenzt auf 30% dynamische Verstärkung absorbiert das Äquivalent eines freien Falls von 13.5 cm.

Benötige ich einen Stoßdämpfer oder einen Seegangskompensator?

Ein Stoßdämpfer schützt vor einem Einzelereignis — Aufnehmen vom Deck, Abheben, Hängenbleiben oder Überlast. Wenn sich Zyklen aus Seildurchhang und schlagartiger Lastspitze in der Wellenzone wiederholen, ist Seegangskompensation das richtige Mittel, weil sie das Drahtseil kontinuierlich gespannt hält.

Welche Arten von Kran-Stoßdämpfern gibt es?

Konventionelle Geräte kombinieren eine Gasfeder mit einer Durchflussdrossel, ähnlich einem Basis-PHC. Leichtbau-Stoßdämpfer — ein patentiertes Produkt von Norwegian Dynamics — verzichten auf die Gasfeder und nutzen stattdessen dynamische Dämpfung, was Kosten, Gewicht, Platzbedarf und Einrichtungszeit reduziert.

Wie schützt ein Stoßdämpfer die Krantragfähigkeit?

Offshore-Traglasttabellen berücksichtigen eine Lastabminderung nach dem dynamischen Faktor. Wird die schlagartige Lastspitze nahe dem Mindestfaktor gehalten, behält dieselbe Tabellenzelle den größten Teil ihrer Tragfähigkeit — die Zusammenhänge finden Sie auf der Seite zur Kran-Traglasttabelle.

Kran-Stoßdämpfung

Eine schlechte Sekunde entscheidet über die Spitzenlast — ein Hub und ein Dämpfer verwandeln die Spitze in eine Druckkraft.

Kran-Stoßdämpfung

Q: Was bewirkt ein Kran-Stoßdämpfer?

Er bringt eine Nutzlast über einen kontrollierten Hub von einer anfänglichen Relativgeschwindigkeit auf null und absorbiert die Energie einer schlagartigen Lastspitze oder eines Aufpralls, sodass die Spitzenlast am Haken nahe dem statischen Gewicht bleibt, statt auf ein Vielfaches anzusteigen.

Energiebilanz

Stoßdämpfer werden eingesetzt, um die Geschwindigkeit einer Nutzlast von einer anfänglichen Relativgeschwindigkeit zwischen Stoßdämpfer und Nutzlast auf null zu reduzieren. Zur Festlegung der richtigen Stoßdämpfereinstellungen benötigen wir entweder eine freie Fallhöhe oder eine Relativgeschwindigkeit. Ihr Zusammenhang ergibt sich aus der Energiebilanz:

Praktische Anwendung: Zur praktischen Anwendung dieses Themas siehe POLARIS Kran-Stoßdämpfer und Engineering-Studien und Analysen.

\frac{1}{2} m v^2 = m g h

Dabei ist $v$ die Relativgeschwindigkeit, $g$ die Erdbeschleunigung und $h$ die freie Fallhöhe.

Weitere Informationen zur Berechnung der Relativgeschwindigkeit aus Schiffsbewegungen finden Sie im Abschnitt zu Traglasttabellen.

Stoßdämpfer absorbieren Energie gemäß der folgenden Gleichung:

E_{SA} = \mu \eta S m g (\psi – 1)

Dabei ist $\mu$ ein auf 0.9 eingestellter Sicherheitsfaktor (um nicht die gesamte Hublänge auszunutzen), $\eta$ der Wirkungsgrad des Stoßdämpfers, $S$ die Hublänge des Stoßdämpfers und $\psi$ der dynamische Faktor (statisches Gewicht =1).

Die folgende Abbildung zeigt die vom Stoßdämpfer absorbierte Energie.

Betrachten wir als einfaches Beispiel einen Stoßdämpfer mit einer Hublänge von 1 Meter und einem Wirkungsgrad von 50 %. Wie groß darf der freie Fall der Nutzlast maximal sein, wenn die zulässige dynamische Verstärkung 30 % beträgt?

Dann verwenden wir die Energiebilanz zur Abschätzung:

m g h = \mu \eta S m g (\psi – 1)

Dies vereinfacht sich zu:

h = \mu \eta S (\psi – 1) = 0.9 \cdot 0.5 \cdot 1 \cdot (1.3-1) = 13.5\ \text{cm}

Ermittlung der richtigen Hublänge

Auf Grundlage der obigen Energiebilanzen lässt sich die richtige Hublänge relativ einfach ermitteln. Das vereinfachte Diagramm unten zeigt die maximal zulässige Relativgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom dynamischen Faktor (DAF, $\psi$ und dem Hub des Stoßdämpfers.

Rechenbeispiel: von der Relativgeschwindigkeit zum ausreichenden Hub

Das Ereignis. Nehmen Sie das Deckhub-Beispiel von der Seite zur Kran-Traglasttabelle: Relativgeschwindigkeit v_r = 1.25 m/s beim Aufnehmen. Entsprechender freier Fall: h = v²/2g ≈ 8 cm.
Die Auslegung. Ein Hub von 1 m bei 50% Wirkungsgrad absorbiert mit μ = 0.9 als Hubreserve und einer auf ψ = 1.3 begrenzten dynamischen Spitze das Äquivalent von h = 0.9 × 0.5 × 1 × 0.3 = 13.5 cm freien Falls.
Die Prüfung. 8 cm ≤ 13.5 cm — das Gerät hält die Spitze unter 1.3× statischem Gewicht, mit Reserve. Schnellere Ereignisse erfordern mehr Hub oder einen höheren Wirkungsgrad: S = h / (μ η (ψ−1)).

Dieselbe Energiebilanz wie oben, rückwärts angewendet — das Diagramm im vorherigen Abschnitt zeigt genau diesen Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit, Hub und zulässigem dynamischem Faktor.

Arten von Stoßdämpfern

Auf dem Markt gibt es zwei Hauptarten von Stoßdämpfern:

Konventionelle Stoßdämpfer, die sich nicht wesentlich von Basis-PHCs unterscheiden und eine Gasfeder in Kombination mit einer Durchflussdrossel verwenden, die sich in Ausfahr- und Einfahrrichtung unterscheiden kann und gegebenenfalls einstellbar ist.
Leichtbau-Stoßdämpfer, ein patentiertes Produkt, das ausschließlich von Norwegian Dynamics geliefert wird. Es verzichtet effektiv auf die Gasfeder und nutzt eine dynamische Dämpfung, die den Wirkungsgrad des Stoßdämpfers erhöht. Die wichtigsten Vorteile für den Kunden sind geringere Kosten, niedrigeres Gewicht, kleinerer Platzbedarf und eine schnellere Einrichtung.

	Konventioneller Stoßdämpfer	Leichtbau-Stoßdämpfer
Funktionsprinzip	Gasfeder + Durchflussdrossel (wie bei einem Basis-PHC)	Keine Gasfeder — dynamische Dämpfung übernimmt die Aufgabe
Einstellbarkeit	Drossel kann einstellbar sein oder nicht	Dämpfung auf das Ereignis ausgelegt
Gewicht & Platzbedarf	Schwerer, größer	Leichter, kleiner
Kosten & Einrichtung	Höhere Kosten, langsamere Einrichtung	Niedrigere Kosten, schnellere Einrichtung
Lieferung	Mehrere Anbieter	Patentiert — geliefert von Norwegian Dynamics (POLARIS)

Der entscheidende Unterschied liegt zwischen Einzelereignis und wiederholten Zyklen: Ein Stoßdämpfer bewältigt die einmalige Spitze; wenn sich Seildurchhang und schlagartige Lastspitze in der Wellenzone wiederholen, verwenden Sie Seegangskompensation.

Kran-Stoßdämpfung — häufige Fragen

Was bewirkt ein Kran-Stoßdämpfer?

Er bringt die Nutzlast über einen kontrollierten Hub von einer anfänglichen Relativgeschwindigkeit auf null und absorbiert die Energie einer schlagartigen Lastspitze oder eines Aufpralls, sodass die Spitzenlast am Haken nahe dem statischen Gewicht bleibt, statt auf ein Vielfaches anzusteigen.

Wie wird er ausgelegt?

Aus der Energiebilanz auf dieser Seite: E = μ η S mg (ψ−1), mit μ = 0.9 als Hubreserve. Das Rechenbeispiel: Ein Hub von 1 m bei 50% Wirkungsgrad, begrenzt auf ψ = 1.3, absorbiert das Äquivalent eines freien Falls von 13.5 cm.

Stoßdämpfer oder Seegangskompensator?

Stoßdämpfer für ein Einzelereignis — Aufnehmen vom Deck, Abheben, Hängenbleiben, Überlast. Seegangskompensation für wiederholte Bewegungen im Wellenzyklus, da sie das Drahtseil kontinuierlich gespannt hält, statt nach einem Ereignis zurückzusetzen.

Welche Arten gibt es?

Konventionelle (Gasfeder + Durchflussdrossel) und Leichtbau-Ausführungen (keine Gasfeder, dynamische Dämpfung) — die Leichtbau-Architektur ist ein patentiertes Produkt von Norwegian Dynamics und bietet geringere Kosten, niedrigeres Gewicht, kleineren Platzbedarf und kürzere Einrichtungszeit.

Wie schützt er die Krantragfähigkeit?

Offshore-Traglasttabellen berücksichtigen eine Lastabminderung nach dem dynamischen Faktor. Wird die schlagartige Lastspitze nahe dem Mindestfaktor begrenzt, bleibt die Tabellenzelle nahe der vollen Tragfähigkeit — die Berechnung finden Sie auf der Seite zur crane load chart page.

Weitere Inhalte von Norwegian Dynamics

Dämpfung — Wie die Abstimmung der Drosselöffnung den PHC-Wirkungsgrad über verschiedene Wellenperioden bestimmt.
Kran-Traglasttabelle — Geschwindigkeitsformel, DAF-Lastabminderung, Rechenbeispiel.
Dynamischer Verstärkungsfaktor (DAF) — Formel, Rechenbeispiel und DNV-Kontext.

Arbeiten Sie an einem Hebevorgang, der dies benötigt?

POLARIS ist speziell für die Kran-Stoßdämpfung ausgelegt. Senden Sie den Stoßfall (Last, Geschwindigkeit, Höhe), und wir legen ihn aus.

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Passiver Seegangskompensator zur Stoßdämpfung eingesetzt