DE102012210112B3

DE102012210112B3 - Mobil-Teleskopkran

Info

Publication number: DE102012210112B3
Application number: DE201210210112
Authority: DE
Inventors: Alexander Knecht; Peter KLEINHANS; Dr. Ebinger Tobias; Andreas Hofmann; Martin Lottes
Original assignee: Tadano Faun GmbH
Current assignee: Tadano Faun GmbH
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2032-06-16

Abstract

Ein Mobil-Teleskopkran (1) weist einen teleskopierbaren Ausleger (9) mit mindestens drei Teil-Auslegern (16 bis 18) auf. Jeder der Teil-Ausleger (16 bis 18) ist in einer Längsrichtung (L) teleskopierbar aus mindestens zwei Teil-Auslegerabschnitten (19 bis 27) aufgebaut. Quer zu der Längsrichtung (L) im Abstand voneinander angeordnete Teil-Auslegerabschnitte (19 bis 27) bilden mit mindestens einem biegesteifen Verbindungselement (28 bis 31) jeweils einen Auslegerabschnitt (11 bis 13). Der Mobil-Teleskopkran (1) weist mindestens zwei von einem Unterwagen (2) abgewandte, obere Teil-Ausleger (17, 18) auf, an denen der Ausleger (9) an dem Oberwagen (3) angelenkt ist. Durch einen derartigen Aufbau des Auslegers (9) wird in einfacher Weise eine Traglaststeigerung durch Erhöhung der Flächenträgheitsmomente des Auslegers (9) erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mobil-Teleskopkran gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der EP 1 354 842 A2 ist ein Mobil-Teleskopkran bekannt, der zwei am Ausleger und geneigt zu der Wippebene angeordnete Abspannstützen aufweist. Die Abspannstützen sind zur Steigerung der Traglast des Mobil-Teleskopkrans über Abspannseile mit dem freien Ende des Auslegers und dem Oberwagen verbunden. Hierdurch können auch seitlich auf den Ausleger wirkende Belastungen, welche in einer Betriebsstellung des Auslegers das traglastbegrenzende Kriterium darstellen können, besser aufgenommen werden. Nachteilig bei diesem Mobil-Teleskopkran ist, dass die Abspannstützen ein erhebliches Zusatzgewicht darstellen. Die Abspannstützen müssen deswegen separat auf einem Lastkraftwagen zur Baustelle transportiert und dort an den Ausleger montiert werden. Dies ist mit einem erheblichen Kosten- und Zeitaufwand verbunden.
Aus der GB 2 387 373 A ist eine Materialumschlagmaschine bekannt, die ein fahrbares Maschinengestell und einen schwenkbar daran angeordneten und teleskopierbaren Ausleger aufweist. Der Ausleger ist aus mehreren Auslegerabschnitten aufgebaut, wobei an dem äußersten Auslegerabschnitt eine Aufnahmegabel für eine zu bewegende Last angeordnet ist. Die Auslegerabschnitte sind teleskopierbar ausgebildet, sodass der Ausleger aus- und einfahrbar ist, um die Aufnahmegabel mit der darauf angeordneten Last zu dem Maschinengestell hin und von diesem weg zu bewegen. Um das Kippmoment um eine Vorderachse der Materialumschlagmaschine zu reduzieren, ist wenigstens ein Auslegerabschnitt aus einem Faserverbundmaterial hergestellt. Hierdurch wird das Gewicht des Auslegers und damit das Kippmoment um die Vorderachse vermindert. Der äußerste Auslegerabschnitt ist beispielsweise aus drei Teil-Auslegerabschnitten aus Faserverbundmaterial aufgebaut.
Aus der DD 95 449 A5 ist ein teleskopierbarer Kranausleger in Rahmenbauweise bekannt. Der Ausleger weist zwei nebeneinander angeordnete Teil-Ausleger auf, die über die biegesteifen Träger miteinander verbunden sind.
Aus der US 2010/0 005 734 A1 ist ein teleskopierbarer Mast zur Befestigung von Gegenständen, wie beispielsweise einer Antenne bekannt. Der Mast weist drei Teil-Masten auf, die durch Basisplatten fest miteinander verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mobil-Teleskopkran zu schaffen, der auf einfache Weise eine Steigerung der Traglast ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Mobil-Teleskopkran mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Indem der Ausleger aus mindestens drei im Abstand voneinander angeordneten und biegesteif miteinander verbundenen Teil-Auslegern aufgebaut ist, wird das Flächenträgheitsmoment des Auslegers deutlich erhöht. Das Flächenträgheitsmoment, das ein Maß für die Biegesteifigkeit ist, ergibt sich nach dem Satz von Steiner aus den Eigenanteilen der Teil-Ausleger sowie deren Steineranteilen. Durch die biegesteifen Verbindungselemente, die die Teil-Auslegerabschnitte der Teil-Ausleger zu Auslegerabschnitten verbinden, ist der Ausleger äußerst biegesteif, so dass die Querschnittsfläche bei Belastung des Auslegers im Wesentlichen eben bleibt, wodurch die Steineranteile bei der Berechnung des Flächenträgheitsmoments im Wesentlichen mit ihren theoretischen Werten, ggf. durch Abminderungsfaktoren reduziert, angesetzt werden können.
Durch die mindestens drei Teil-Ausleger wird eine hohe Steifigkeit des Auslegers sowohl gegenüber senkrecht zu der Wippebene als auch in der Wippebene wirkenden Biegekräften gewährleistet. Weist der Ausleger genau drei Teil-Ausleger auf, so können diese dreieckförmig angeordnet werden, wobei über die Breite und Höhe des Auslegers die Steifigkeit gegenüber senkrecht zu der Wippebene und in der Wippebene wirkenden Biegekräften einstellbar ist. Entsprechendes gilt, wenn der Ausleger mindestens vier, insbesondere genau vier Teil-Ausleger aufweist.
Da der Ausleger im Bereich der mindestens zwei oberen Teil-Ausleger an dem Oberwagen angelenkt ist, können Zugbelastungen, die bei in der Wippebene wirkenden Biegekräften auf die mindestens zwei oberen Teil-Ausleger wirken, vergleichsweise einfach aufgenommen und über die Anlenkung in den Oberwagen abgeleitet werden. Hierdurch wird eine hohe Tragfähigkeit des Auslegers gewährleistet.
Aufgrund der deutlichen Steigerung des Flächenträgheitsmoments bzw. der Flächenträgheitsmomente kann der erfindungsgemäße Ausleger vollkommen anders dimensioniert werden als herkömmliche Ausleger, so dass im Vergleich zu einem herkömmlichen Ausleger mit Abspannstützen eine entsprechende Steigerung der Traglast mit einem geringeren Zusatzgewicht erzielbar ist. Indem die Teil-Ausleger aus in der Längsrichtung teleskopierbaren Teil-Auslegerabschnitten aufgebaut sind, kann der Ausleger mit geringem Aufwand von einer Transportstellung in eine Betriebsstellung gebracht werden. Durch das geringere Zusatzgewicht kann der erfindungsgemäße Mobil-Teleskopkran – innerhalb einer gewissen Traglastklasse – mit dem vollständigen Ausleger im öffentlichen Straßenverkehr zu der Baustelle fahren, so dass im Gegensatz zu einem Ausleger mit Abspannstützen kein separater Transport und keine aufwändige Montage erforderlich ist. Der erfindungsgemäße Mobil-Teleskopkran ermöglicht somit auf einfache Weise eine Steigerung der Traglast.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Ausleger derart dimensioniert werden, dass im Vergleich zu einem herkömmlichen Ausleger mit Abspannstützen nochmals eine erhebliche Steigerung der Traglast erzielbar ist. In diesem Fall hat auch der erfindungsgemäße Ausleger ein erhebliches Gewicht, so dass der Mobil-Teleskopkran mit dem erfindungsgemäßen Ausleger gegebenenfalls nicht mehr uneingeschränkt am öffentlichen Straßenverkehr teilnehmen kann. Einzelne Teil-Ausleger bzw. eine Gruppe von Teil-Auslegern oder der gesamte Ausleger müssen dann separat zu der Baustelle transportiert und dort montiert werden. Bei der beschriebenen Dimensionierung des erfindungsgemäßen Auslegers liegt der Vorteil somit in der Steigerung der Traglast.
Durch die Anzahl der Teil-Ausleger sowie deren Anordnung und Abstand zueinander und deren Querschnittsform sind eine Vielzahl von Optimierungsparametern gegeben, so dass der erfindungsgemäße Ausleger hinsichtlich seiner Biegesteifigkeit senkrecht zu und/oder parallel zu der Wippebene und/oder hinsichtlich des Gewichtes optimierbar ist. Je nachdem, in welcher Traglastklasse sich der erfindungsgemäße Mobil-Teleskopkran befinden soll, kann der erfindungsgemäße Ausleger in Bezug auf sein Gewicht und/oder in Bezug auf seine Biegesteifigkeit bzw. Traglast optimiert werden. Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Mobil-Teleskopkran einen Ausleger mit mindestens drei, insbesondere mindestens vier, und insbesondere mindestens fünf Auslegerabschnitten bzw. jeweiligen Teil-Auslegerabschnitten auf.
Der Ausleger weist senkrecht zu der Wippebene eine durch die mindestens drei Teil-Ausleger erzeugte Querschnittsfläche A_A auf. Jeder der Teil-Ausleger weist senkrecht zu der Wippebene eine Teil-Querschnittsfläche A₁ bis A_n auf, wobei n die Anzahl der Teil-Ausleger definiert. Für das Verhältnis von der Querschnittsfläche A_A zu einer Summe A_S der Teil-Querschnittsflächen A₁ bis A_n gilt: A_A/A_S > 1, insbesondere A_A/A_S ≥ 1,5, insbesondere A_A/A_S ≥ 2, und insbesondere A_A/A_S ≥ 2,5. Hierdurch wird eine hohe Steifigkeit des Ausleger gegenüber Biegebelastungen gewährleistet. Die jeweilige Teil-Querschnittsfläche umfasst die Material-Querschnittsfläche sowie die von dem Material des Teil-Auslegers begrenzte Hohlraum-Querschnittsfläche.
Der Ausleger weist ferner senkrecht zu der Wippebene eine maximale Breite B_A und jeder der Teil-Ausleger eine maximale Breite B_i auf, für deren Verhältnis jeweils gilt: B_A/B_i ≥ 1,5, insbesondere B_A/B_i ≥ 2, und insbesondere B_A/B_i ≥ 2,5. Es gilt: i = 1 bis n. Hierdurch weist der Mobil-Teleskopkran eine hohe Steifigkeit gegenüber senkrecht zur Wippebene wirkenden Biegekräften auf. Die Breite B_A ist die maximale Breite des Auslegers bzw. des jeweiligen Auslegerabschnitts.
Weiterhin weist der Ausleger parallel zu der Wippebene eine maximale Höhe H_A und jeder der Teil-Ausleger eine maximale Höhe H_i auf, für deren Verhältnis jeweils gilt: H_A/H_i ≥ 1,2, insbesondere H_A/H_i ≥ 1,5, insbesondere H_A/H_i ≥ 2, und insbesondere H_A/H_i ≥ 2,5. Es gilt: i = 1 bis n. Hierdurch weist der Mobil-Teleskopkran eine hohe Steifigkeit gegenüber in der Wippebene wirkenden Biegekräften auf. Die Höhe H_A ist die maximale Höhe des Auslegers bzw. des jeweiligen Auslegerabschnitts.
Die Teil-Ausleger sind vorzugsweise symmetrisch zu der Wippebene angeordnet, sodass ein gleiches Steifigkeitsverhalten des Auslegers in positiver und negativer seitlicher Richtung gewährleistet ist.
Vorzugsweise begrenzen die Teil-Ausleger einen Seilführungskanal, sodass eine einfache und platzsparende Seilführung ermöglicht wird. Das entlang des Auslegers geführte Tragseil ist in dem Seilführungskanal angeordnet, sodass das Tragseil von einem freien Ende des Auslegers zu einer am Oberwagen angeordneten Seilwinde in dem Seilführungskanal geführt ist.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 2 gewährleistet auf einfache Weise die Anlenkung des Auslegers an dem Oberwagen. Hierdurch wird eine hohe Tragfähigkeit des Auslegers erzielt.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 3 gewährleistet durch die mechanische Verriegelung jeweils benachbarter Auslegerabschnitte in der ausgefahrenen Betriebsstellung des Auslegers eine hohe Steifigkeit, da die aus den Teil-Auslegerabschnitten aufgebauten Teil-Ausleger durch die Verriegelung äußerst biegesteif sind. Vorzugsweise sind jeweils benachbarte Teil-Auslegerabschnitte jedes Teil-Auslegers zueinander mechanisch verriegelbar. Die Verriegelung erfolgt beispielsweise mittels Verriegelungsbolzen, die hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch betätigbar sind. Alternativ kann die Verriegelung mittels eines bajonettartigen Verriegelungsmechanismus erfolgen. Vorzugsweise sind jeweils benachbarte Teil-Auslegerabschnitte aller Teil-Ausleger in Längsrichtung zueinander mechanisch verriegelbar, sodass die Querschnittsfläche bei Belastung des Auslegers eben bleibt und die Steineranteile bei der Berechnung des Flächenträgheitsmoments annähernd mit ihren theoretischen Werten angesetzt werden können. Hierdurch wird eine hohe bzw. optimale Steifigkeit des Auslegers erzielt.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 4 gewährleistet auf einfache und zuverlässige Weise eine Verriegelung benachbarter Auslegerabschnitte. Die mechanische Verriegelung benachbarter Teil-Auslegerabschnitte bzw. Auslegerabschnitte erfolgt durch mindestens einen Verriegelungsbolzen, der zur Verriegelung durch zugehörige Verriegelungsbohrungen benachbarter Teil-Auslegerabschnitte geführt wird. Beispielsweise sind genau zwei Verriegelungsbolzen vorgesehen, die einander gegenüberliegend angeordnet und in entgegengesetzten Richtungen betätigbar sind. Alternativ ist eine Anordnung von genau zwei Verriegelungsbolzen derart möglich, dass diese einen Winkel miteinander einschließen, der ungleich 180° ist, insbesondere der kleiner als 180° ist. Vorzugsweise schließt jeder der Verriegelungsbolzen zusätzlich relativ zu einer parallel zu der Wippebene verlaufenden Ebene einen Winkel ein, der kleiner als 90° ist. Die Verriegelungsbolzen sind vorzugsweise symmetrisch zu dieser Ebene angeordnet, sodass diese dachförmig angeordnet sind. Durch eine derartig geneigte Anordnung der Verriegelungsbolzen wird eine bessere Krafteinleitung in die mindestens zwei oberen Teil-Ausleger erzielt. Vorzugsweise sind die Verriegelungsbolzen der mindestens zwei oberen Teil-Ausleger zumindest teilweise geneigt zueinander angeordnet, wohingegen die Verriegelungsbolzen des mindestens einen unteren Teil-Auslegers gegenüberliegend angeordnet sind.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 5 gewährleistet eine Optimierung der Steifigkeit des Auslegers im Verhältnis zu dessen Gewicht. Vorzugsweise sind die mindestens drei Teil-Ausleger dreieck- oder viereckförmig angeordnet.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 6 gewährleistet eine Teleskopierbarkeit der Teil-Ausleger. Dadurch, dass in Längsrichtung benachbarte Teil-Auslegerabschnitte jeweils ineinander teleskopierbar sind bzw. teleskopierbar geführt sind, wird auf einfache Weise eine Teleskopierbarkeit der Auslegerabschnitte in Verbindung mit einer hohen Steifigkeit des Auslegers erzielt.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 7 gewährleistet eine hohe Steifigkeit gegenüber senkrecht zu der Wippebene wirkenden Biegekräften. Würden die mindestens zwei Teil-Ausleger mit dem größten Abstand zu der Wippebene an einer dem Unterwagen zugewandten Unterseite des Auslegers angeordnet sein, sodass die Breite des Auslegers ausgehend von dessen Unterseite zu dessen Oberseite hin abnehmen würde, so würden die mindestens zwei unteren Teil-Ausleger sowohl aufgrund von in der Wippebene wirkenden Biegekräften als auch aufgrund von senkrecht zu der Wippebene wirkenden Biegekräften auf Druck belastet werden. Ein derartiger Aufbau des Auslegers würde aufgrund der zweifachen Druckbelastung gemäß den Eulerschen Knickfällen zu einer unerwünschten Traglastbeschränkung des Auslegers bzw. des Mobil-Teleskopkrans führen. Um dies zu vermeiden, werden die mindestens zwei Teil-Ausleger mit dem größten Abstand zu der Wippebene an der dem Unterwagen abgewandten Oberseite des Auslegers angeordnet, sodass in der Wippebene wirkende Biegekräfte im Wesentlichen zu einer Zugbelastung der mindestens zwei oberen Teil-Ausleger führen, wohingegen senkrecht zu der Wippebene wirkende Biegekräfte zu einer Druckbelastung eines der oberen Teil-Ausleger führen. Die Druckbelastung auf die am weitesten zu der Wippebene beabstandeten Teil-Ausleger kann somit deutlich reduziert werden. Das Flächenträgheitsmoment wird also einerseits in erfindungsgemäßer Weise erhöht, jedoch andererseits eine zweifache Druckbelastung vermieden. Durch die in Richtung zur Oberseite zunehmende Breite wird also eine optimale Biegesteifigkeit des Auslegers hinsichtlich senkrecht zu der Wippebene wirkender Biegekräfte erzielt. Da der Bauraum in der Transportstellung des Auslegers an der Oberseite im Wesentlichen nicht beschränkt ist, kann die Breite des Auslegers an der Oberseite in weiten Bereichen je nach Bedarf dimensioniert werden. Bei genau drei Teil-Auslegern ist ein dem Unterwagen zugewandter, unterer Teil-Ausleger in der Wippebene angeordnet und zwei dem Unterwagen abgewandte, obere Teil-Ausleger beabstandet zu der Wippebene angeordnet, sodass die Breite des Auslegers ausgehend von dem unteren Teil-Ausleger bzw. der Unterseite zu den oberen Teil-Auslegern bzw. der Oberseite hin zunimmt. Weist der Ausleger genau vier Teil-Ausleger auf, so sind diese beispielsweise trapezförmig angeordnet, sodass die Breite des Auslegers ausgehend von zwei dem Unterwagen zugewandten, unteren Teil-Auslegern zu zwei dem Unterwagen abgewandten, oberen Teil-Auslegern zunimmt. Die unteren Teil-Ausleger weisen somit einen geringeren Abstand zur Wippebene auf, als die oberen Teil-Ausleger. Da die Druckbelastung aufgrund senkrecht zu der Wippebene wirkender Biegekräfte mit dem Abstand zu der Wippebene abnimmt, wird auch bei einem Ausleger mit trapezförmig angeordneten Teil-Auslegern die Biegesteifigkeit hinsichtlich senkrecht zu der Wippebene wirkenden Biegekräften optimiert.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 8 weist einen verhältnismäßig steifen und einfach aufgebauten Ausleger auf. Vorzugsweise weist der untere Teil-Ausleger eine im Vergleich zu den oberen Teil-Auslegern größere Teil-Querschnittsfläche auf. Hierdurch kann der in der Wippebene angeordnete Teil-Ausleger aufgrund seiner Teil-Querschnittsfläche A₁ hohe in der Wippebene wirkende Biegekräfte aufnehmen. Die Biegesteifigkeit des Auslegers ist somit entsprechend hoch. Für das Verhältnis der Teil-Querschnittsfläche A₁ zu der Teil-Querschnittsfläche A₂ bzw. A₃ der weiteren Teil-Ausleger gilt: A₁/A_i > 1, insbesondere A₁/A_i ≥ 1,5, und insbesondere A₁/A_i ≥ 2 mit i = 2 und 3. Vorzugsweise gilt A₂ = A₃. Zusätzlich kann der untere Teil-Ausleger entsprechend herkömmlichen Auslegern als Aufnahmeraum für den Hydraulikzylinder zum Teleskopieren des Auslegers dienen. Der untere Teil-Ausleger weist vorzugsweise zumindest abschnittsweise einen Querschnitt auf, der aus der Gruppe kreisförmig und oval ausgewählt ist. Hierdurch wird die Druckbelastbarkeit des unteren Teil-Auslegers im Vergleich zu herkömmlichen Auslegern mit einem im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt erheblich verbessert. Zudem kann durch den Querschnitt des unteren Teil-Auslegers das Gewicht des Auslegers optimiert werden. Vorzugsweise weist der untere Teil-Ausleger über die gesamte Teil-Querschnittsfläche einen kreisförmigen oder ovalen Querschnitt auf. Der Querschnitt kann jedoch, beispielsweise aus fertigungstechnischen oder funktionalen Gründen, abschnittsweise von einer kreisförmigen oder ovalen Querschnittsform abweichen. Beispielsweise kann der jeweilige Querschnitt abschnittsweise abgeflacht sein. Weist der untere Teil-Ausleger einen ovalen Querschnitt auf, so gilt für eine maximale Breite B₁ senkrecht zu der Wippebene und eine maximale Höhe H₁ in der Wippebene H₁/B₁ > 1, insbesondere H₁/B₁ ≥ 1,2, und insbesondere H₁/B₁ ≥ 1,5. Vorzugsweise überlappt der untere Teil-Ausleger in Richtung der Wippebene mit den oberen Teil-Auslegern.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 9 weist einen verhältnismäßig steifen und einfach aufgebauten Ausleger auf. Vorzugsweise sind die Teil-Ausleger rechteckförmig, trapezförmig, rautenförmig oder in Form eines Drachenvierecks zueinander angeordnet.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 10 gewährleistet eine hohe Biegesteifigkeit gegenüber in der Wippebene wirkenden Biegekräften. Der mindestens eine untere Teil-Ausleger kann aufgrund seiner Teil-Querschnittsfläche hohe in der Wippebene wirkende Biegekräfte aufnehmen. Die Biegesteifigkeit des Auslegers ist somit entsprechend hoch. Die Teil-Querschnittsfläche des mindestens einen unteren Teil-Auslegers entspricht jeweils mindestens der eineinhalbfachen, und mindestens der zweifachen Teil-Querschnittsfläche der oberen Teil-Ausleger. Vorzugsweise weisen die oberen Teil-Ausleger gleiche Teil-Querschnittsflächen auf. Zusätzlich kann der mindestens eine untere Teil-Ausleger als Aufnahmeraum für einen Hydraulikzylinder zum Teleskopieren des Auslegers dienen.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 11 ermöglicht ein einfaches und platzsparendes Teleskopieren des Auslegers.
Ein Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 12 ermöglicht auf einfache Weise ein Verschwenken des Auslegers in der Wippebene.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Mobil-Teleskopkrans gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem teleskopierbaren Ausleger aus drei Teil-Auslegern, der sich in einer Transportstellung befindet,
2 eine vergrößerte Darstellung der Anlenkung des Auslegers in 1,
3 eine perspektivische Ansicht des Mobil-Teleskopkrans in 1 mit dem sich in einer ausgefahrenen Betriebsstellung befindlichen Ausleger,
4 einen Querschnitt durch den Ausleger in 3 im Bereich vor einem Verbindungselement,
5 einen Querschnitt durch den ausgefahrenen Ausleger in 3 im Bereich eines ersten Auslegerabschnitts zur Veranschaulichung der Anordnung der Teil-Ausleger,
6 eine perspektivische Teilansicht eines Mobil-Teleskopkrans gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem aus drei Teil-Auslegern aufgebauten Ausleger, der sich in einer Transportstellung befindet,
7 eine perspektivische Ansicht des Mobil-Teleskopkrans in 6 mit dem sich in einer ausgefahrenen Betriebsstellung befindlichen Ausleger,
8 eine Seitenansicht des Mobil-Teleskopkrans in 7,
9 einen Querschnitt durch den Ausleger in 8 entlang der Schnittlinie IX-IX,
10 einen Querschnitt durch den Ausleger in 8 entlang der Schnittlinie X-X,
11 eine perspektivische Ansicht eines Mobil-Teleskopkrans gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit einem teleskopierbaren Ausleger aus vier Teil-Auslegern, der sich in einer Transportstellung befindet,
12 eine perspektivische Ansicht des Mobil-Teleskopkrans in 11 mit dem sich in einer ausgefahrenen Betriebsstellung befindlichen Ausleger,
13 eine Seitenansicht des Mobil-Teleskopkrans in 12,
14 einen Querschnitt durch den Ausleger entlang der Schnittlinie XIV-XIV in 13, und
15 einen Querschnitt durch den Ausleger entlang der Schnittlinie XV-XV in 13.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein Mobil-Teleskopkran 1 weist einen fahrbaren Unterwagen 2 auf, an dem ein Oberwagen 3 mit einem Gegengewicht 4 angeordnet sind. Der Unterwagen 2 ist in üblicher Weise für einen Fahrbetrieb auf öffentlichen Straßen ausgebildet. Hierzu weist der Unterwagen 2 ein Grundgestell 5 auf, an dem mehrere Achsen 6 mit daran angeordneten Rädern 7 gelagert sind, die in üblicher Weise antreibbar und lenkbar sind. Der Oberwagen 3 sowie das daran angeordnete Gegengewicht 4 sind um eine senkrecht zu dem Grundgestell 5 verlaufene Drehachse 8 drehbar an dem Unterwagen 2 gelagert.
Auf dem Oberwagen 3 ist ein Ausleger 9 angeordnet, der mittels eines Hydraulikzylinders 10 in einer Wippebene W verschwenkbar und in einer Längsrichtung L teleskopierbar ist. Der Ausleger 9 weist hierzu drei Auslegerabschnitte 11 bis 13 auf, die mittels eines Hydraulikzylinders 14 ein- und austeleskopierbar sind und so von einer eingefahrenen Transportstellung in eine ausgefahrene Betriebsstellung überführbar sind. Der erste Auslegerabschnitt 11 ist endseitig um eine horizontale Schwenkachse 15 verschwenkbar an dem Oberwagen 3 angelenkt. Das Verschwenken des Auslegers 9 in der Wippebene W erfolgt mittels des Hydraulikzylinders 10, der ausgehend von dem Oberwagen 3 beabstandet zu der Schwenkachse 15 an dem Auslegerabschnitt 11 angelenkt ist.
Der Ausleger 9 weist drei Teil-Ausleger 16, 17, 18 auf, die jeweils teleskopierbar aus drei Teil-Auslegerabschnitten 19 bis 21, 22 bis 24 und 25 bis 27 aufgebaut sind. Der Hydraulikzylinder 14 ist innerhalb eines Aufnahmeraums des Teil-Auslegers 16 angeordnet, der zur Ausbildung des Aufnahmeraums als Hohlzylinders ausgebildet ist. Die Teil-Ausleger 16 bis 18 sind quer zu der Längsrichtung L im Abstand voneinander angeordnet und durch vier biegesteife Verbindungselemente 28 bis 31 miteinander verbunden. Die Verbindungselemente 28 und 29 sind jeweils endseitig an den Teil-Auslegerabschnitten 19, 22 und 25 angeordnet und bilden mit diesen den ersten Auslegerabschnitt 11. Das Verbindungselement 30 ist wiederum an dem dem ersten Auslegerabschnitt 11 abgewandten Ende der Teil-Auslegerabschnitte 20, 23 und 26 angeordnet und bildet mit diesen den zweiten Auslegerabschnitt 12. Entsprechend ist das Verbindungselement 31 an einem dem zweiten Auslegerabschnitt 12 abgewandten Ende der Teil-Auslegerabschnitte 21, 24 und 27 angeordnet und bildet mit diesen den dritten Auslegerabschnitt 13.
Die Anlenkung des Auslegers 9 an dem Oberwagen 3 erfolgt mittels zwei Anlenkelementen 57, die im Bereich der oberen Teil-Ausleger 17, 18 an dem Verbindungselement 28 befestigt sind und durch eine Bolzenverbindung 58 an dem Oberwagen 3 zur Ausbildung der Schwenkachse 15 angelenkt sind.
Der Ausleger 9 ist symmetrisch zu der Wippebene W aufgebaut und weist eine als Schwerlinie bezeichnete und in der Wippebene W liegende Ausleger-Mittellängsachse 32 auf. Die Teil-Ausleger 16 bis 18 weisen entsprechend zugehörige Teil-Ausleger-Mittellängsachsen 33 bis 35 auf, die polygonförmig bzw. dreieckförmig und symmetrisch zu der Wippebene W angeordnet sind. Die Mittellängsachsen 32 und 33 liegen in der Wippebene W und weisen senkrecht zu der Wippebene W einen Abstand b₁ = 0 und parallel zu der Wippebene W einen Abstand h₁ voneinander auf. Demgegenüber weisen die Mittellängsachsen 34 und 35 gleiche Abstände b₂ und b₃ senkrecht von der Wippebene W auf. Weiterhin weisen die Mittellängsachsen 34, 35 zu der Mittellängsachse 32 einen Abstand h₂ und h₃ parallel zu der Wippebene W auf.
Der in der Wippebene W angeordnete und dem Unterwagen 2 zugewandte, untere Teil-Ausleger 16 bildet somit eine Unterseite des Auslegers 9, wohingegen die beabstandet zu der Wippebene W angeordneten und dem Unterwagen 2 abgewandten, oberen Teil-Ausleger 17, 18 eine Oberseite des Auslegers 9 bilden. Der Ausleger 9 weist senkrecht zu der Wippebene W eine Breite B auf, die ausgehend von dem unteren Teil-Ausleger 16 in Richtung der oberen Teil-Ausleger 17, 18 bis zu einer maximalen Breite B_A zunimmt. Dies ist in 5 veranschaulicht.
Die Teil-Auslegerabschnitte 19 bis 27 sind als Hohlzylinder ausgebildet und weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. 5 veranschaulicht die Querschnittsform der Teil-Auslegerabschnitte 19, 22 und 25 des ersten Auslegerabschnitts 11 sowie die Lage dieser Teil-Auslegerabschnitte 19, 22, 25 relativ zueinander und zu der Wippebene W. Der Teil-Auslegerabschnitt 19 weist einen Außenradius R₁ auf, der größer als der jeweilige Außenradius R₂ und R₃ der Teil-Auslegerabschnitte 22 und 25 ist. Der Teil-Auslegerabschnitt 19 weist somit parallel zu der Wippebene W eine Höhe H₁ = 2·R₁ und senkrecht zu der Wippebene W eine Breite B₁ = 2·R₁ auf. Entsprechend weisen die Teil-Auslegerabschnitte 22 und 25 zugehörige Höhen H₂ = 2·R₂ und H₃ = 2·R₃ sowie zugehörige Breiten B₂ = 2·R₂ und B₃ = 2·R₃ auf. Der Ausleger 9 weist somit im Bereich des Auslegerabschnitts 11 eine Höhe bzw. eine maximale Höhe H_A auf, die sich aus der Summe von R₁, R₂, h₁ und h₂ ergibt. Weiterhin weist der Ausleger 9 im Bereich des Auslegerabschnitts 11 eine Breite bzw. eine maximale Breite B_A auf, die sich aus der Summe von R₂, R₃, b₂ und b₃ ergibt. Entsprechendes ergibt sich für die Auslegerabschnitte 12 und 13, wobei die Außenradien R₁ bis R₃ aufgrund der Teleskopierbarkeit des Auslegers 9 entsprechend kleiner sind. Zum Teleskopieren des Auslegers 9 sind jeweils in Längsrichtung L benachbarte Teil-Auslegerabschnitte 19 bis 27 jedes Teil-Auslegers 16, 17, 18 ineinander verschiebbar geführt.
Für das Verhältnis der Breite B_A zu jeder der Breiten B_i mit i = 1 bis 3 gilt: B_A/B_i ≥ 1,5, insbesondere B_A/B_i ≥ 2, und insbesondere B_A/B_i ≥ 2,5. Weiterhin gilt für das Verhältnis der Höhe H_A zu jeder der Höhen H_i mit i = 1 bis 3: H_A/H_i ≥ 1,2, insbesondere H_A/H_i ≥ 1,5, insbesondere H_A/H_i ≥ 2, und insbesondere H_A/H_i ≥ 2,5. Entsprechendes gilt für die Auslegerabschnitte 12 und 13.
Die Auslegerabschnitte 19, 22 und 25 weisen senkrecht zu der Wippebene W Teil-Querschnittsflächen A₁, A₂ und A₃ auf, die sich jeweils aus der Kreisfläche mit dem zugehörigen Außenradius R₁, R₂ und R₃ ergeben. Die Teil-Querschnittsflächen A_i umfassen somit jeweils die zugehörigen Material-Querschnittsflächen A_Mi sowie die von dem Material begrenzten Hohlraum-Querschnittsflächen A_Hi, wobei i = 1 bis 3 gilt. Durch die beabstandete Anordnung der Teil-Ausleger 16, 17 und 18 bzw. der Teil-Auslegerabschnitte 19, 22 und 25 weist der Ausleger 9 im Bereich des Auslegerabschnitts 11 eine Querschnittsfläche A_A auf, die größer als eine Summe A_S der Teil-Querschnittsflächen A₁ bis A₃ ist. Die Querschnittsfläche A_A ist in 5 durch die gepunkteten Linien veranschaulicht, die jeweils tangential zwischen benachbarten Teil-Auslegerabschnitten 19, 22, 25 verlaufen. Die gepunkteten Linien bilden zusammen mit den Teil-Auslegerabschnitten 19, 22, 25 eine Umfangslinie des Auslegerabschnitts 11. Die Umfangslinie begrenzt die Querschnittsfläche A_A. Bildlich gesprochen ergibt sich die Querschnittsfläche A_A, indem ein die Umfangslinie bildendes Seil um die Teil-Auslegerabschnitte 19, 22, 25 straff gespannt wird. Entsprechendes gilt für die Auslegerabschnitte 12, 13.
Für das Verhältnis der Querschnittsfläche A_A zu der Summe A_S der Teil-Querschnittsflächen A₁ bis A₃ gilt: A_A/A_S > 1, insbesondere A_A/A_S ≥ 1,5, insbesondere A_A/A_S ≥ 2, insbesondere A_A/A_S ≥ 2,5, insbesondere A_A/A_S ≥ 3, und insbesondere A_A/A_S ≥ 4. Entsprechendes gilt für die Auslegerabschnitte 12 und 13, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Teil-Auslegerabschnitte 20, 23, 26 bzw. 21, 24, 27 aufgrund der Teleskopierbarkeit entsprechend geringere Radien R₁, R₂ und R₃ aufweisen.
Durch diesen Aufbau weist der Ausleger 9 im Vergleich zu herkömmlichen Auslegern ein höheres Flächenträgheitsmoment I_z,ges bzw. I_y,ges in Bezug auf senkrecht zu der Wippebene W und in der Wippebene W wirkende Biegekräfte auf. Das Flächenträgheitsmoment I_z,ges bezüglich senkrecht zu der Wippebene W wirkenden Biegekräften, also bei einer Biegung um die z-Achse, ergibt sich zu:
wobei

i: ein Laufindex für die Teil-Ausleger ist,
I_z,i: der Eigenanteil des Teil-Auslegers i ist,
b_i: der Abstand der Schwerlinie bzw. Mittellängsachse des Teil-Auslegers i von der Schwerlinie bzw. Mittellängsachse des Auslegers in y-Richtung ist,
A_Mi: die Material-Querschnittsfläche des Teil-Auslegers i ist,
b_i ²·A_Mi: der Steineranteil des Teil-Auslegers i ist und
n: die Anzahl der Teil-Ausleger ist.

Für die Gleichung (1) gilt zudem n = 3 und b₁ = 0. Gleichung (1) beschreibt das erzielbare Flächenträgheitsmoment I_z,ges bei einem ideal biegesteifen Ausleger 9. Bei der praktischen Dimensionierung des Auslegers 9 ist ein Abminderungsfaktor α bei den Steineranteilen zu berücksichtigen, der von der Anzahl der Verbindungselemente 28 bis 31 sowie deren Biegesteifigkeitsgrad abhängt.
Entsprechend ergibt sich das Flächenträgheitsmoment I_y,ges bezüglich parallel zu der Wippebene W wirkenden Biegekräften, also bei einer Biegung um die y-Achse, zu:
wobei

i: ein Laufindex für die Teil-Ausleger ist,
I_y,i: der Eigenanteil des Teil-Auslegers i ist,
h_i: der Abstand der Schwerlinie bzw. Mittellängsachse des Teil-Auslegers i von der Schwerlinie bzw. Mittellängsachse des Auslegers in z-Richtung ist,
A_Mi: die Material-Querschnittsfläche des Teil-Auslegers i ist,
h_i ²·A_Mi: der Steineranteil des Teil-Auslegers i ist und
n: die Anzahl der Teil-Ausleger ist.

Entsprechend zu Gleichung (1) ist bei Gleichung (2) bei den Steineranteilen ein Abminderungsfaktor β zu berücksichtigen.
Die Flächenträgheitsmomente stellen ein Maß für die Steifigkeit des Auslegers 9 gegenüber den jeweiligen Biegekräften dar. Aufgrund der Steineranteile werden die Flächenträgheitsmomente gegenüber herkömmlichen Auslegern erheblich erhöht.
Die Verbindungselemente 28 bis 31 sind im Wesentlichen als dreieckförmige Platten ausgebildet und weisen jeweils zwei Durchführungsöffnungen 36, 37 für die Teil-Auslegerabschnitte 22 bis 27 der Teil-Ausleger 17 und 18 auf. Ferner weisen die Verbindungselemente 28 bis 31 jeweils eine rechteckförmige Durchführungsöffnung 38 für die Teil-Auslegerabschnitte 19 bis 21 des Teil-Auslegers 16 auf, die ungefähr bis zu den Mittellängsachsen 34, 35 reicht. Die Durchführungsöffnungen 38 bilden somit in den Verbindungselementen 28 bis 31 einen Seilführungskanal 39 zur Führung eines Tragseils 52 aus. Das Tragseil 52 ist in üblicher Weise von dem freien Ende des Auslegers 9 zu einer am Oberwagen 3 angeordneten Seilwinde 53 geführt. Das Tragseil 52 ist am freien Ende des Auslegers 9 über zwei Umlenkrollen 54, 55 geführt, die mittels eines Traggestells 56 an dem freien Ende des Auslegers 9 drehbar gelagert sind.
Zur Verriegelung des Teil-Auslegers 16 sind Verriegelungseinheiten 42 vorgesehen. Die Verriegelungseinheiten 42 sind in die Teil-Auslegerabschnitte 19 bis 21 und die zugehörigen Verbindungselemente 29 und 30 integriert. 4 zeigt beispielsweise die zu den Teil-Auslegerabschnitten 19, 20 und zu dem Verbindungselement 29 zugehörige Verriegelungseinheit 42. Die Verriegelungseinheit 42 weist zwei gegenüberliegend angeordnete und in die Durchführungsöffnung 38 mündende Verriegelungsbohrungen 43 auf, die senkrecht zu der Wippebene W verlaufen. Durch zugehörige Verriegelungsbolzen 44, die durch Verriegelungsbohrungen 45, 46 der Teil-Auslegerabschnitte 19, 20 und die Verriegelungsbohrungen 43 führbar sind, ist eine Ver- bzw. Entriegelung möglich. Die Verriegelungsbohrungen 46 sind jeweils in dem inneren Teil-Auslegerabschnitt 20 bzw. 21 ausgebildet, so dass im verriegelten Zustand die benachbarten Teil-Auslegerabschnitte 19 und 20 bzw. 20 und 21 in der Längsrichtung L verriegelt sind. Die Verriegelungsbolzen 44 sind beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch betätigbar.
Zur Verriegelung in der Längsrichtung L sind weiterhin Verriegelungseinheiten 47 und 48 vorgesehen, die im Bereich der Verbindungselemente 29 und 30 angeordnet sind. Die Verriegelungseinheiten 47 und 48 sind unmittelbar an dem jeweils zugehörigen Verbindungselement 29 bzw. 30 gelagert bzw. befestigt. Die Verriegelungseinheiten 47, 48 weisen jeweils Verriegelungsbohrungen 49, 50 auf, die in den benachbarten Teil-Auslegerabschnitten 22 und 23, 23 und 24, 25 und 26 sowie 26 und 27 ausgebildet sind. Durch die Verriegelungsbohrungen 49, 50 ist jeweils ein Verriegelungsbolzen 51 führbar, sodass die gewünschte mechanische Verriegelung der Auslegerabschnitte 11 und 12 sowie 12 und 13 erzielbar ist. Alternativ können entsprechend zu den Verriegelungseinheiten 42 zwei Verriegelungsbolzen 51 vorgesehen sein, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und in jeweils zugehörige Verriegelungsbohrungen 49, 50 verlagerbar sind. Die Verriegelungsbolzen 51 sind beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch betätigbar.
Die 1 und 2 zeigen den Mobil-Teleskopkran 1 in dem für den Fahrbetrieb vorgesehenen Zustand. Der Ausleger 9 befindet sich in einer vollständig eingefahrenen Transportstellung. Die Verriegelungseinheiten 42, 47 und 48 sind entriegelt und die Auslegerabschnitte 11 bis 13 einteleskopiert.
3 zeigt den Mobil-Teleskopkran 1 in einer Betriebsstellung mit dem vollständig aufgerichteten und austeleskopierten Ausleger 9. Der Ausleger 9 ist mittels des Hydraulikzylinders 10 in der Wippebene W aufgerichtet und mittels des Hydraulikzylinders 14 austeleskopiert. In diesem Zustand sind die zu den Verbindungselementen 29 und 30 gehörigen Verriegelungseinheiten 42, 47 und 48 verriegelt, so dass der Ausleger 9 eine hohe Steifigkeit aufweist. 4 zeigt einen Querschnitt durch die zu dem Verbindungselement 29 benachbarten Verriegelungseinheiten 47, 48.
Der erfindungsgemäße Ausleger 9 weist aufgrund der hohen Flächenträgheitsmomente eine hohe Steifigkeit gegenüber Biegekräften senkrecht und parallel zu der Wippebene W auf. Hierdurch kann im Verhältnis zu dem Gewicht des Auslegers 9 eine erhebliche Traglaststeigung erzielt werden. Insbesondere weist der Ausleger 9 auch ohne Gewichtszunahme gegenüber herkömmlichen Auslegern bzw. bei einer nur geringen Gewichtszunahme eine deutliche Traglaststeigerung auf, die ungefähr der eines herkömmlichen Auslegers mit Abspannstützen entspricht. Jedoch ist gegenüber einem herkömmlichen Ausleger mit Abspannstützen kein separater Transport und keine aufwändige Montage erforderlich.
Nachfolgend ist anhand der 6 bis 10 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen weist der Mobil-Teleskopkran 1a einen Ausleger 9a mit drei Teil-Auslegern 16a, 17a und 18a auf, wobei der in der Wippebene W angeordnete Teil-Ausleger 16a einen ovalen Querschnitt aufweist. Die Verbindungselemente 28a bis 31a weisen dementsprechend ovale Durchführungsöffnungen 38a auf. Zur Führung des Tragseils 52 ist oberhalb des Teil-Auslegers 16a der Seilführungskanal 39a in den Verbindungselementen 28a bis 31a ausgebildet. Die Teil-Ausleger-Mittellängsachse 33 des Teil-Auslegers 16a verläuft im Schnittpunkt der maximalen Höhe H₁ und der maximalen Breite B₁ des Teil-Auslegers 16a.
Der in der Wippebene W angeordnete Teil-Ausleger 16a weist eine maximale Breite B₁ senkrecht zu der Wippebene W und eine maximale Höhe H₁ in der Wippebene W auf, wobei gilt: H₁/B₁ > 1, insbesondere H₁/B₁ ≥ 1,2, und insbesondere H₁/B₁ ≥ 1,5. Der Teil-Ausleger 16a überlappt in Richtung der Wippebene W mit den Teil-Auslegern 17a, 18a mit einem Überlappungsmaß h₁₂ bzw. h₁₃, wobei gilt h₁₂ = h₁₃. Weiterhin gilt h₁₂ < R₂ und h₁₃ < R₃. Die Teil-Querschnittsfläche A₁ ist jeweils größer als die Teil-Querschnittsfläche A₂ und A₃. Vorzugsweise gilt A₁/A₂ ≥ 1,5, insbesondere A₁/A₂ ≥ 2, und insbesondere A₁/A₂ ≥ 2,5. Entsprechendes gilt für A₁/A₃. Der Ausleger 9a weist im Bereich des Auslegerabschnitts 11a eine maximale Höhe H_A auf, die sich aus der Summe von H₁ und R₂ abzüglich des Überlappungsmaßes h₁₂ ergibt. Weiterhin weist der Ausleger 9a im Bereich des Auslegerabschnitts 11a eine maximale Breite B_A auf, die sich aus der Summe R₂, R₃, b₂ und b₃ ergibt. Entsprechendes ergibt sich für die Auslegerabschnitte 12a und 13a, wobei die Außenradien R₂ und R₃ sowie die maximale Höhe H₁ sowie das Überlappungsmaß h₁₂ aufgrund der Teleskopierbarkeit des Auslegers 9a entsprechend kleiner sind.
Die Teil-Ausleger 17a, 18a sind entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel in einem festen Abstand zu dem Teil-Ausleger 16a angeordnet. Der Hydraulikzylinder 14a zum Teleskopieren des Auslegers 9a ist innerhalb des Teil-Auslegers 16a angeordnet.
Die Verriegelungseinheiten 47a, 48a sind unmittelbar an den Verbindungselementen 29a, 30a befestigt, sodass benachbarte Teil-Auslegerabschnitte 22a und 23a, 23a und 24a, 25a und 26a sowie 26a und 27a endseitig zueinander mechanisch verriegelbar sind. Die Verriegelungseinheiten 47a, 48a weisen jeweils zwei Verriegelungsbolzen 51a auf, die durch jeweils zugehörige Verriegelungsbohrungen 49, 50 führbar sind. Die Verriegelungsbolzen 51a sind beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch betätigbar. Die Verriegelungsbolzen 51a schließen mit ihren Mittellängsachsen einen Winkel δ ein, der kleiner als 180° ist. Die Verriegelungsbolzen 51a sind symmetrisch zu einer Ebene E angeordnet, die wiederum parallel zu der Wippebene W verläuft. Die Verriegelungsbolzen 51a schließen mit ihrer Mittellängsachse einen Winkel δ₁ bzw. δ₂ mit dieser Ebene E ein, wobei gilt: δ₁ = δ₂. Die Verriegelungsbolzen 51a sind somit dachförmig zueinander geneigt angeordnet. Hierdurch wird die Krafteinleitung in die oberen Teil-Ausleger 17a, 18a optimiert.
Der Ausleger 9a weist eine hohe Biegesteifigkeit hinsichtlich in der Wippebene W wirkender Biegekräfte und senkrecht zu der Wippebene W wirkender Biegekräfte auf. Der Teil-Ausleger 16a kann aufgrund seines ovalen Querschnitts und seiner Teil-Querschnittsfläche A₁ insbesondere hohe Biegekräfte aufnehmen, die in der Wippebene W wirken. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus und der weiteren Funktionsweise des Mobil-Teleskopkrans 1a wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend ist anhand der 11 bis 15 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen weist der Ausleger 9b vier Teil-Ausleger 16b, 17b, 18b und 59b auf, die jeweils teleskopierbar aus drei Teil-Auslegerabschnitten 19b bis 21b, 22b bis 24b, 25b bis 27b und 60b bis 62b aufgebaut sind. Der Hydraulikzylinder 14 ist innerhalb eines Aufnahmeraums des Teil-Auslegers 16b angeordnet, der zur Ausbildung des Aufnahmeraums als Hohlzylinder ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Hydraulikzylinder 14 innerhalb eines Aufnahmeraums des Teil-Auslegers 17b angeordnet sein, der zur Ausbildung des Aufnahmeraums als Hohlzylinders ausgebildet ist. Die Teil-Ausleger 16b, 17b, 18b und 59b sind quer zu der Längsrichtung L im Abstand voneinander angeordnet und durch die biegesteifen Verbindungselemente 28b bis 31b miteinander verbunden. Die Verbindungselemente 28b und 29b sind jeweils endseitig an den Teil-Auslegerabschnitten 19b, 22b, 25b und 60b angeordnet und bilden mit diesen den ersten Auslegerabschnitt 11b. Das Verbindungselement 30b ist wiederum an dem dem ersten Auslegerabschnitt 11b abgewandten Ende der Teil-Auslegerabschnitte 20b, 23b, 26b und 61b angeordnet und bildet mit diesen den zweiten Auslegerabschnitt 12b. Entsprechend ist das Verbindungselement 31b an einem dem Auslegerabschnitt 12b abgewandten Ende der Teil-Auslegerabschnitte 21b, 24b, 27b und 62b angeordnet und bildet mit diesen den dritten Auslegerabschnitt 13b. Ein weiteres Verbindungselement 63b ist an den Teil-Auslegerabschnitten 19b, 22b, 25b und 60b und zwischen den Verbindungselementen 28b und 29b angeordnet. An dem Verbindungselement 63b ist der Hydraulikzylinder 10 verschwenkbar angelenkt.
Der Ausleger 9b ist symmetrisch zu der Wippebene W aufgebaut. Die Ausleger-Mittellängsachse 32 liegt in der Wippebene W. Die Teil-Ausleger 16b, 17b, 18b und 59b weisen entsprechend zugehörige Teil-Ausleger-Mittellängsachsen 33, 34, 35 und 64 auf, die polygonförmig bzw. viereckförmig angeordnet sind. Die Teil-Ausleger-Mittellängsachsen 33, 34, 35 und 64 sind insbesondere trapezförmig angeordnet. Die Ausleger-Mittellängsachse 32 liegt in der Wippebene W. Die Teil-Ausleger-Mittellängsachsen 33, 34 weisen senkrecht zu der Wippebene W gleiche Abstände b₁ und b₂ und parallel zu der Wippebene W gleiche Abstände h₁ und h₂ zu der Ausleger-Mittellängsachse 32 auf. Entsprechend weisen die Teil-Ausleger-Mittellängsachsen 35 und 64 senkrecht zu der Wippebene W gleiche Abstände b₃ und b₄ und parallel zu der Wippebene W gleiche Abstände h₃ und h₄ zu der Ausleger-Mittellängsachse 32 auf. Aufgrund der trapezförmigen Anordnung der Teil-Ausleger 16b, 17b, 18b und 59b gilt für die Abstände b₁ = b₂ < b₃ = b₄.
Die dem Unterwagen 2 zugewandten, unteren Teil-Ausleger 16b, 17b bilden die Unterseite des Auslegers 9b, wohingegen die dem Unterwagen 2 abgewandten, oberen Teil-Ausleger 18b und 59b die Oberseite des Auslegers 9b bilden. Der Ausleger 9b weist senkrecht zu der Wippebene W eine Breite B auf, die ausgehend von den unteren Teil-Auslegern 16b, 17b in Richtung der oberen Teil-Ausleger 18b, 59b bis zu einer maximalen Breite B_A zunimmt. Dies ist in 15 veranschaulicht.
Der Ausleger 9b ist im Bereich der oberen Teil-Ausleger 18b, 59b an dem Oberwagen 3 angelenkt. Hierzu sind die Anlenkelemente 57 entsprechend den vorangegangenen Ausführungsbeispielen an dem Verbindungselement 28b angeordnet. Durch die Anlenkelemente 57 wird die Schwenkachse 15 ausgebildet.
Die Teil-Auslegerabschnitte 19b bis 27b und 60b bis 62b sind als Hohlzylinder ausgebildet und weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. 15 veranschaulicht die Querschnittsform der Teil-Auslegerabschnitte 19b, 22b, 25b und 60b des ersten Auslegerabschnitts 11b sowie die Lage dieser Teil-Auslegerabschnitte 19b, 22b, 25b und 60b relativ zueinander und zu der Wippebene W. Die Teil-Auslegerabschnitte 19b und 22b weisen gleiche Außenradien R₁ bzw. R₂ auf, die größer als die gleichen Außenradien R₃ und R₄ der Teil-Auslegerabschnitte 25b und 60b sind. Die Teil-Auslegerabschnitte 19b, 22b weisen somit parallel zu der Wippebene W eine Höhe H₁ = 2·R₁ bzw. H₂ = 2·R₂ und senkrecht zu der Wippebene W eine Breite B₁ = 2·R₁ bzw. B₂ = 2·R₂ auf. Entsprechend weisen die Teil-Auslegerabschnitte 25b und 60b zugehörige H₃ = 2·R₃ und H₄ = 2·R₄ sowie zugehörige Breiten B₃ = 2·R₃ und B₄ = 2·B₄ auf. Der Ausleger 9b weist somit im Bereich des Auslegerabschnitts 11b eine Höhe bzw. eine maximale Höhe H_A auf, die sich aus der Summe von R₁, R₃, h₁ und h₃ ergibt. Weiterhin weist der Ausleger 9b im Bereich des Auslegerabschnitts 11b eine Breite bzw. eine maximale Breite B_A, die sich aus der Summe von R₃, R₄, b₃ und b₄ ergibt. Entsprechendes ergibt sich für die Auslegerabschnitte 12b und 13b, wobei die Außenradien R₁ bis R₄ aufgrund der Teleskopierbarkeit des Auslegers 9b entsprechend kleiner sind. Zum Teleskopieren des Auslegers 9b sind jeweils in Längsrichtung L benachbarte Teil-Auslegerabschnitte 19b bis 27b bzw. 60b bis 62b jedes Teil-Auslegers 16b, 17b, 18b, 59b ineinander verschiebbar geführt. Für das Verhältnis B_A/B_i und das Verhältnis H_A/H_i gelten die Ausführungen zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen mit i = 1 bis 4 entsprechend.
Die Teil-Auslegerabschnitte 19b, 22b, 25b und 60b weisen senkrecht zu der Wippebene W Teil-Querschnittsflächen A₁ bis A₄ auf, die sich jeweils aus der Kreisfläche mit dem zugehörigen Außenradius R₁ bis R₄ ergeben. Die Teil-Querschnittsflächen A_i umfassen somit jeweils die zugehörigen Material-Querschnittsflächen A_Mi sowie die von dem Material begrenzten Hohlraum-Querschnittsflächen A_Hi, wobei i = 1 bis 4 gilt. Durch die beabstandete Anordnung der Teil-Ausleger 16b, 17b, 18b, 59b bzw. der Teil-Auslegerabschnitte 19b, 22b, 25b und 60b weist der Ausleger 9b im Bereich des Auslegerabschnitts 11b eine Querschnittsfläche A_A auf, die größer als die Summe A_S der Teil-Querschnittsflächen A₁ bis A₄ ist. Die Querschnittsfläche A_A ist in 15 durch die gepunkteten Linien veranschaulicht, die jeweils tangential zwischen benachbarten Teil-Auslegerabschnitten 19b, 22b, 25b und 60b verlaufen. Die gepunkteten Linien bilden zusammen mit den Teil-Auslegerabschnitten 19b, 22b, 25b und 60b eine Umfangslinie des Auslegerabschnitts 11b. Diese Umfangslinie begrenzt die Querschnittsfläche A_A. Bildlich gesprochen ergibt sich die Querschnittsfläche A_A, in dem ein die Umfangslinie bildendes Seil um die Teil-Auslegerabschnitte 19b, 22b, 25b und 60b straff gespannt wird. Entsprechendes gilt für die Auslegerabschnitte 12b und 13b.
Für das Verhältnis der Querschnittsfläche A_A zu der Summe A_S gilt: A_A/A_S > 1, insbesondere A_A/A_S ≥ 1,5, insbesondere A_A/A_S ≥ 2, insbesondere A_A/A_S ≥ 2,5, insbesondere A_A/A_S ≥ 3, und insbesondere A_A/A_S ≥ 4. Entsprechendes gilt für die Auslegerabschnitte 12b und 13b.
Gleichung (1) beschreibt mit n = 4 das erzielbare Flächenträgheitsmoment I_z,ges bei einem ideal biegesteifen Ausleger 9b. Der Abminderungsfaktor α bei den Steineranteilen ist von der Anzahl der Verbindungselemente 28b bis 31b sowie deren Biegesteifigkeitsgrad abhängig. Gleichung (2) beschreibt das erzielbare Flächenträgheitsmoment I_y,ges, wobei entsprechend zu Gleichung (1) bei Gleichung (2) bei den Steineranteilen ein Abminderungsfaktor β zu berücksichtigen ist.
Die Verbindungselemente 28b bis 31b und 63b weisen jeweils vier Durchführungsöffnungen 36, 37, 38 und 67 für die Teil-Auslegerabschnitte 19b bis 27b und 60b bis 62b der Teil-Ausleger 16b, 17b, 18b und 59b auf. Ferner weisen die Verbindungselemente 28b bis 31b und 63b jeweils eine Durchführungsöffnung 72 auf, die den Seilführungskanal 39 zur Führung des Tragseils 52 ausbilden. Das Tragseil 52 ist in üblicher Weise von dem freien Ende des Auslegers 9b zu der am Oberwagen 3 angeordneten Seilwinde 53 geführt.
Zur Verriegelung der Auslegerabschnitte 11b bis 13b in der Längsrichtung L sind Verriegelungseinheiten 73 bis 76 vorgesehen, die im Bereich der Verbindungselemente 29b und 30b angeordnet sind. Die Verriegelungseinheiten 73 bis 76 sind unmittelbar an dem jeweils zugehörigen Verbindungselement 29b, 30b gelagert bzw. befestigt, sodass benachbarte Teil-Auslegerabschnitte 19b und 20b, 20b und 21b, 22b und 23b, 23b und 24b, 25b und 26b, 26b und 27b, 60b und 61b, 61b und 62b endseitig zueinander verriegelbar sind. Die Verriegelungseinheiten 73 bis 76 weisen jeweils zwei Verriegelungsbolzen 77 auf, die durch jeweils zugehörige Verriegelungsbohrungen 78, 79 führbar sind. Die Verriegelungsbolzen 77 sind beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch betätigbar. Die Verriegelungsbolzen 77 der Verriegelungseinheiten 75, 76 sind entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel relativ zu der Ebene E geneigt angeordnet.
11 zeigt den Mobil-Teleskopkran 1b in dem für den Fahrbetrieb vorgesehenen Zustand. Der Ausleger 9b befindet sich in einer vollständig eingefahrenen Transportstellung. Die Verriegelungseinheiten 73 bis 76 sind entriegelt und die Auslegerabschnitte 11b bis 13b einteleskopiert.
Der Ausleger 9b wird mittels des Hydraulikzylinders 10 in der Wippebene W aufgerichtet und mittels des Hydraulikzylinders 14 austeleskopiert. Die 12 und 13 zeigen den Mobil-Teleskopkran 1b in einer Betriebsstellung mit dem vollständig aufgerichteten und austeleskopierten Ausleger 9b. In diesem Zustand sind die zu den Verbindungselementen 29b und 30b gehörigen Verriegelungseinheiten 73 bis 76 mechanisch verriegelt, sodass der Ausleger 9b eine hohe Steifigkeit aufweist. 14 zeigt einen Querschnitt durch die zu dem Verbindungselement 30b gehörigen Verriegelungseinheiten 73 bis 76.
Der erfindungsgemäße Ausleger 9b weist aufgrund der hohen Flächenträgheitsmomente eine hohe Steifigkeit gegenüber Biegekräften senkrecht und parallel zu der Wippebene W auf. Hierdurch kann in dem Verhältnis zu dem Gewicht des Auslegers 9b eine erhebliche Traglaststeigerung erzielt werden. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus und der weiteren Funktionsweise wird auf die Beschreibung der vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Die Merkmale der Ausleger 9 bis 9b sind grundsätzlich in beliebiger Weise zu einem erfindungsgemäßen Ausleger kombinierbar. Neben der einfachen Steigerung der Traglast durch Erhörung der Flächenträgheitsmomente weisen die erfindungsgemäßen Ausleger 9 bis 9b weitere Vorteile gegenüber einem herkömmlichen Ausleger mit Abspannstützen auf. Die erfindungsgemäßen Ausleger 9 bis 9b sind in jedem Auslegerabschnitt 11 bis 13b separat auf die wirkenden Biegekräfte optimierbar, sodass diese kontinuierlich entlang des Auslegers 9 bis 9b und nicht nur am Ende des Auslegers aufgenommen werden. Darüber hinaus ist sowohl die Überführung der Ausleger 9 bis 9b in die Betriebsstellung als auch deren Betrieb äußerst einfach. Insbesondere ist keine aufwändige Steuerung der Vorspannkraft der Abspannseile erforderlich, wodurch der Betrieb vereinfacht und gleichzeitig die Zuverlässigkeit erhöht wird, da keine Fehlsteuerung der Vorspannkraft möglich ist. Über die Anzahl der Teil-Ausleger sowie deren Anordnung und Abstand zueinander, wodurch die Querschnittsfläche A_A definiert wird sowie über die Querschnittsform und die Teil-Querschnittsflächen A_i sind eine Vielzahl von Optimierungsparametern gegeben, wodurch ein erfindungsgemäßer Ausleger 9 bis 9b hinsichtlich der Aufnahmefähigkeit von senkrecht zu und in der Wippebene W wirkenden Biegekräften und hinsichtlich des Gewichtes optimiert werden kann. Insbesondere ermöglichen die erfindungsgemäßen Ausleger 9 bis 9b bei vordefiniertem Gewicht eine erhebliche Steigerung der Traglast gegenüber herkömmlichen Auslegern. Insbesondere ist bei gleicher Traglast eine erhebliche einfachere Handhabung der Ausleger 9 bis 9b in Bezug auf Transport und Montage bzw. Überführung in die Betriebsstellung gegenüber herkömmlichen Auslegern mit Abspannstützen möglich. Zur Reduzierung des Gewichts des Auslegers 9 bis 9b kann dieser zumindest teilweise aus einem Faserverbundmaterial ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die mindestens zwei oberen Teil-Ausleger zumindest teilweise aus einem Faserverbundmaterial ausgebildet, wohingegen der mindestens eine untere Teil-Ausleger aus Metall ausgebildet ist. Die Verriegelung der Auslegerabschnitte 11 bis 13b erfolgt vorzugsweise derart, dass bei der Verriegelung von zwei benachbarten Auslegerabschnitten 11 bis 13b zunächst mindestens ein oberer Teil-Ausleger verriegelt wird und anschließend der mindestens eine untere Teil-Ausleger verriegelt wird. Hierdurch ist auf einfache Weise eine Inbetriebnahme des Mobil-Teleskopkrans 1 bis 1b möglich.

Claims

Mobil-Teleskopkran mit – einem fahrbaren Unterwagen (2), – einem drehbar auf dem Unterwagen (2) angeordneten Oberwagen (3), – einem an dem Oberwagen (3) angelenkten und in einer Längsrichtung teleskopierbaren Ausleger (9; 9a; 9b), der in einer Wippebene verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der teleskopierbare Ausleger (9; 9a; 9b) mindestens drei Teil-Ausleger (16, 17, 18; 16a, 17a, 18a; 16b, 17b, 18b, 59b) aufweist, dass mindestens ein als unterer Teil-Ausleger bezeichneter Teil-Ausleger (16; 16a; 16b, 17b) dem Unterwagen (2) zugewandt ist und mindestens zwei als obere Teil-Ausleger bezeichnete Teil-Ausleger (17, 18; 17a, 18a; 18b, 59b) dem Unterwagen (2) abgewandt sind, dass jeder der Teil-Ausleger (16, 17, 18; 16a, 17a, 18a; 16b, 17b, 18b, 59b) in der Längsrichtung teleskopierbar aus mindestens zwei Teil-Auslegerabschnitten (19 bis 27; 19a bis 27a; 19b bis 27b, 60b bis 62b) aufgebaut ist, dass quer zu der Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Teil-Auslegerabschnitte (19 bis 27; 19a bis 27a; 19b bis 27b, 60b bis 62b) mit mindestens einem biegesteifen Verbindungselement (28 bis 31; 28a bis 31a; 28b bis 31b) jeweils einen Auslegerabschnitt (11 bis 13; 11a bis 13a; 11b bis 13b) bilden, und dass mindestens zwei der oberen Teil-Ausleger (17, 18; 17a, 18a; 18b, 59b) an dem Oberwagen (3) angelenkt sind.
Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem Oberwagen (3) zugewandten Verbindungselement (28; 28a; 28b) mindestens zwei Anlenkelemente (57) angeordnet sind, die zum Verschwenken des Auslegers (9; 9a; 9b) eine Schwenkachse (15) ausbilden.
Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils benachbarte Auslegerabschnitte (11 bis 13; 11a bis 13a; 11b bis 13b) in der Längsrichtung zueinander mechanisch verriegelbar sind.
Mobil-Teleskopkran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei benachbarte Teil-Auslegerabschnitte (19 bis 27; 19a bis 27a; 19b bis 27b, 60b bis 62b) mittels mindestens eines Verriegelungsbolzens (44, 51; 44a, 51a; 77) in der Längsrichtung zueinander mechanisch verriegelbar sind.
Mobil-Teleskopkran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teil-Ausleger (16, 17, 18; 16a, 17a, 18a; 16b, 17b, 18b, 59b) polygonförmig zueinander angeordnet sind.
Mobil-Teleskopkran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teil-Auslegerabschnitte (19 bis 27; 19a bis 27a; 19b bis 27b und 60b bis 62b) aller Teil-Ausleger (16, 17, 18; 16a, 17a, 18a; 16b, 17b, 18b, 59b) als Hohlzylinder ausgebildet sind und benachbarte Teil-Auslegerabschnitte (19 bis 27; 19a bis 27a; 19b bis 27b, 60b bis 62b) jeweils ineinander teleskopierbar sind.
Mobil-Teleskopkran nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (9; 9a; 9b) eine sich senkrecht zu der Wippebene verändernde Breite aufweist, wobei die Breite ausgehend von dem mindestens einen unteren Teil-Ausleger (16; 16a; 16b, 17b) bis zu den mindestens zwei oberen Teil-Auslegern (17, 18; 17a, 18a; 18b, 59b) zunimmt.
Mobil-Teleskopkran nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (9; 9a) genau drei Teil-Ausleger (16, 17, 18; 16a, 17a, 18a) aufweist, die dreieckförmig und symmetrisch zur Wippebene angeordnet sind.
Mobil-Teleskopkran nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (9b) genau vier Teil-Ausleger (16b, 17b, 18b, 59b) aufweist, die polygonförmig und symmetrisch zur Wippebene angeordnet sind.
Mobil-Teleskopkran nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine untere Teil-Ausleger (16; 16a; 16b, 17b) eine im Vergleich zu den mindestens zwei oberen Teil-Auslegern (17, 18; 17a, 18a; 18b, 59b) größere Teil-Querschnittsfläche aufweist.
Mobil-Teleskopkran nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine untere Teil-Ausleger (16; 16a; 16b, 17b) einen Aufnahmeraum bildet, in dem ein Hydraulikzylinder (14) zum Teleskopieren des Auslegers (9; 9a; 9b) angeordnet ist.
Mobil-Teleskopkran nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem unteren Teil-Ausleger (16; 16a; 16b, 17b) ein Hydraulikzylinder (10) zum Verschwenken des Auslegers (9; 9a; 9b) angelenkt ist.