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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufrichten und/oder Ablegen eines langen Auslegersystems eines Hauptkrans.
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Beim Windkraftanlagenbau besteht die Tendenz, immer höhere Strukturen zu montieren. Bei den dafür genutzten Kranen werden die benötigten Hakenhöhen und die Länge der Auslegersysteme folglich ebenfalls immer größer.
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Dabei ist die maximale Länge des Auslegersystems nicht unbedingt von der für die Hubarbeit zu erreichenden Höhe abhängig, sondern kann vielmehr durch die maximal aufrichtbare Auslegerlänge begrenzt sein. Diese wiederum wird von Kriterien, wie dem Geometrieverhältnis beim Aufrichten des Hauptauslegers mittels des relativ kurzen SA-Bocks, der Belastbarkeit des Wippantriebes, hier insbesondere des Seils und der Winde, oder der Lage der Kippkanten, bestimmt.
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Ein weiterer Aspekt bei der Nutzung von Kranen zu Montagearbeiten ist die wirtschaftlich bedingte Notwendigkeit, den Kran bzw. das Auslegersystem möglichst schnell auf der Baustelle rüsten bzw. umrüsten zu können. Zeitliche Einsparungen lassen sich dadurch erzielen, dass ein Hauptausleger ohne Verwendung eines Derrickauslegers aufgerichtet werden kann.
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Der Wegfall eines Derrickauslegers verringert den Umfang des gesamten Kransystems, wodurch sowohl zum Transport des Kransystems als auch bei der Nutzung des Kransystems auf der Baustelle geringere Transportvolumen und Transportgewichte anfallen. Liegt ein Kransystem ohne Derrickausleger vor, so entfällt ebenfalls die zeitaufwändige zusätzliche Montage der Baugruppe des Derrickauslegers.
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Es ist bekannt, für die Kranmontage einen Hilfskran zu verwenden, der am Ausleger des zu montierenden Hauptkranes angeschlagen wird und eine unterstützende Kraft in das aufzurichtende Auslegersystem einbringt. Geeignete Hilfskrane sind üblicherweise auf großen Windkraftanlagenbaustellen ohnehin verfügbar.
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Ein Problem beim Aufrichten/Ablegen von langen Auslegersystemen mittels Hilfskran besteht darin, dass der Hilfskran beim Bewegen des Auslegers des zu montierenden Hauptkrans nicht synchron mit der Aufrichtevorrichtung des Hauptkrans bewegt wird. Dadurch besteht die Gefahr, dass der zu montierende Hauptkran oder der Hilfskran zumindest zeitweise überlastet werden, wodurch sich eine erhebliche Kippgefahr für beide Krane einstellt.
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Ziel der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Aufrichten oder Ablegen eines langen Auslegersystems eines Hauptkrans bereitzustellen, das einen sicheren Aufricht- bzw. Ablegevorgang sowohl für den Hauptkran als auch für den Hilfskran gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüche.
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Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Aufrichten und/oder Ablegen eines langen Auslegersystems eines Hauptkrans mit Hilfe eines Hilfskrans vorgeschlagen.
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Das Hubseil des Hilfskrans wird an dem langen Auslegersystem mittelbar oder unmittelbar angeschlagen, um über die Hubseilwinde eine zusätzliche aufrichtende Kraft in das lange Auslegersystem einzubringen. Idealerweise wird eine zusätzliche vertikale Kraft in das Auslegersystem eingebracht. Das Hubseil kann mittelbar über ein oder mehrere Umlenkrollen, einen Lasthaken sowie Anschlagmittel am Auslegersystem angeschlagen sein.
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Erfindungsgemäß wird nun die Hubwinde derart angesteuert und/oder geregelt, sodass während des Aufricht- und/oder Ablegevorgangs eine konstante aufrichtende Kraft von dem Hilfskran in das lange Auslegersystem eingebracht wird. Insbesondere wird eine konstante aufrichtende Kraft in vertikaler Richtung von dem Hilfskran in das lange Auslegersystem eingebracht. Die notwendige aufrichtende Kraft des Hilfskrans ändert sich während des Aufrichte-/Ablegevorgangs des Auslegersystems 2 und nimmt mit zunehmendem Wippwinkel ab.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Steuerung bzw. Regelung der Hubwinde wird über die gesamte Dauer bzw. über einen gewissen Zeitabschnitt des Aufrichte- und Ablegevorgangs eine konstante Kraft durch den Hilfskran in das Auslegersystem eingebracht. Die eingebrachte Kraft wird damit unabhängig vom zurückgelegten Weg des Auslegersystems. Idealerweise wird der Betrag der konstant eingebrachten Kraft so gewählt, dass es weder zu einer Überlastung des Hilfskrans noch zu einer Überlastung des Hauptkrans während des Aufricht- bzw. Ablegevorgangs kommt. Die erfindungsgemäße Steuerung/Regelung verhindert die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile.
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Möglich ist es, die Hubwinde des Hilfskrans bezüglich ihres Aufspulmomentes zu regeln bzw. zu steuern. Die Hubwinde spult stets mit einem definierten konstant bleibenden Moment während des Aufrichte- bzw. Ablegevorgangs des langen Auslegersystems auf.
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Die Steuerung und/oder Regelung der Hubwinde des Hilfskrans ist einer bevorzugten Ausgestaltung mittels einer Mooring-Steuerung realisiert. Mittels der Mooring-Steuerung kann eine hydraulische Steuerung der Hubwinde mit konstantem Aufspulmoment erreicht werden.
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Die konstante aufrichtende Kraft bzw. das konstante Aufspulmoment ist vorzugsweise so gewählt, dass die aufrichtende Kraft des Hilfskrans das lange Auslegersystem des Krans nicht bewegt, solange der Hauptkran keine Kraft in das Auslegersystem einleitet. Die aufrichtende Kraft des Hilfskrans reicht alleine nicht zu einer Bewegung des Auslegersystems des Hauptkrans aus. Ein Afwippen bzw. Ablegen des langen Auslegersystems kann nur in Kombination mit dem Wippwerk des Hauptkrans erfolgen.
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Vorzugsweise wird der Hilfskran während des Aufrichte- bzw. Ablegevorgangs zusätzlich von einer eigenen Lastmomentbegrenzung auf Überbelastung überwacht.
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Der Hauptkran bringt über sein Wippwerk bzw. entsprechenden Kranaktoren eine ebenfalls eine aufrichtende Kraft in das Auslegersystem ein. Beispielsweise kann die aufrichtende Kraft des Hauptkrans über eine Verstellwinde sowie eine Verstellverseilung erfolgen. Alternativ kann die Kraft durch ein oder mehrere Wippzylinder des Hauptkrans eingebracht werden.
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Das lange Auslegersystem des Hauptkrans kann beispielsweise einen langen Hauptausleger aufweisen, der während des Aufwippvorgangs vollständig aufwippt. Denkbar ist auch eine Ausgestaltung des Auslegersystems mit einem Hauptausleger und einem daran angelenkten Spitzenausleger. Während des Wippvorgangs wippt der Hauptausleger auf und der Spitzenausleger wird auf einem dafür vorgesehenen Wagen in Richtung des Hauptkrans nachgefahren.
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Mit zunehmendem Wippwinkel nähert sich der Schwerpunkt der aufzurichtenden Auslegerelemente der Auslegerwippachse an und das Lastmoment nimmt ab. Ab einem definierten Wippwinkel kann der Hauptkran daher das weitere Aufwippen über sein Wippwerk selbständig durchführen. Vor diesem Hintergrund kann es sinnvoll sein, dass die Hubwinde des Hilfskrans ab einem vordefinierten Wippwinkel abgeschaltet wird, sodass die verbleibende Wippbewegung des Auslegersystems selbständig durch den Hauptkran ausgeführt wird.
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Idealerweise wird nach Erreichen des definierten Wippwinkels die Steuerung/Regelung der Hubwinde des Hilfskrans deaktiviert und das Hubseil etwas abgelassen, um die verwendeten Anschlagmittel des Hilfskrans vom langen Auslegersystem des Hauptkrans zu lösen. Zum Lösen der Anschlagmittel kann der Hilfskran gegenüber dem Hauptkran verschwenkt werden, insbesondere durch Verschwenken des Hilfskranoberwagens.
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Die Befestigung des Hubseils des Hilfskrans kann vorzugsweise über einen speziellen Poller am Auslegersystem des Hauptkrans erfolgen. Die entsprechende Ausgestaltung des Pollers hat den Vorteil, dass durch einfaches Ablassen des Hubseils das Anschlagmittel selbständig vom Auslegersystem gelöst werden kann. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn der Poller nach unten offen ist. Durch nachfolgendes Verschwenken des Oberwagens können beide Krane voneinander getrennt werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Hilfskran die Last am Hubseil bzw. Anschlagmittel unabhängig von der eingesetzten Windensteuerung/-regelung erfassen bzw. messen. Denkbar ist es, dass die angehängte Last über einen geeigneten Drucksensor bestimmt wird, insbesondere über einen Drucksensor, der am Wippwerk des Hilfskrans befestigt ist und die Belastung auf das Wippwerk erfasst.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Hilfskran mit dem Hauptkran während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommunikativ gekoppelt, um eine synchronisierte Ansteuerung der beiden Krane während des Aufrichte- bzw. Ablegevorgangs sicherzustellen.
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Insbesondere können die gemessenen bzw. berechneten Lastwerte des Hilfskrans der Steuerung des Hauptkrans zur Verfügung gestellt werden. Der Hauptkran kann sodann die übermittelten Werte für die Ansteuerung seines Wippwerks berücksichtigen. Dadurch kann aktiv verhindert werden, dass die Auslegeraufrichtgeschwindigkeit die maximale Aufspulgeschwindigkeit des Hilfskrans übersteigt und das Aufrichtemoment vollständig vom Wippwerk des Hauptkranes aufgenommen wird. Sinkt der erfasste Lastwert des Hilfskranes unter einen vorgegebenen Schwellenwert, kann die Steuerung des Hauptkrans entsprechend reagieren und Wippbewegung verlangsamen oder anhalten. Das Verlangsamen bzw. Anhalten erfolgt so lange, bis der Hilfskran die vordefinierte aufrichtende Kraft in das Auslegersystem einbringen kann.
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Wie bereits vorstehend erläutert, kann das Hubseil des Hilfskrans an wenigstens einem Poller des langen Auslegersystems angeschlagen werden. Dieser Poller kann entweder fest mit dem Auslegersystem verschweißt oder lösbar mit diesem verbunden bzw. verbindbar sein. Eine lösbare Verbindung kann mit Hilfe ein oder mehrerer Klemmvorrichtungen erzielt werden, sodass das Auslegersystem bedarfsweise mit einem entsprechenden Poller für die Durchführung des Verfahrens nachrüstbar ist.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Hilfskran mit einer Windensteurung bzw. Windenregelegung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Insbesondere weist der Hilfskran eine Mooring-Steuerung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf, sowie vorzugsweise einen zusätzlichen Sensor zur unabhängigen Erfassung der anliegenden Last am Hubseil. Der Sensor ist Idealerweise am Hub- und/oder Wippwerk des Hilfskrans angeordnet und dient zur Messung der Belastung des Wippwerks. Daneben können Kommunikationsmittel vorgesehen sein, die eine Übertragung der Messwerte zur Steuerung des Hauptkrans ermöglichen.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften des Hilfskrans entsprechen offensichtlich denen des erfindungsgemäßen Verfahrens, weshalb auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird.
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Neben dem Hilfskran umfasst die Erfindung ein System aus einem Hauptkran sowie einem Hilfskran zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorteile und Eigenschaften des Systems entsprechen offensichtlich denen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
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Es zeigen:
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1: Eine Seitendarstellung eines Hauptkrans in Form eines Raupenkrans mit langem Auslegersystem,
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2: eine skizzierte Seitendarstellung des erfindungsgemäßen Hilfskrans zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3: einen skizzierten Querschnitt durch einen Teil des langen Auslegersystems mit dem notwendigen Poller, und
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4: einen Querschnitt durch das lange Auslegersystem mit einem nachrüstbaren Poller.
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1 zeigt eine Seitenansicht des Hauptkrans 1 mit einem langen Auslegersystem. Das Auslegersystem 2 umfasst einen Hauptausleger sowie einen daran gelenkig angeordneten Spitzenausleger. Zum Aufwippen des Hauptauslegers umfasst der Hauptkran 1 eine Verstellverseilung 51, die über eine Verstellwinde 50 betätigbar ist und den Hauptausleger aufwippt.
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Zum Aufrichten bzw. Ablegen des langen Auslegersystems 2 wird nunmehr ein Hilfskran am Hauptausleger mit Hilfe des Pollers 6 angeschlagen, der für den Aufrichte- bzw. Ablegevorgang eine aufrichtende Kraft 40 in vertikaler Richtung in das Auslegersystem 2 einleitet. Alternativ könnte der Poller jedoch auch am Spitzenausleger angebracht sein. Beim Aufrichten des langen Auslegersystems 2 wird der Spitzenausleger mit Hilfe eines an der Spitze positionierten Wagens 9 in Richtung des Kranoberwagens des Hauptkrans 1 gezogen.
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2 zeigt eine skizzierte Seitenansicht des erfindungsgemäßen Hilfskrans 3. Der Hilfskran umfasst ein Hubseil sowie eine Hubseilwinde 4 zum Anheben und Ablassen des Kranhakens 7. Für den Aufrichte- bzw. Ablegevorgang des langen Auslegersystems 2 wird der Kranhaken 7 über Anschlagmittel 10 an dem Poller 6 des langen Auslegersystems 2 befestigt.
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Die skizzierte Darstellung der 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Gitterstück 5 des langen Auslegersystems 2, woraus der seitlich abstehende Poller 6 zu entnehmen ist. Im Wippzylinder des Hilfskrans 3 ist zudem ein Drucksensor 8 vorgesehen, der die Belastung auf den Wippzylinder 6 misst und daraus Rückschlüsse auf die angehängte Last am Kranhaken 7 zulässt. Der Hilfskran 3 sieht zudem eine Mooring-Steuerung zur hydraulischen Regelung der Hubwinde 4 vor. Die integrierte Mooring-Steuerung steuert die Hubwinde 4 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren an, wodurch diese dauerhaft mit einem definierten Moment das Hubseil aufspult und eine während des Wippvorgangs konstante Kraft 40 über den Haken 7 in das Auslegersystem 2 des Hauptkrans 1 einbringt. Die aufrichtende Kraft 40 wird dadurch vom zurückgelegten Weg des Auslegersystems 2 unabhängig.
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Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Kransteuerung des Hilfskrans 3 optional mit der Steuerung des Hauptkrans 1 kommunikativ über eine drahtlose Verbindung verbunden sein. Über die drahtlose Verbindung werden die erfassten Messwerte des Drucksensors 8 an die Kransteuerung des Hauptkrans 3 übertragen und von der Hauptkransteuerung für die Ansteuerung der Verstellwinde 50 berücksichtigt.
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Der Verfahrensablauf soll im Folgenden kurz wiedergegeben werden.
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In einem ersten Schritt wird der Hilfskran 3 mit dem langen Auslegersystem 2 über den Poller 6 verbunden, indem der Lasthaken 7 mittels Anschlagemittel 10 am Poller 6 des Auslegersystems 2 angeschlagen wird. Im Anschluss aktiviert der Kranfahrer des Hilfskrans 3 die Mooring-Steuerung und betätigt den Befehl zum Aufspulen der Hubwinde 4. Die Mooring-Steuerung bewirkt eine konstante aufrichtende Kraft 40 des Hilfskrans auf das lange Auslegersystem 2. Diese aufrichtende Kraft 40 ist so bemessen, dass die Struktur des Hilfskrans diese Kraft ohne Weiteres aufnehmen kann. Zudem ist die Kraft 40 begrenzt und reicht für sich genommen nicht zum Aufrichten des Auslegersystems 2 aus. Da der Hilfskran 3 zudem während des Verfahrens von seiner Lastmomentbegrenzung überwacht wird, erfolgt keine wesentliche Bewegung des langen Auslegersystems 2.
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Erst wenn der Hauptkran 1 über seine Kranaktoren, d. h. die Verstellwinde 50, eine zusätzliche aufrichtende Kraft in das Auslegersystem 2 einbringt wird der Hauptausleger des langen Auslegersystems 2 aufgewippt und der Spitzenausleger auf dem Wagen 9 in Richtung des Hauptkrans 1 nachgefahren.
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Die aufrichtende Kraft 40 des Hilfskrans 3 ist unabhängig vom zurückgelegten Weg des Spitzenauslegers. Folglich wird zu jedem Zeitpunkt und in jeder Position des langen Auslegersystems 2 ein konstanter Kraftwert 40 in das Auslegersystem 2 eingebracht. Mit zunehmendem Wippwinkel nähert sich der Schwerpunkt der aufzurichtenden Auslegerelemente der Auslegerwippachse des Hauptkrans 1 an und das Lastmoment nimmt ab. Ab einem definierten Wippwinkel des Hauptauslegers kann der Hauptkran 1 das weitere Aufwippen selbständig über seine Verstellwinde 50 durchführen.
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Auch ist ab diesem Zeitpunkt die Standsicherheit des Hauptkrans 1 gewährleistet, sodass die Anschlagmittel 10 des Hilfskrans 3 vom langen Auslegersystem 2 entfernt werden können. Dazu wird die Mooring-Steuerung des Hilfskrans 3 abgeschaltet und der Haken 7 ein Stück abgelassen. Da der Poller 6 nach unten offen ist, lösen sich die Anschlagmittel 10 selbstständig vom Poller 6 und durch Wegschwenken des Hilfskranoberwagens können beide Krane 1, 3 voneinander getrennt werden. Das Aufwippen des Spitzenauslegers erfolgt selbständig oder in analoger Weise mit Hilfe des Hilfskrans 3.
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Übersteigt die Aufrichtegeschwindigkeit der Verstellwinde 50 des Hauptkrans 1 die maximal mögliche Aufspulgeschwindigkeit der Hubwinde 4, kann es zu einer gefährlichen Überlastung des Hauptkrans 1 kommen. Abhilfe schafft eine Synchronisation der Hauptkransteuerung mit dem Hilfskran. Die Lastmomentbegrenzung des Hilfskrans 3 erfasst die Lastbelastung des Hilfskrans mittels des Sensors 8 und überträgt diese Datenwerte während des Aufrichte-/Ablegevorgangs an die Steuerung des Hauptkrans.
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Fallen die Messwerte bzw. die eingebrachte Kraft 40 des Hilfskrans 3 unter einen vorgegebenen Schwellenwert, kann am Hauptkran 1 die Bewegung der Verstellwinde 50 verlangsamt oder ganz gestoppt werden. Dieser Eingriff in den Steuerungsablauf des Hauptkrans 1 erfolgt zumindest so lange, bis der Schwellenwert wieder erreicht oder überschritten wird.
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Der Poller 6 beschreibt beim Aufrichten des Auslegersystems 2 eine Kreisbahn um die Wippachse des langen Auslegersystems 2. Somit ergibt sich für den Haken 7 des Hilskrans 3 eine Horizontalbewegung. Da ein Kran jedoch nicht auf Schrägzug ausgelegt ist, muss der Haken 7 des Hilfskrans entsprechend nachgefahren werden, was zum Beispiel durch Drehen des Oberwagens des Hilfskrans geschehen kann. Die daraus resultierende Kreisbewegung des Hakens 7 des Hilfskrans 3 muss ebenfalls ausgeglichen werden, vorzugsweise durch Teleskopieren des Auslegers am Hilfskran 3. Für die Information des Kranführers des Hilfskrans 7 kann ein Beobachter von aussen vorteilhaft sein.
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Der Ablegevorgang erfolgt in umgekehrter Reihenfolge mit den notwendigen Anpassungen. Hierbei wird der Hilfskran 3 wieder mit dem langen Auslegersystem 2 über den Poller 6 des Hauptauslegers verbunden, indem der Lasthaken 7 mittels Anschlagemittel 10 am Poller 6 des Auslegersystems 2 angeschlagen wird. Im Anschluss aktiviert der Kranfahrer des Hilfskrans 3 erneut die Mooring-Steuerung wodurch wieder eine geregelte konstante aufrichtende Kraft 40 des Hilfskrans auf das lange Auslegersystem 2 einwirkt. Die Kraft 40 wird analog zum Aufrichtvorgang dimensioniert und geregelt.
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Der Hauptkran 1 kann nun über seine Kranaktoren, d. h. die Verstellwinde 50, die eingeleitete aufrichtende Kraft in den Hauptausleger reduzieren, um diesen langsam abzuwippen. Vor Beginn des Abwippvorgangs kann der Spitzenausleger separat abgewippt werden, um diesen anschliessend auf dem Wagen 9 von dem Hauptkran 1 wegzufahren. Das Abwippen des Spitzenauslegers ist jedoch auch während des Abwippvorgangs des Hauptauslegers denkbar.
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Auch während des Ablegevorgangs ist die aufrichtende Kraft 40 des Hilfskrans 3 unabhängig vom zurückgelegten Weg des Spitzenauslegers. Es wird zu jedem Zeitpunkt und in jeder Position des langen Auslegersystems 2 ein konstanter Kraftwert 40 in das Auslegersystem 2 eingebracht. Sofern die Winde des Hilfskrans 3 zu langsam abspult, greift die Lastmomentbegrenzung des Hilskrans 3 ein. Sobald das Auslegersystem vollständig abgelegt ist, kann die Mooring-Steuerung des Hilfskrans 3 abgeschaltet und der Haken 7 ein Stück abgelassen und vom Poller gelöst werden.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Pollers 6. Der hier gezeigte Querschnitt durch ein Gitterstück 5 zeigt einen Poller 6, der im oberen rechten Bereich des Querschnitts mit einem Rohr des Gitterstücks 5 fest verbunden ist. Denkbar ist eine vom gezeigten Ausführungsbeispiel unterschiedliche Ausführungsform, in welcher der Poller 6 z. B. nicht vom Gitterstück 5 abstehend, sondern in dieses hineinragend bereitgestellt ist. Ebenfalls denkbar sind Ausführungsbeispiele, in denen mehr als ein Poller 6 am Auslegersystem 2 bereitgestellt ist.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit einem Poller 6, welcher sich dadurch von dem vorgenannten Ausführungsbeispiel unterscheidet, dass der Poller 6 nicht fest mit dem Gitterstück 5 verbunden ist. Zu erkennen ist dabei, dass der Poller 6 mittelbar über ein Rohr 61 und zwei Klemmvorrichtungen 62 mit dem Gitterstück 5 des Auslegersystems 2 verbunden ist. Ein solches Ausführungsbeispiel kann Teil einer nachrüstbaren Vorrichtung sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Poller 6 zumindest auf einer Seite des Rohres 61 in dieses einschraubbar ist. Selbstverständlich sind auch starre Ausführungsformen denkbar, in denen Poller 6 und Rohr 61 eine untrennbare Einheit bilden. Denkbar ist ebenfalls, dass das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel mehrere fest oder lösbar mit dem Rohr 61 verbundene Poller 6 umfasst.
