-
Die Erfindung betrifft ein Kranauslegersystem bestehend aus wenigstens einem ersten Auslegerelement und wenigstens einem zweiten Auslegerelement, wobei das zweite Auslegerelement wippbar an dem wenigstens einen ersten Auslegerelement gelagert ist und die Wippbewegung mittels wenigstens eines Verstellantriebes ausführbar ist.
-
Es ist bekannt, einen Spitzenausleger an einem Hauptausleger eines Krans zu montieren, um dadurch beispielsweise etwaige Störkanten am Einsatzort zu umgehen. Auch wurde bereits vorgeschlagen, zwei benachbarte Teleskopschüsse schwenkbar zu verbinden, um den oberen Auslegerbereich gegenüber dem unteren Auslegerbereich abzuwinkeln. Beide Implementierungen setzen auf hydraulische Antriebe in Form von Verstellzylindern, die im Anlenkbereich der Auslegerteile montiert sind. Die Versorgung der Verstellzylinder mit hydraulischer Energie erfolgt über die Hydraulik im Kranoberwagen.
-
Die variable Auslegerlänge bei Teleskopauslegern macht eine längenveränderliche Hydraulikversorgung des Verstellzylinders erforderlich. Desweiteren führt der Einsatz von langen Hauptauslegern dazu, dass sich die abgewinkelte Stelle des Auslegersystems inklusive des Verstellzylinders in sehr großer Höhe und folglich großer Entfernung vom Oberwagen befindet. Die damit verbundenen sehr langen Leitungswege der Hydraulik erschweren die Konstruktion der Hydraulikversorgung, um diese in Bezug auf Volumen und Gewicht zu optimieren. Aufgrund der einsatzabhängigen sehr langen Versorgungswege sind kleine Leistungsquerschnitte zu wählen.
-
Eine zusätzliche Herausforderung an die technische Konstruktion ergibt sich dadurch, dass der Verstellzylinder einen sehr hohen Hydraulikdruck benötigt, um den Spitzenausleger in Position zu halten. Die gesamte Last greift am äußeren Ende des Spitzenauslegers an und wirkt demnach als großer Hebelarm auf den Verstellzylinder. Der Verstellzylinder kann jedoch seine Kraft nur mit einem vergleichsweise sehr kleinen Hebelarm in den Spitzenausleger einleiten. Weiter ist bei einem Zugzylinder zwischen Spitzenausleger und Hauptausleger stets die Kraft von der sowieso schwächeren Ringseite aufzubringen. Es wird also ein sehr hoher Druck im Hydraulikmedium für die Ausführung der Stellbewegung benötigt. Da dieser Druck in sehr großer Höhe bereitgestellt werden muss, ist von der Hydraulikpumpe in der Nähe des Bodens ein noch höherer Druck erforderlich. An dieser Stelle stoßen die Hydrauliksysteme an ihre technischen und kostenmäßig vertretbaren Grenzen.
-
Erschwerend kommt hinzu, dass das schwenkbare Auslegerelement bzw. der Spitzenausleger in der Regel nur sehr selten verstellt wird. Diese Annahme unterstützt zwar die Verwendung kleiner Leistungsquerschnitte, bedingt jedoch auch, dass das Hydrauliköl sehr lange Zeit in der Leitung und im Verstellzylinder verbleibt. Steht und arbeitet der Kran längere Zeit auf einer kalten Baustelle, nimmt sowohl das Öl in der langen Zuführung als auch das Öl im Verstellzylinder die Umgebungstemperatur an. Die Temperaturänderung bewirkt einen deutlichen Anstieg der Viskosität des Öls. Bedingt durch die große Höhe des Verstellzylinders, den kleinen Leitungsquerschnitt sowie die Viskosität des Öls kann sich eine inakzeptabel langsame Verstellbewegung des Spitzenauslegers ergeben. Weiter verschärft wird das Problem durch das große Volumen an Hydrauliköl in einem Verstellzylinder. Dazu ist technisch bedingt bei der Verwendung eines Verstellzylinders stets dafür zu sorgen, dass beide Kammern, d. h. der Zylinderraum sowie der Raum um die Ringfläche, vollständig mit Hydraulikmedium gefüllt sind, da ansonsten bei einem Lastabriss die Gefahr besteht, dass der Spitzenausleger nach hinten wippt.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen alternativen Antrieb für die Ausführung der Wippbewegung eines zweiten Auslegerelementes zu schaffen, das wippbar an einem ersten Kranauslegerelement gelagert ist.
-
Gelöst wird diese Aufgabe von einem Kranauslegersystem gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Das System umfasst wie aus dem Stand der Technik bekannt wenigstens ein erstes Auslegerelement und wenigstens ein zweites Auslegerelement, das mittels mindestens eines Verstellantriebs wippbar an dem wenigstens einen ersten Auslegerelement gelagert ist.
-
Erfindungsgemäß wird anstelle der konventionellen Verwendung eines hydraulischen Verstellzylinders vorgeschlagen, wenigstens einen Motor mit rotierender Motorwelle als Verstellantrieb einzusetzen. Insbesondere vorteilhaft ist der Einsatz eines elektrischen oder hydraulischen Motors. Die Rotationsbewegung der Motorwelle kann insbesondere über eine formschlüssige Verbindung in die notwendige Bewegungsform, bevorzugt in eine translatorische Bewegung, zur Ausführung der Wippbewegung wandelbar sein.
-
Die Verwendung von Motoren mit rotierender Ausgangswelle vereinfacht die technische Konstruktion der Energieversorgung, insbesondere im Hinblick auf die möglichen langen Leitungswege zur Verbindungsstelle des ersten und zweiten Auslegerelementes und die Umgebungsbedingungen am Einsatzort.
-
Elektrische Energie kann bei verschiedensten Umgebungsbedingungen nahezu gleichbleibend effizient übertragen werden. Auch können die Leitungsquerschnitte wesentlich reduziert werden, was Bauraum und Gewicht im Bereich des Auslegersytems spart.
-
Bei einem hydraulischen Antrieb ist zwar auch Hydraulikmedium in die aus dem Stand der Technik bekannte große Höhe zu bringen, jedoch sind die abgekühlten Ölvolumen deutlich geringer. Somit ist das kalte und sehr viskose Hydraulikmedium schnell mit einem wärmeren und fließfreudigeren Hydraulikmedium aus dem Hydrauliktank ausgetauscht. Weiterhin sind die benötigten Drücke zur Versorgung des Hydraulikmotors wesentlich geringer, da der schnell laufende hydraulische Motor mit einem wesentlich geringeren Druck arbeitet, als ein konventioneller Verstellzylinder.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante besteht das Auslegersystem aus einem Hauptausleger als erstem Auslegerelement und einem daran wippbar gelagerten Spitzenausleger als zweitem Auslegerelement. Generell kann das Auslegersystem ein oder mehrere Gitterelemente als auch teleskopierbare Auslegerelemente umfassen. Sowohl der Hauptausleger als auch der Spitzenausleger kann beispielsweise als Teleskopausleger ausgeführt sein. Möglich ist auch eine Mischform aus Teleskopausleger mit einer schwenkbaren Gitterspitze. Denkbar ist auch eine Ausführungsvariante des Auslegersystems mit einem teleskopierbaren Ausleger, wobei zwei Teleskopschüsse des Auslegersystems schwenkbar bzw. wippbar miteinander verbunden sind.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Verstellantrieb als Spindelantrieb ausgeführt. Der Spindelantrieb kann neben dem erfindungsgemäßen Motor mit rotierender Motorwelle wenigstens eine durch den Motor angetriebene Spindel umfassen. Optional und besonders bevorzugt ist wenigstens ein Getriebe zwischengeschaltet, um die ausgehende Motordrehzahl in die gewünschte Spindeldrehzahl zu übersetzen. Das Getriebe kann vorzugweise als Planetengetriebe ausgeführt sein. Die Spindel ragt nach vorne und/oder hinten aus dem Getriebe heraus.
-
Spindel und Getriebe sind an verschiedenen Auslegerelementen montiert. Aufgrund der sich stets verändernden Geometrieverhältnisse des variablen Auslegersystems ist die Spindel endseitig mit dem ersten oder mit dem zweiten Auslegerelement schwenkbar verbunden, während das Getriebe schwenkbar mit dem zweiten oder dem ersten Auslegerelement schwenkbar verbunden ist. Besonders bevorzugt ist die Verbindung der Spindel und/oder des Getriebes mit dem Auslegerelement über auf einer Achse liegende Verbindungsstellen, insbesondere über eine Bolzenverbindung realisiert.
-
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Spindel mit dem Spitzenausleger an einer Verbindungsstelle schwenkbar verbunden, insbesondere verbolzt, während das Getriebe über eine Verbindungsstelle schwenkbar mit dem Hauptausleger verbunden ist.
-
Bei konventionellen Auslegersystemen war der Verstellzylinder bisher über entsprechende Adapter mit den Auslegerelementen verbunden. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise ebenfalls derartige Adapter eingesetzt, um die Spindel sowie das Getriebe mit den entsprechenden Auslegerteilen zu verbinden. Es kann wünschenswert sein, vorzugsweise im Fall einer Nachrüstlösung für bestehende Auslegersysteme, den neuartigen Verstellantrieb ohne nennenswerte Modifikation des Auslegers montieren zu können. Es ist daher wünschenswert, bestehende Adapter für die Montage des Verstellantriebes weiter zu nutzen. Vorzugsweise wird das Getriebegehäuse um ein oder mehrere Führungslaschen ergänzt, die die benötigte Montageform eines konventionellen Verstellzylinders nachbilden und eine gleichartige Montage des Getriebes am Adapter ermöglichen. Beispielsweise liegen die ein oder mehreren Führungslaschen in axialer Richtung am Getriebegehäuse an und ragen parallel zur Spindel nach hinten über das Getriebegehäuse hinaus, um dieses am bestehenden Adapter des ersten Auslegerelements montieren zu können.
-
Für die Verbindung mit den Adaptern sehen Spindel und Getriebe die von konventionellen Verstellzylindern bekannten Gegenverbindungselemente vor. Denkbar ist es, dass die Spindel endseitig eine zwei- oder mehrschnittige Bolzenaufnahme zur Verbindung mit dem Adapter bzw. Auslegerelement umfasst. Eine ebenfalls mehrschnittige Bolzenaufnahme kann endseitig durch die parallelen Führungslaschen gebildet sein.
-
Bei einer Neukonstruktion des Auslegersystems erweist es sich als vorteilhaft, wenn die bisherigen konventionellen Adapter gegen optimierte Adapter ausgetauscht sind. Durch die Anpassung der Adapterform kann eine optimierte Tragfähigkeit des Auslegersystems erreicht werden. Beispielsweise ist es denkbar, das Getriebe direkt über geeignete Verbindungsstellen des Getriebegehäuses mit dem Adapter des Hauptauslegers/Spitzenauslegers zu verbinden. Weiterhin kann der Adapter am zweiten Auslegerelement, d. h. am Spitzenausleger, hinsichtlich seiner Dimension, vorzugsweise Höhe, an die Länge der belasteten Spindelteils angepasst sein. Die dadurch vergleichsweise kurz bauenden Adapter des Auslegersystems ermöglichen eine flexible Anwendung des Krans gerade an schwer zugänglichen Stellen, wie z. B. bei Kranarbeiten in Hallen.
-
Die durch das Getriebe geführte Spindel kann mit ihrem unbelasteten Spindelabschnitt entweder zwischen den Führungslaschen aufgenommen sein oder frei durch das Getriebe nach hinten auf die Rückseite des ersten Auslegerelementes hinausragen.
-
Als Alternative zur Ausführung des Verstellantriebes als Spindelantrieb erweist sich ebenfalls eine Zahnrad-Zahnstangen-Kombination.
-
Neben dem erfindungsgemäßen Kranauslegersystem betrifft die Erfindung einen Kran mit wenigstens einem Kranauslegersystem gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung. Die Vorteile und Eigenschaften des Krans entsprechen offensichtlich denen des erfindungsgemäßen Kranauslegersystems, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird.
-
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Verstellantrieb für ein schwenkbar an einem ersten Auslegerelement gelagertes zweites Auslegerelement gemäß der vorliegenden Erfindung. Der erfindungsgemäße Verstellantrieb ist offensichtlich geeignet, bestehende Kranauslegersysteme nachzurüsten, indem der bestehende Verstellzylinder für die Ausführung der Wippbewegung durch den erfindungsgemäßen Verstellantrieb austauschbar ist. Die Anlenkpunkte des erfindungsgemäßen Verstellantriebs entsprechen offensichtlich denen des konventionellen Wippzylinders, sodass weitergehende Modifikationen, insbesondere der Adapter und/oder der Auslegerelemente nicht notwendig sind. In diesem Fall ist es zweckmäßig, den Verstellantrieb über einen oder mehrere Führungslaschen am Auslegersystem zu befestigen.
-
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1: eine Ansicht eines konventionellen Verstellzylinders gemäß dem Stand der Technik,
-
2: eine Ansicht des erfindungsgemäßen Verstellantriebes gemäß einer ersten Ausführungsvariante für die Nachrüstung eines bestehenden Auslegersystems,
-
3: eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Verstellantriebes gemäß einer alternativen optimierten Ausgestaltung,
-
4: ein Auslegersystem gemäß dem Stand der Technik,
-
5: das erfindungsgemäße Auslegersystem mit der Lösung des Verstellantriebs gemäß 2 und
-
6: ein weiteres erfindungsgemäßes Auslegersystem mit dem Verstellantrieb gemäß 3.
-
4 zeigt ein konventionelles Auslegersystem gemäß dem Stand der Technik, bestehend aus einem Hauptausleger 30 sowie einem daran schwenkbar gelagerten Spitzenausleger 10. Zur Ausführung der Wippbewegung ist ein konventioneller hydraulischer Verstellzylinder 5 vorgesehen, der stangenseitig mit dem Spitzenausleger 10 sowie zylinderseitig mit dem Hauptausleger 30 verbunden ist.
-
Die Montage des Spitzenauslegers 10 am Hauptausleger 30 sowie die Befestigung des Verstellzylinders 5 erfolgt über entsprechende Adapter 40, 50. Am Adapter 50 des Hauptauslegers ist zudem die Führungsrolle 60 zur Umlenkung des Hubseils 61 befestigt. Da der Hauptausleger 30 teleskopierbar gestaltet ist, kann sich bei entsprechender Auslegerlänge ein sehr großer Abstand des Verstellzylinders 5 zum Kranoberwagen einstellen. Die damit verbundenen Probleme bei der hydraulischen Versorgung des Verstellzylinders 5 aus dem Oberwagen wurden bereits in der Einleitung ausgiebig diskutiert.
-
Die technische Ausgestaltung des Verstellzylinders 5 ist der 1 zu entnehmen. Insbesondere ist die am Stangenende dargestellte Verbindungsstelle 11 ersichtlich, die eine Lagerung der Kolbenstange am Spitzenausleger 10 bzw. am entsprechenden Adapter 40 ermöglicht. Am Ende des Kolbens ist eine weitere Verbindungsstelle 12' vorgesehen, um den Verstellzylinder 5 am Adapter 50 und damit am Hauptausleger 30 zu befestigen.
-
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des neuartigen Verstellantriebs 20 ist in 2 dargestellt. Diese Lösung eignet sich zum Nachrüsten bestehender Auslegersysteme gemäß 4. In diesem Fall kann der bestehende Verstellzylinder 5 demontiert und ohne weitere Modifikationen durch den neuartigen Antrieb 20 gemäß 2 getauscht werden. Anpassungen der Energieversorgung sind selbstverständlich notwendig und gerade beabsichtigt.
-
Der gezeigte Verstellantrieb 20 der 2 ist ein Spindelantrieb mit einem elektrischen oder hydraulischen Motor 3, dessen rotierende Ausgangswelle über das Getriebe 2 die Spindel 4 antreibt. Die Rotationsbewegung des Motors 3 wird folglich in eine translatorische Bewegung der Spindel 4 gewandelt, wodurch die Neigung des Spitzenauslegers 10 zum Hauptausleger 30 verstellt werden kann. Der Motor 3 kann als Hydraulikmotor oder auch als Elektromotor ausgeführt sein.
-
Für die Nachrüstbarkeit wird das Getriebegehäuse um zwei parallel verlaufende Führungslaschen 6 ergänzt, die in axialer Richtung der Spindel 4 über die Gehäusekante des Getriebes 2 nach hinten ragen. Endseitig weisen beide Führungslaschen 5 Bolzenaufnahmen 12 zur Anbindung am Adapter 50 des in 5 dargestellte Auslegersystems auf. Das Auslegersystem der 5 entspricht bis auf den ausgetauschten Verstellantrieb der Variante gemäß 4. Am vorderen Spindelende ist ebenfalls eine Verbindungsstelle 11 vorgesehen, die derjenigen Verbindungstelle 11' der Kolbenstange aus 1 entspricht.
-
Aufgrund der sich stets verändernden Geometrieverhältnisse ist die Spindel 4 mit dem Adapter 40 des Spitzenauslegers 10 über die Verbindungsstelle 11 schwenkbar verbunden, insbesondere verbolzt. Ebenso ist auch das Getriebe 2 über die Verbindungsstelle 12 der Führungslaschen 6 schwenkbar mit dem Adapter 40 des Hauptauslegers 30 verbunden.
-
Die Spindel 4 ist durch das Sonnenrad des Getriebes 2 hindurchgeführt, so dass der unbelastete Teil der Spindel 1, d. h. der Teil der nach hinten aus dem Getriebegehäuse herausragt, zwischen den Führungslaschen 6 aufgenommen ist.
-
Die Montage des Spindelantriebes 20 könnte auch um 180° erfolgen, so dass die Spindel mit dem Adapter 50 und das Getriebe mit dem Adapter 40 verbunden ist.
-
Die Darstellung gemäß 3 zeigt eine optimierte Lösung des erfindungsgemäßen Verstellantriebes 21, die sich jedoch nicht zum Nachrüsten bekannter Auslegersysteme eignet. Die Montage des Verstellantriebes 21 am Auslegersystem ist der 6 zu entnehmen. Für die optimierte Lösung der 3 wurden die Adapter 41, 51 neukonstruiert und an die Abmessung des erfindungsgemäßen Verstellantriebes 21 angepasst. Die Neukonstruktion des gesamten Auslegersystems führt zu einer Optimierung der Tragfähigkeit.
-
Die Konstruktion des Verstellantriebes 21 entspricht im Wesentlichen der Konstruktion gemäß 2. Gleiche Bauteile wurden mit identischen Bezugszeichen versehen. Gegenüber der Ausführung in 2 wurden jedoch die Verbindungsstellen 22, 23 an die neuen Adapter 41, 51 des Auslegersystems aus 6 angepasst.
-
Die Spindel wird mit dem neuen Adapter 41 des Spitzenauslegers 10 über die Verbindungstelle 22 schwenkbar verbunden, insbesondere verbolzt. Zusätzlich existieren direkt am Gehäuse des Winkelgetriebes 2 Verbindungsstellen 23 in Form seitlich abstehender Zapfen, die in komplementäre Verbindungsstellen am Adapter 51 eingreifen. Der unbelastete Teil der Spindel 4 ragt durch das Getriebe 2 nach hinten auf die Rückseite des Hauptauslegers 30 hindurch. An der Rückseite des Hauptauslegers 30 ist ausreichend Platz vorhanden, da das Hubseil 61 über die Umlenkrolle 60 geführt ist.
-
Der kurze nach vorne aus dem Getriebe 2 herausragende belastete Teil der Spindel 1 ist mit dem Adapter 41 hinsichtlich der Länge abgestimmt. Dadurch entstehen kurz ausgeführte Adapter 41, 51, die die Flexibilität des Krans an beengten Einsatzorten, insbesondere bei Kranarbeiten in Hallen, verbessern.
-
Die Spindel 4 der Antriebe 20, 21 kann selbsthemmend ausgeführt werden. Dies kann über die mechanische Ausführung, d. h. die Steigung der Spindel, sichergestellt sein. Um dies bei einer Lösung über Verstellzylinder 5 gemäß dem Stand der Technik (1, 4) zu realisieren, wird normalerweise eine Vielzahl an Ventilen benötigt. Jedes Bauteil weist dabei eine individuelle Ausfallwahrscheinlichkeit auf. Die erfindungsgemäße Lösung reduziert demgegenüber die Anzahl der notwendigen Bauteile und steigert die Verfügbarkeit des Gesamtgerätes. Die resultierende Ausfallwahrscheinlichkeit sinkt.
-
Alternativ zum gezeigten Spindelantrieb 20, 21 der 2, 3 kann der erfindungsgemäße Verstellantrieb 20, 21 auch auf Grundlage einer Zahnstangen-Zahnrad-Kombination ausgeführt sein. Hierbei wird die Spindel 1 von einer Zahnstange und das Getriebe 2 durch ein entsprechend angetriebenes Zahnrad ersetzt.
