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Die Erfindung betrifft einen Unterwagen für einen Mobilkran mit einer kastenförmigen tragenden Struktur und einen Mobilkran mit einem Unterwagen.
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Mobilkrane bestehen aus einem Fahrzeuggestell, das die notwendigen Antriebskomponenten aufweist und die tragende Struktur für den Kranaufbau bereitstellt. Der Krankaufbau kann entweder direkt auf dem Fahrgestell montiert sein oder das Fahrgestell selbst ist als Unterwagen konstruiert, auf dem vorzugsweise drehbar ein Oberwagen aufgesetzt ist, der die notwendigen Krankomponenten beinhaltet.
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Das Fahrgestell, nicht notwendigerweise ein Straßenfahrwerk, umfasst den Verbrennungsmotor, etwaige Antriebskomponenten, wie Getriebe, Hydraulikpumpen, etc., sowie ein Fahrerhaus, das üblicherweise an der Vorderseite des Fahrgestells befestigt ist. Für den Kranbetrieb sind bei Straßenfahrwerken regelmäßig zusätzliche Abstützvorrichtungen vorgesehen.
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Der Aufbau des Unterwagens basiert üblicherweise auf einer verwindungssteifen Stahlkonstruktion aus hochfestem Feinkornbaustahl. Die statisch optimale Form ist ein vollständig geschlossener Kasten aus einzelnen Stahlträgern bzw. Stahlelementen. Aufgrund des begrenzten Bauraums bei Mobilkranen lässt sich diese optimale Form oftmals nicht in allen Bereichen des Kranes umsetzen und es wird stattdessen auf zueinander versetzte I-Träger oder andere Kompromisslösungen zurückgegriffen.
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Notwendige Antriebskomponenten des Fahrwerks bzw. des Krans werden im gebildeten Innenraum der Rahmenstruktur montiert. Zu Wartungszwecken müssen diese zugänglich sein, weshalb die Bleche mit Ausnehmungen versehen werden. Nachteilig wird dadurch jedoch die Steifigkeit des gesamten Unterwagens negativ beeinflusst. Unangenehme Vibrationen und Schwingungen der Fahrzeugkabine, die sich durch die reduzierte Steifigkeit der Rahmenstruktur erklären lassen, können die Folge sein. Problematisch ist dieses Phänomen gerade bei Mobilkranen mit langen Vorderteilen und Klappholmen. Es ist daher wünschenswert, diesem Phänomen in der Zukunft durch gezielte Rahmenmodifikationen Abhilfe zu schaffen.
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Aus der
DE 102 47 420 B3 ist ein Kombirahmen für eine Vorderwagenstruktur eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche eine gitterförmige Struktur aufweist.
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Die
DE 19 18 404 A offenbart einen Autokran mit einem gitterförmigen Kranwagen-Gerüst.
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Aus der
DE 10 2009 018 101 A1 ist ein Fahrgestell mit einer zumindest abschnittsweise als Gitterrohrrahmen ausgebildeten Rahmenstruktur bekannt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Neukonstruktion eines derartigen Unterwagens, der einerseits eine bessere Zugänglichkeit der integrierten Krankomponenten gestattet und andererseits die resultierende Steifigkeit des Unterwagens erhöht oder zumindest nicht weiter beeinträchtigt.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Unterwagen gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Mobilkran gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Unterwagens sind Gegenstand der sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird ein Unterwagen für einen Mobilkran vorgeschlagen, der eine kastenförmige tragende Struktur aufweist. Kennzeichnend für den erfindungsgemäßen Unterwagen ist, dass zumindest ein Längsabschnitt der gebildeten Kastenform als Gitterrahmen ausgebildet ist. Ausgehend von der üblicherweise bekannten kastenförmigen tragenden Struktur eines Unterwagens wird in Längsrichtung ein beliebiger Abschnitt des Kastens durch einen Gitterrahmen ersetzt. Dabei schließt sich auf Grundlage einer Kastenkonstruktion aus Blech an dessen in Fahrtrichtung gesehen Vorder- und/oder Hinterseite wenigstens ein Gitterrahmen an, wobei der wenigstens eine Gitterrahmen die Verbindung zwischen Fahrerkabine und der Blechkastenkonstruktion des Unterwagens bildet, oder die Verbindung zwischen Verkleidungen im Bereich des Hinterteils und der Blechkastenkonstruktion des Unterwagens bildet, oder beides.
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Dieser Gitterrahmen ist nicht nur leichter als die vorbekannte Blechkonstruktion, sondern bietet zudem einen besseren Zugang zum Innenraum der gebildeten Kastenstruktur. Dies erleichtert den Zugang zu integrierten Antriebskomponenten des Krans zu Wartungs- und Montagezwecken. Ferner zeichnet sich der Gitterrahmen durch eine zufriedenstellende Steifigkeit aus, wodurch die aus dem Stand der Technik bekannten Schwingungen innerhalb des Unterwagens deutlich minimiert werden können.
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Die konkrete Ausgestaltung des Gitterrahmens ist zunächst beliebig, orientiert sich jedoch am Vorbild bekannter Gitter- bzw. Fachwerkkonstruktionen, um bei geringerer Materialmenge hohe Steifigkeitswerte zu erzielen.
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Bei einer Anordnung des Gitterrahmens am Vorderteil der kastenartigen Blechkonstruktion bildet der Gitterrahmen folglich die Verbindung zwischen Fahrerhaus und tragendem Stahlbau. Da an dieser Stelle üblicherweise die Komponenten des Fahrantriebes sitzen, kann durch die Integration des Gitterrahmens eine verbesserte Zugänglichkeit zu diesen Komponenten geschaffen werden. Die üblicherweise auftretenden Schwingungen werden durch die bessere Steifigkeit des Gitterrahmens spürbar reduziert.
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Die tragende Stahlkonstruktion weist vorzugsweise passende Anschlussstellen für den Anschluss der Gitterkonstruktion auf, damit diese nicht nur stumpf auf ein stehendes Blech aufgeschweißt werden.
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Denkbar ist es bei einer Anordnung des Gitterrahmens am Vorderteil der kastenartigen Blechkonstruktion, dass an dem der Stahlkonstruktion gegenüberliegenden Ende des Gitterrahmens zusätzlich ein Befestigungsmittel, vorzugsweise eine Mulde, zur Aufnahme eines Fahrerhauses vorgesehen ist. Die Mulde kann vorzugsweise wie bisher als Blechkonstruktion ausgeführt sein.
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In einer konkreten Ausgestaltung des Unterwagens umfasst der Gitterrahmen wenigstens drei, vorzugsweise vier, in Fahrwerklängsrichtung verlaufende Stiele, die über Aussteifungen miteinander verbunden sind. Die Stiele können zumindest abschnittsweise rohrartig sein. Weiterhin können diese zueinander parallel oder auch windschief verlaufen. Denkbar ist auch eine Kombination, wonach die Stiele abschnittsweise parallel und abschnittsweise windschief zueinander verlaufen.
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Die verwendeten rohrartigen Stiele können entweder identische Durchmesser und/oder Wandstärken umfassen oder alternativ abweichende Durchmesser und/oder Wandstärken aufweisen. Zudem können der Durchmesser und/oder die Wandstärke ein oder mehrerer Stiele über die Länge konstant sein oder variieren. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die Stiele ein oder mehrere Knicke und/oder Stöße umfassen.
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Die verwendeten Aussteifungen zur Verbindung der Stiele sind ebenfalls zumindest abschnittsweise als Rohre ausgestaltet. Denkbar sind jedoch auch andere Profile bzw. der Einsatz beliebiger Schweißkonstruktionen ist vorstellbar. Die Aussteifungen sind idealerweise derart angeordnet, sodass diese die Stiele in Form von Diagonal- bzw. Nullstäben miteinander verbinden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Unterwagens umfasst der Gitterrahmen innenliegend in der Rahmenstruktur ein oder mehrere Antriebskomponenten eines Krans, so zum beispielsweise einen Antriebsmotor und/oder Schaltgetriebe und/oder ein Verteilergetriebe und/oder eine Gelenkwelle. Der Antriebsmotor ist beispielsweise ein Verbrennungsmotor. Für die Befestigung der Komponenten innerhalb der Gitterstruktur sind etwaige Aufnahme- bzw. Befestigungsmittel an den Stielen und/oder Aussteifungen vorgesehen.
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Ferner besteht die Möglichkeit, weitere Krankomponenten und/oder Anbauteile an dem Gitterrahmen außen anzubringen, so zum beispielsweise einen Kühler und/oder Luftfilter sowie ein oder mehrere Fahrachsen und/oder eine mechanische Lenkung und/oder Standflächen für Arbeitsbereiche, z.B. Laufbleche und/oder Ablagekonsolen und/oder Verkleidungen.
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Für die Anordnung der Fahrzeugachsen umfasst der Gitterrahmen vorzugsweise ein oder mehrere Achsböcke, die an den längsverlaufenden Stielen der Rahmenstruktur befestigt sind. Denkbar ist es, dass sich die Stiele durch entsprechende Öffnungen der Achsböcke hindurchstrecken und/oder die Achsböcke mit den Stielen verschweißt sind. Zudem sind etwaige Anschlussstellen für die Aufnahme einer Achsfederung vorgesehen. Weiterhin umfasst der Gitterrahmen ein oder mehrere Anschlussstellen für bekannte Schiebeholmkästen zur Abstützung des Mobilkrans während der Kranarbeit.
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Neben dem erfindungsgemäßen Unterwagen betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls einen Mobilkran mit einem Unterwagen gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Mobilkran zeichnet sich offensichtlich durch dieselben Vorteile und Eigenschaften wie der erfindungsgemäße Unterwagen aus, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1a, 1b: Darstellungen eines bekannten Unterwagens in konventioneller Blechbauweise,
- 2: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Unterwagens für einen Mobilkran,
- 3: eine perspektivische Detailansicht des erfindungsgemäßen Unterwagens aus 2 im Bereich des Gitterrahmens,
- 4: eine Seitendarstellung der Konstruktion aus 3.
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Die 1a, 1b zeigen nochmals den aus dem Stand der Technik bekannten Unterwagenaufbau für einen Mobilkran. Zu sehen ist der vordere Bereich des Unterwagens, der als übliche Blechkonstruktion ausgestaltet ist. Am vorderen Ende befindet sich eine Mulde 2 zur Aufnahme eines Fahrerhauses. Diese ist unmittelbar an die kastenförmige Blechkonstruktion 1 des Unterwagens angeschlossen. Im Hohlraum der Kastenstruktur 1 werden benötigte Antriebskomponenten des Fahrwerks und/oder der Krankomponenten installiert. Um deren Zugänglichkeit zu Wartungszwecken zu gewährleisten, sind Ausnehmungen 3 in den verschweißten Blechen vorgesehen. Diese Ausnehmung 3 in der Seitenwand der Blechkonstruktion beeinträchtigt jedoch deren Steifigkeit, wodurch während des Kran- bzw. Fahrbetriebes Schwingungen des Fahrerhauses auftreten können.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Unterwagens 10 für einen Mobilkran. Diese Lösung besteht aus einen Rahmenvorderteil, das eine Verbindung zwischen dem nicht dargestellten Fahrerhaus und dem tra- genden Stahlbau des Krans herstellt. Das Rahmenvorderteil ist in Form eines Gitterrahmens 11 konstruiert und ersetzt vollständig ein Längssegment der Kastenstruktur. Der Stahlbau ist übiicherweise als kastenförmige Blechkonstruktion 12 ausgestaltet die den Drehkranz 13 für die Montage des Oberwagens beinhaltet. Am vorderen Ende des Gitterrahmens 11 ist eine Mulde 14 vorgesehen, die zur Aufnahme des Fahrerhauses dient. Diese Mulde 14 ist ebenfalls als Blechkonstruktion gefertigt.
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Zur detaillierten Erläuterung des Gitterrahmens 11 wird auf die perspektivische Darstellung der 3 verwiesen, die in 4 nochmals in einer Seitenansicht gezeigt ist. Anhand der Figurendarstellungen ist erkennbar, dass der Gitterrahmen 11 aus vier Eckstielen 21, 22 in Form von Rohren besteht. Diese Eckstiele 21, 22 verlaufen zumindest abschnittsweise parallel zueinander, wie dies im mittleren Bereich 11' des Gitterrahmens 11 der Fall ist. In Richtung der Mulde 14 ist jedoch ein Stoß im Rohrverlauf der oberen Eckstiele 21 zu sehen, wodurch die oberen Eckstiele im Bereich 11" schräg nach unten in Richtung der unteren Eckstiele 22 verlaufen. Die Höhe des Gitterrahmens 11 nimmt in Richtung der Mulde 14 ab. Weiterhin ist erkennbar, dass die untenliegenden Eckstiele 22 in Richtung der Blechkonstruktion 12 ebenfalls einen Stoß umfassen, der die Eckstiele schräg nach unten verlaufen lässt, sodass die Höhe des Gitterrahmens 11 im Bereich 11 '''zunimmt.
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Die Eckstiele 21, 22 können theoretisch unterschiedliche Querschnitte, d.h. Durchmesser bzw. Wandstärken aufweisen. In der Darstellung der 3 sind diese jedoch identisch. Die Eckstiele 21, 22 werden durch Aussteifungen 23, 24 miteinander verbunden, die als Diagonalstäbe 23 sowie Nullstäbe 24 dienen. Null- und Diagonalstäbe 23, 24 bestehen aus Rohren, können jedoch auch andere Profile sein oder als Schweißkonstruktionen ausgestaltet sein. Sie verteilen sich auf alle Seitenflächen des Gitterrahmens 11.
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Der gewählte Gitterrahmen 11 sorgt für eine ausreichende Steifigkeit des Unterwagens 10, insbesondere für eine schwingungsarme Anbindung des Fahrerhauses an die tragende Stahlkonstruktion des Unterwagens 10. Darüber hinaus ergibt sich eine problemlose Einbindung notwendiger Antriebskomponenten des Fahrwerks in den gebildeten Innenraum des Gitterrahmens 11, die sich durch eine hervorragende Zugänglichkeit von außen auszeichnet. Zum beispielsweise können der Verbrennungsmotor, ein Verteilergetriebe sowie etwaige Gelenkwellen und anderweitige Komponenten zugänglich im Hohlraum des Gitterrahmens 11 untergebracht werden. Montage und Service werden deutlich vereinfacht. Bei geschlossenen Kastenprofilen 1 ist speziell die Zugänglichkeit ein Problem, da der Motor seitlich nur durch Schächte 3 erreichbar ist. Durch die wesentlich verbesserte Zugänglichkeit zum Motor auf Basis der Fachwerkkonstruktion 11 kann der Gitterrahmen 11 höher ausgeführt werden, was zusätzlich die Steifigkeit um die Y-Achse erhöht.
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Gleichzeitig können durch die erfindungsgemäße Konstruktion Fertigungskosten gesenkt und das resultierende Gesamtgewicht des Unterwagens 10 reduziert werden. Im Hauptbereich der tragenden Konstruktion des Gitterrahmens 11 werden keine Bleche mehr eingesetzt, sondern es wird lediglich auf Aussteifungen, Anbindungen sowie Konsolen zurückgegriffen.
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Durch Rohrstöße in den Eckstielen 21, 22 müssen diese nicht gerade verlaufen. Wenn Knicke und Stöße in die entsprechenden Knotenpunkte fallen, kann der zu Verfügung stehende Bauraum besser ausgenutzt werden, ohne dass zusätzliche Maßnahmen wie Aussteifungen erforderlich sind. Windschief verlaufende Eckstiele 21, 22 sind ebenfalls ohne Zusatzaufwand realisierbar.
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Erkennbar ist ebenfalls, dass der Gitterrahmen 11 zusätzliche Trägerprofile 25 für die Anbindung der Fahrzeugachsen sowie den Anschluss etwaiger Schiebeholmkästen vorsieht. In der 3 ist dabei erkennbar, dass die Achsfederung über das Trägerprofil 25 an der Struktur angelenkt wird, und die gesamte Achskonstruktion über die Achsböcke 26 aufgenommen wird. Die konkrete Lage der Achsböcke 26 sowie Trägerprofile 25 ist nochmals der Seitendarstellung der 4 zu entnehmen.
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Der Anschluss des Gitterrahmens 11 an die tragende Blechkonstruktion 12 erfolgt über spezielle Anschlussstellen sodass die Eckstiele 21, 22 nicht nur stumpf auf das stehende Blech der Blechkonstruktion 12 aufgeschweißt werden müssen. Grundsätzlich können die Teile auch über Schraubverbindungen oder Bolzen angeschlossen sein.
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Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart die Verwendung eines Gitterrahmens 11 im vorderen Teilbereich eines Unterwagens 10. Der Einsatz des Gitterrahmens 11 ist jedoch auch im Bereich des Rahmenhinterteils denkbar, insbesondere dann, wenn eine hohe Steifigkeit verlangt ist und eine bessere Zugänglichkeit zu angeordneten Krankomponenten erfordert wird. Das Ausführungsbeispiel zeigt zudem rohrförmige Eckstiele 21, 22 sowie rohrförmige Null- und Diagonalstäbe 23, 24. Der Einsatz von anderen Halbzeugen bzw. Profilformen ist jedoch ebenfalls möglich, die sowohl offen als auch geschlossen ausgeführt sein können. Denkbar ist es ebenfalls, dass die einzelnen Profile aus dem Grundblech umgeformt sind. Generell müssen die Hauptelemente 21, 22 sowie die Aussteifungen 23, 24 nicht gerade ausgeführt sein, sondern können auch leicht gebogen verlaufen.
