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Die Erfindung betrifft einen Mobilkran mit einem Unterwagen und einem gegenüber dem Unterwagen um eine Drehachse drehbaren Oberwagen, sowie eine am Oberwagen angeordnete Ballastaufnahmevorrichtung mit mindestens einem Ballastierzylinder zur Aufnahme eines Ballastes.
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Mobilkrane benötigen auf einer Baustelle einen bauartbedingten Arbeitsraum, um eine vollständige und sicherheitsgemäße Funktionsweise zu gewährleisten. Aufgrund von Störkanten auf der Baustelle, die sich durch Mauern, Bepflanzungen oder weitere Arbeitsgeräte ergeben können, steht oft nur ein begrenzter Platz zur Verfügung.
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Dabei wird der benötigte Arbeitsraum im Wesentlichen von zwei Faktoren bestimmt. Während den ersten Faktor die Abstützbasis darstellt, die durch die jeweiligen rüstzustandsabhängigen Abstützvorrichtungen definiert ist, bestimmt als zweiter wesentlicher Faktor der Oberwagendrehradius, das heißt die äußerste Kante des Oberwagens beim Drehen des Oberwagens um den Unterwagen, den Arbeitsraum des Mobilkrans. In der Regel wird dieser Oberwagendrehradius durch die montierten Ballastplatten bzw. die Vorrichtung zur Aufnahme der Ballastplatten beeinflusst, da häufig eine montierte Ballastaufnahmevorrichtung inklusive der Ballastplatten am weitesten aus dem Oberwagen herausragt.
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Wird der Oberwagendrehradius verkleinert, so verkleinert sich zwar auf der einen Seite der benötigte Arbeitsraum für den Mobilkran. Auf der anderen Seite wird aber der Abstand vom Schwerpunkt des Ballastes zur Drehachse des Oberwagens um den Unterwagen verringert. Dies wiederum verringert aber das Moment, das dem von der Last hervorgerufenen Lastmoment entgegenwirkt.
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Bereits die
DE 20 2010 002 364 U1 nimmt sich dieser Problemstellung an und gibt einen Mobilkran an die Hand, der einen erste und eine zweite Ballastaufnahmevorrichtung aufweist, die sich hinsichtlich ihrer physikalischen Dimensionierung voneinander unterscheiden und welche wahlweise mit dem Oberwagen des Mobilkrans lösbar verbunden bzw. verbindbar sind. Die verwendete Ballastaufnahmevorrichtung definiert den Oberwagendrehradius, der durch das äußerste Bauteil bzw. die äußerste Kante der Ballastaufnahmevorrichtung in radialer Richtung bei einer Drehbewegung des Oberwagens beschrieben wird. Durch die wahlweise Montage der ersten oder der zweiten Ballastaufnahmevorrichtung am Mobilkran können die Abstützbasis und der Oberwagendrehradius aufeinander abgestimmt werden. Diese Lösung optimiert zwar den Oberwagendrehradius, führt aber dazu, dass zwei getrennte Ballastaufnahmevorrichtungen vorzusehen und seitens des Betreibers des Mobilkrans vorzuhalten sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Mobilkran derart weiterzubilden, dessen Bauart den benötigten Arbeitsraum auf der Baustelle mit möglichst wenigen zusätzlichen Bauteilen minimiert.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist ein Mobilkran mit einem Unterwagen und einem gegenüber dem Unterwagen um eine Drehachse drehbaren Oberwagen, sowie einer am Oberwagen angeordneten Ballastaufnahmevorrichtung mit mindestens einem Ballastierzylinder zur Aufnahme des Ballastes geschaffen, bei dem die Lage der den Ballast aufnehmenden Ballastierzylinder in der Ballastaufnahmevorrichtung derart veränderbar ist, dass der Ballast in Positionen unterschiedlichen Abstands zur Drehachse des Oberwagens aufnehmbar ist.
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Besonders vorteilhaft ist es also bei dem erfindungsgemäßen Mobilkran nicht mehr notwendig, unterschiedlich dimensionierte Ballastaufnahmevorrichtungen vorzuhalten. Vielmehr kann mit einer variabel angeordneten Ballastaufnahmevorrichtung ein unterschiedlicher Oberwagendrehradius geschaffen werden. Dabei kann die Ballastaufnahmevorrichtung den Ballast in zumindest zwei verschiedenen Positionen aufnahmen. Jede Position weist einen eigenen Abstand zur Drehachse des Oberwagens um den Unterwagen auf. Somit kann dasselbe Gegengewicht ein unterschiedliches Gegengewichtsmoment aufbringen und dem jeweiligen aufzunehmenden Lastmoment entgegenwirken.
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Grundsätzlich ist es ja sinnvoller, das Standmoment nicht durch die Erhöhung des Gegengewichts, sondern durch die Vergrößerung des Radius des Ballastes zu erzeugen, da das Gegengewicht selbst ja auch als Normalkraft auf den Unterwagen wirkt. Durch Reduzierung des mitgeführten Gegengewichts aufgrund der Möglichkeit der Vergrößerung des Oberwagendrehradius kann also der Unterwagen entlastet werden.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
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Gemäß einer erster konkreten Lösung für die Lageveränderung der Ballastierzylinder kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, die Ballastierzylinder auf Schienen zu lagern und entsprechend zur Längsachse des Oberwagens zu verschieben, um so den Abstand von der Drehachse jeweils zu vergrößern oder zu verkleinern. Bei einer Verschiebbarkeit der Ballastierzylinder entlang entsprechender Schienen ist vorzugsweise ein Antrieb, beispielsweise eine hydraulische Kolbenzylinderanordnung, zum Verschieben der Hydraulikzylinder entlang der Schienen vorgesehen. Bei Vorsehen eines entsprechenden Antriebs können die Ballastierzylinder innerhalb des Verstellbereichs in beliebigem Abstand von der Drehachse positioniert und durch Fixieren des Antriebs ortsfest fixiert werden.
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Gemäß einer alternativen Lösung im Rahmen der Erfindung können anstelle der beweglichen Ballastierzylinder auch ortsfeste Ballastierzylinder eingesetzt werden. In diesem Fall sind vorzugsweise vier Ballastierzylinder ortsfest am Oberwagen angeordnet, wobei diese jeweils paarweise bezogen auf die Drehachse des Oberwagens hintereinander angeordnet sind. Dabei ist jeweils das näher an der Drehachse liegende Paar der Ballastierzylinder oder das ferner von der Drehachse wegliegende Paar der Ballastierzylinder zur Aufnahme des Ballastes aktivierbar. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Gegengewichtsradius also von der Auswahl der verwendeten Ballastierzylinder festgelegt.
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Schließlich ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der mindestens eine Ballstierzylinder um eine bezogen auf den Oberwagen vertikale Schwenkachse verschwenkbar. Dabei ist der Ballastierzylinder vorteilhaft über einen Arretiermechanismus in seiner Position fixierbar. Bei dieser Lösung sind vorteilhaft zwei arretierbare Positionen vorgesehen. Es können aber auch stufenweise mehr arretierbare Positionen zur Festlegung des jeweiligen Schwenkwinkels des mindestens einen schwenkbaren Ballastierzylinders vorgesehen sein.
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Vorzugsweise sind zwei schwenkbare Ballastierzylinder vorgesehen, die in Schwenkkonsolen aufgenommen sind, die wiederum um die vertikalen Schwenkachsen verschwenkbar sind.
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Bei einer besonders günstigen Ausführungsvariante ist zum Verschwenken der Ballastierzylinder eine Handbedienung, also Muskelkraft vorgesehen. Um die notwendigen Kräfte im vertretbaren Rahmen zu halten, ist vorzugsweise eine leichtgängige Lagerung, beispielsweise aus Bronze oder Polyamid, vorgesehen.
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Bei einer etwas aufwendigeren Ausführungsform kann alternativ natürlich auch ein Antrieb beispielsweise über pneumatische Kolbenzylinderanordnung, hydraulische Kolbenzylinderanordnung oder auch eine hydraulisch angetriebene Spindeleinheit vorgesehen sein.
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Der Arretiermechanismus zur Festlegung des Ballastierzylinders in einer bestimmten Schwenklage besteht vorteilhaft aus einem federbelasteten Bolzen, der gegen die Federkraft ziehbar ist. Dadurch kann das Schwenken der jeweils an einer Schwenkkonsole angeordneten Ballastierzylinder vom Boden aus durchgeführt werden. Hier kann von der Bedienperson über eine Stange ein federbelasteter Bolzen gezogen und nachfolgend die Schwenkkonsole gedreht werden. Der Bolzen selbst arretiert sich dann aufgrund der Federbelastung selbstständig in einer der entsprechend vorgesehenen Endlagen.
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Schließlich ist vorteilhaft eine Lagenüberwachung der Position des jeweiligen Ballastierzylinders integriert, die in der Lage ist, die jeweilige Position des überwachten Ballastierzylinders an die Kransteuerung weiterzugeben. Die Lage des Gegengewichts, die ja durch die jeweilige Lage des Ballastierzylinders ermittelbar ist, ist ein Kriterium für die anzuwendende Traglasttabelle des Kranes. Durch die Überwachung der Lage der Schwenkkonsolen kann menschliches Versagen bei der Eingabe der der Traglasttabelle zugrundeliegenden Daten ausgeschlossen werden, da die Eingabe automatisiert ist.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1a, 1b: jeweils eine seitliche Ansicht sowie eine Draufsicht eines Teils eines Mobilkrans gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der Ballast für einen kleinen Oberwagenradius aufgenommen ist,
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2a, 2b: eine der 1 entsprechende Darstellung des Mobilkrans, bei dem der Ballast aber in einer Position aufgenommen ist, bei der ein großer Oberwagendrehradius realisiert ist,
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3: eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung des Mobilkrans gemäß der 1 bzw. 2 zur Verdeutlichung der Bedienung des Schwenkmeachanismus,
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4: eine Draufsicht und eine vergrößerte Seitenansicht in Blickrichtung A-A entsprechend der Draufsicht zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Arretiermechanismus und
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5: eine skizzenhafte Darstellung zur Verdeutlichung der Lage des Ballastes nach Ablegen auf den Unterwagen.
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Die 1a und 1b zeigen jeweils einen nur in Teilen dargestellten Mobilkran 10, der eine Ballastaufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines Ballastes 12 aufweist. Der Mobilkran weist einen Unterwagen 14 und einen um eine Drehachse 16 auf dem Unterwagen 14 drehbar angeordneten Oberwagen 18 auf.
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Gemäß der Erfindung ist die Ballastaufnahmevorrichtung derart am Oberwagen 18 angeordnet, dass sie lageveränderlich ist. Hierdurch kann der Oberwagendrehradius von einem kleinen Radius (1a, 1b) auf einen großen Radius (2a, 2b) umgestellt werden.
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Die Lageveränderung der Ballastaufnahmevorrichtung wird im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel durch schwenkbare Ballastierzylinder 20 realisiert (vgl. vergrößerte Detaildarstellung der 1b bzw. der 2b). Die Ballastierzylinder 20 sind, wie sich aus dem vergrößerten Ausschnitt der 2b am deutlichsten zeigt, in einer Schwenkkonsole 22 aufgenommen. Die Schwenkkonsole 3 ist dabei jeweils um eine vertikale Schwenkachse 24 verschwenkbar. Der unterschiedliche Gegengewichtsradius (wie in den 1a und 1b im Vergleich zu den 2a und 2b dargestellt ist) wird also durch den Schwenkwinkel und die Dimension, das heißt die Länge der Schwenkkonsole 22 bestimmt. Um den Ballastierzylinder 20 und die zugehörige Schwenkkonsole 22 in einer bestimmten Position halten zu können, ist ein Arretiermechanismus 26 vorgesehen, der in einer einfachen Ausführung aus einem steckbaren Bolzen besteht.
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Als Antrieb für die Schwenkbewegung ist vorzugsweise eine Handbedienung, also Muskelkraft vorgesehen. Hierdurch kann die Konstruktion der Ballastaufnahmevorrichtung wesentlich vereinfacht werden. Um die notwendigen Kräfte in vertretbarem Rahmen zu halten, kann eine leichtgängige Lagerung, beispielsweise aus Bronze – oder Polyamidbuchsen, Verwendung finden. Alternativ kann hier selbstverständlich auch ein Antrieb über eine pneumatische Kolbenzylinderanordnung, eine hydraulische Kolbenzylinderanordnung oder eine Spindeleinheit (hier jeweils nicht dargestellt) vorgesehen werden.
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Die hier einsetzbaren Ballastierzylinder
20 können baugleich oder nahezu baugleich zu den Ballastzylindern aus dem Stand der Technik sein. Die grundsätzliche Funktionsweise der Ballastierzylinder ist auch nach der vorliegenden Erfindung abgesehen von Ihrer Lageveränderung durch die Verschwenkung genau gleich wie im Stand der Technik. Hier kann auf die Funktionsweise verwiesen werden, wie sie beispielsweise in der
DE 20 2010 002 364 U1 beschrieben ist.
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Die Zuführung der Energie und Signale für die Ballastierzylinder 20 erfolgt über eine Schlauch-/Kabelabwicklung oder eine Energieführungskette in hier in der Figur nicht näher dargestellter Art und Weise. In der Energieführungskette sind entsprechend elektrische, hydraulische und ggf. pneumatische Leitungen vorzusehen.
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Die Ballastierzylinder 20 können also durch entsprechendes Verschwenken in zwei Positionen gebracht und jeweils arretiert werden. In der Position gemäß der 1a und 1b haben die Ballastierzylinder 20 einen kleineren Abstand a von der Drehachse 16 als in der ausgeschwenkten Position gemäß der 2a und 2b, in denen der entsprechende Abstand mit b bezeichnet ist.
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Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann am Unterwagen 14 eine Vorrichtung 28 vorgesehen sein, um den Ballast 12 aufzunehmen. Nachdem der Ballast 12 derart aufgesetzt ist, ist er bereit zum Aufballastieren durch die Ballastierzylinder 20. Da der Ballast 12 aber jeweils mit zwei unterschiedlichen Drehradien aufgenommen werden kann, sind für jeden vorgesehenen Drehradius zugehörige Aussparungen 30 in der Aufnahme des Ballastes angebracht. Diese Ausnehmungen korrespondieren zu entsprechenden Vorsprüngen 32 auf der Vorrichtung 28, sodass der Ballast 12 in beiden Stellungen, das heißt sowohl in der Stellung des großen Gegengewichtsradius wie auch in der Stellung des kleinen Gegengewichtsradius aufgenommen werden kann.
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Alternativ können aber auch für jeden Ballastradius eigene Vorrichtungen mit entsprechenden Vorsprüngen vorgesehen werden. Um das Aufnehmen des Ballastes 12 auf die Vorrichtung 28 einfach zu gestalten, werden, wie ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt, Ballastanschläge 34 bzw. 36 verbaut. Die Ballastanschläge 36 für den kleineren Radius (vgl. 1a) können klappbar ausgebildet sein.
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Konstruktionsbedingt ragt der Schwerpunkt des Ballast 12 bei großem Schwenkradius b weit über das Drehbühnenheck hinaus. Um den Ballast beim Hochziehen dennoch waagerecht an die Drehbühne spannen zu können, sind an den Schwenkkonsolen 22 bzw. an den Ballastierzylindern 20 selbst entsprechende Anschläge 34 vorgesehen.
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Die vergrößerte Darstellung gemäß 4 zeigt auch die Ausführung des Arretiermechanismus 26. Dieser kann, wie auch die 3 zeigt, vom Boden aus durch das Bedienungspersonal erfolgen. Hier wird über eine Stange der federbelastete Bolzen 26 gezogen und nachfolgend wird die Schwenkkonsole gedreht. Der Bolzen 26 arretiert sich aufgrund der Federbelastung selbstständig in jeweils einer der beiden vorgesehenen Endlagen.
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Alternativ kann die Schwenkkonsole 22 auch von einer Plattform von der Drehbühne aus, beispielsweise mithilfe eines festen oder steckbaren Hebels gedreht und arretiert werden (hier nicht näher dargestellt).
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Die Lage des Ballastes ist ein Kriterium für die anzuwendende Traglasttabelle des Mobilkrans 10. Um hier menschliches Versagen sicher ausschließen zu können, wird die Lage der Ballastierzylinderschwenkkonsolen 22 von der Kransteuerung überwacht.
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Grundsätzlich kann ein Schalter an einer Schwenkkonsole 22 ausreichen, um die Lage der beiden Schwenkkonsolen 22 und damit des Ballast 12 bestimmen zu können. Da aus geometrischen Gründen kein Ballast aufgenommen werden kann, solange die Ballastzylinderschwenkkonsolen 22 nicht auf der gleichen Stellung arretiert wurden.
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Bei dieser Lösung wird ein Schalter mit zwei Transpondern pro Schwenkkonsole gewählt, um jede Stellung erfassen zu können. Alternativ ist es aber natürlich auch möglich minimal einen mechanischen Schalter, beispielsweise einen Rollenendschalter, vorzusehen oder minimal einen induktiven Schalter oder minimal einen Schalter plus minimal einem Transponder.
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Die 5 verdeutlicht lediglich nochmal die Positionierung des Ballastes auf der Vorrichtung 28 des Unterwagens 14 in schematischer Weise. Die voll ausgefüllten Kreise stellen die Vorsprünge 32 auf der Vorrichtung 28 dar. Diese greifen gemäß der oberen Darstellung in 5, also bei der Realisierung des kleinen Oberwagendrehradius in die äußeren beiden Aussparungen 30 in der Aufnahmeplatte des Ballastes 12. Diese obere Darstellung entspricht der Darstellung gemäß 1a. Die untere Darstellung entspricht dagegen der Anordnung des Ballastes 12 entsprechend der 2a, also dem vergleichsweise größeren Oberwagendrehradius. Hier sind die jeweils anderen beiden Aussparungen 30 in der Aufnahmeplatte des Ballastes in die Vorsprünge 32 der Vorrichtung 28 eingesetzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010002364 U1 [0005, 0029]
