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Die Erfindung betrifft einen Mobilkran auf Räder- oder Raupenfahrwerk mit wenigstens einer Ballastaufnahme, die über ein oder mehrere Ballastierzylinder Ballast aufnimmt, sowie mit einer Kupplung zum Anschluss des oder der Ballastierzylinder an die Energieversorgung des Krans. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ballastierung eines Mobilkrans.
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Bei einem Mobilkran muss einerseits das zulässige Gesamtgewicht für die Straßenfahrt eingehalten werden, andererseits sollte die tragende Stahlbaustruktur des Krans ein möglichst hohes Gewicht haben, um ausreichend Stabilität und große Traglasten zu ermöglichen. Aus diesem Grund werden bestimmte Krankomponenten für die Straßenfahrt demontiert. Beispielsweise werden sowohl die Ballastaufnahme als auch die zugehörigen Ballastierzylinder demontiert und getrennt vom Mobilkran zum Zielort transportiert.
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Die üblicherweise in dem Ballastaufnahmerahmen oder der Ballastgrundplatte untergebrachten Hydraulikzylinder (Ballastierzylinder) werden für die Montage der Ballastaufnahme benötigt, insbesondere ermöglichen die Ballastierzylinder ein Anheben der Ballastaufnahme inklusive der darauf gestapelten Ballastplatten vom Unterwagen, um diese an der Krandrehbühne befestigen zu können. Ein fester Einbau der Ballastierzylinder in den Unterwagen scheidet aus Platz- und Gewichtsgründen aus. Zur Inbetriebnahme der Ballastierzylinder müssen diese zunächst an die Hydraulikversorgung des Krans angeschlossen werden, was bisher durch manuelle Verbindung der Hydraulikleitungen des Mobilkrans mit den Ballastierzylindern erfolgt. Diese Ölversorgung kann vom Unterwagen oder vom Oberwagen aus erfolgen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine derartige Ballastaufnahme für einen Mobilkran weiterzubilden, um einen automatisierten Anschluss der Energiezufuhr zu ermöglichen. Insbesondere soll eine Verkürzung der Rüstzeit bei solchen Kranen erreicht werden, bei denen die Ballastierzylinder mit dem Ballastaufnahmerahmen vom Oberwagen für die Straßenfahrt abgebaut werden. Aber auch für kleinere Krane, bei denen die Ballastierzylinder bisher während der Straßenfahrt am Oberwagen angebaut blieben, soll eine effizientere Abbaumöglichkeit geschaffen werden.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Mobilkran mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgehend von der zuvor beschriebenen Ballastaufnahme mit ein oder mehreren Ballastierzylindern wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein kranseitiges Kupplungsteil für die Herstellung der Energieversorgung der Ballastaufnahme mittels wenigstens eines Kupplungsantriebs verfahrbar bzw. verstellbar auszuführen. Da die Ballastaufnahme in der Regel durch die Ballastierzylinder in ihrer Höhe verstellt wird, d. h. vom Fahrzeugrahmen bzw. Unterwagen angehoben werden soll, muss der Kupplungsantrieb zumindest eine Höhenverstellung des kranseitigen Kupplungsteils sicherstellen. Durch die angetriebene Bewegung des kranseitigen Kupplungsteils kann dieser einer Bewegung wenigstens eines an der Ballastaufnahme angeordneten komplementären Kupplungsteils nachgeführt werden.
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Durch diese Lösung kann die Kupplung automatisiert geschlossen und die Energieversorgung des wenigstens einen Ballastierzylinder hergestellt werden. Der Antrieb erlaubt folglich den automatisierten Kupplungsschluss durch Bewegen des kranseitigen Kupplungsteils in Richtung des komplementären Kupplungsteils der Ballastaufnahme. Das initiale Koppeln kann aber auch durch die Bewegung und den dabei zurückgelegten Weg der Ballastgrundplatte erfolgen. Ferner ermöglicht der Antrieb ein Nachführen des komplementären Kupplungsteils bei einer Bewegung der Ballastaufnahme, beispielsweise einer Anhebebewegung zur Montage an der Drehbühne. Das komplementäre Kupplungsteil kann in die Ballastaufnahme, insbesondere die Ballastgrundplatte, und/oder in wenigstens einen Ballastierzylinder integriert sein, vorzugsweise in die Kolbenstange des Ballastierzylinders.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Ballastaufnahme eine lösbar an einer Krandrehbühne angeordnete Ballastgrundplatte. Auf dieser Ballastgrundplatte lassen sich ein oder mehrere Ballastplatten stapeln.
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Zur Höhenverstellung der Ballastgrundplatte, die üblicherweise zu Montagezwecken auf dem Fahrzeugrahmen abgelegt wird, dienen die ein oder mehrere Ballastierzylinder, die an dieser Ballastgrundplatte aufgenommen sind. Auch die Integration dieser Ballastierzylinder in Ballastaufnahmerohren ist denkbar. Ferner umfasst die Ballastgrundplatte wenigstens ein komplementäres Kupplungsteil zur Anbindung an die Versorgungsleitung aus dem Unterwagen des Mobilkrans. Dieses komplementäre Kupplungsteil bildet das Gegenstück für das kranseitige Kupplungsteil zur Herstellung der Energieversorgung.
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Der Kupplungsantrieb für das kranseitige Kupplungsteil kann eine Kolbenzylindereinheit sein. Das kranseitige Kupplungsteil ist am verfahrbaren Teil des Antriebs befestigt, idealerweise an der Kolbenstange bzw. am freien Ende der Kolbenstange. Durch die Betätigung der Kolbenstange lässt sich das kranseitige Kupplungsteil je nach Ausrichtung des Antriebs verstellen, zweckmäßig in Richtung der Ballastaufnahme und/oder der Drehbühne. Bevorzugt ist eine Ausfahrbewegung der Kolbenstange in Vertikalrichtung bzw. nahezu in Vertikalrichtung. Auch wenn eine Kupplungsanordnung an der Kolbenstange bevorzugt ist, verbietet die Erfindung jedoch nicht eine Anordnung der Kupplung am Zylinder, sofern dieser das relativ zum Kran bewegliche Antriebsteil bildet. In diesem Fall erweist sich eine bodenseitige Montage des Kupplungsteils am Zylinder als sinnvoll.
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Gemäß bevorzugter Ausführung sind das kranseitige Kupplungsteil und/oder der Kupplungsantrieb am Fahrzeugrahmen bzw. Unterwagen aufgenommen. Beispielsweise kann der Kupplungsantrieb bzw. das kranseitige Kupplungsteil ebenfalls in den Unterwagen bzw. Fahrzeugrahmen eingelassen sein bzw. im Fall des kranseitigen Kupplungsteils durch eine Einfahrbewegung des Antriebs in diesen eingelassen werden. Denkbar ist auch eine Aufnahme des Kupplungsantriebs in einer Aussparung des Fahrzeugrahmens bzw. des Unterwagens, wie bspw. im Bereich des Radkastens bzw. der Befestigung eines Abstützzylinders oder Abstützholms.
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Das verwendete Kupplungssystem ist besonders bevorzugt ein Schnellkupplungssystem, insbesondere ein pneumatisches oder hydraulisches Schnellkupplungssystem. Derartige Systeme sind bereits bekannt und werden von der Anmelderin beispielsweise unter dem Namen Likufix vertrieben.
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Gemäß einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können an der Drehbühne unterschiedliche Aufnahmepositionen für die Ballastaufnahme bzw. die Ballastgrundplatte vorgesehen sein, d. h. die Drehbühne sieht unterschiedliche Aufnahmemittel zum Einhängen der Ballastaufnahme vor. Die dadurch entstehende flexible Aufnahmeposition hat den Vorteil, dass die Ballastierung des Krans mit unterschiedlichen Ballastradien ermöglicht wird und dadurch eine optimale Anpassung der Ballastierung des Krans in Abhängigkeit des beabsichtigten Arbeitseinsatzes erfolgen kann.
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Insbesondere kann es in diesem Zusammenhang sinnvoll sein, dass die Ballastaufnahme bzw. die Ballastgrundplatte mehrere komplementäre Kupplungsteile umfasst, die auf verschiedenen Drehradien der Drehbühne versetzt zueinander an dieser befestigt bzw. in diese eingelassen sind. Die Anordnung mehrerer komplementärer Kupplungsteile erlaubt auch dann eine Herstellung der Kupplungsverbindung, wenn die Ballastgrundplatte bzw. Ballastaufnahme in unterschiedlichen Positionen an der Krandrehbühne montiert wird.
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Zum Aufbau des Krans an einer Baustelle wird die getrennt verfahrene Ballastaufnahme bzw. Ballastgrundplatte zunächst auf das Fahrgestell des Mobilkrans gehoben. Um bereits ein positionsgenaues Ablegen der Ballastaufnahme bzw. Ballastgrundplatte auf dem Mobilkran zur schnellen Anbindung der Energiezufuhr sicherzustellen, sind vorzugsweise auf dem Fahrgestell ein oder mehrere Zentrierelemente vorgesehen, um eine passgenaue Positionierung der Ballastaufnahme bzw. Ballastgrundplatte auf dem Fahrgestell zu erleichtern. Derartige Zentrierelemente können beispielsweise in Form eines Positionierkonus ausgestaltet sein, der bei richtiger Positionierung in entsprechende Aussparungen der Ballastaufnahme bzw. Ballastgrundplatte ragt.
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Gemäß einer optionalen Ausgestaltung der Erfindung kann das kranseitige Kupplungsteil neben der Höhenverstellung um zumindest eine weitere Achse bewegbar am Kran gelagert sein. Bevorzugt ist das kranseitige Kupplungsteil entlang der wenigstens einen weiteren Achse durch einen geeigneten Antrieb bewegbar. Prinzipiell kann eine Lagerung mit ausreichend Spiel entlang der wenigstens einen Achse ausreichend sein, um den Kupplungsschluss zu erleichtern. Denkbar sind bspw. Freiheitsgrade in Fahrtrichtung bzw. quer zur Fahrtrichtung.
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Eine weitere optionale Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ballastaufnahme bzw. Ballastgrundplatte und/oder das Kranfahrgestell mit wenigstens einem weiteren Zylinder zum Anziehen der Ballastplatte ausgestattet ist. Dies ist insbesondere sinnvoll, um die Ballastplatten auf der Ballastaufnahme bzw. Ballastgrundplatte zu verriegeln. Auch dieser Zylinder lässt sich beispielsweise über die per Kupplung bereitgestellte Energieversorgung aus dem Unterwagen speisen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft neben dem Mobilkran ergänzend ein Verfahren zur Ballastierung eines Krans, wobei hierbei auf einen Mobilkran gemäß der vorliegenden Erfindung zurückgegriffen wird. Das ausgeführte Verfahren ist durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet:
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- – Einheben der Ballastaufnahme bzw. der Ballastgrundplatte auf den Fahrzeugrahmen des Krans,
- – Herstellen der Energieversorgung der ein oder mehreren Ballastierzylinder über die Kupplung,
- – Betätigung der Ballastierzylinder und gleichzeitiges Nachfahren des kranseitigen Kupplungsteils bei einer Relativbewegung des an der Ballastaufnahme und/oder am Ballastierzylinder angeordneten komplementären Kupplungsteils mittels des Kupplungsantriebs.
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Durch die synchronisierte Nachfahrbewegung des kranseitigen Kupplungsteils wird ein gesicherter Kupplungsverschluss und damit eine durchgehende Energieversorgung der Ballastierzylinder auch beim Anheben der Ballastaufnahme bzw. der Ballastgrundplatte erreicht.
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In einem nachfolgenden Schritt kann vorgesehen sein, dass nach erfolgter Montage der Ballastaufnahme bzw. Ballastgrundplatte an der Krandrehbühne die Ballastierzylinder zunächst eingefahren werden und im Anschluss die Kupplung gelöst wird. Nach dem Lösen der Kupplung wird insbesondere der Kupplungsantrieb betätigt, um das kranseitige Kupplungsteil aus dem Gefahrenbereich der Ballastgrundplatte bzw. Ballastaufnahme zu entfernen, sodass dieses kein Hindernis bei einer Drehbewegung der Krandrehbühne darstellt.
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Eine Nachführbewegung kann erfolgen, sobald eine Betätigung der Ballastierzylinder kommt, d. h. das komplementäre Kupplungsteil bewegt wird. Dies erfolgt bei einer Integration des Kupplungsteils in die Ballastgrundplatte bei jeder Bewegung des Ballastes.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Ballast bzw. die Ballastaufnahme durch Ausfahren der Ballastierzylinder zunächst ohne eine Relativbewegung des komplementären ballastseitigen Kupplungsteils angehoben wird. Dies ist möglich, wenn das ballastseitige komplementäre Kupplungsteil beispielsweise in einen der Ballastierzylinder integriert ist, vorzugsweise in die Kolbenstange, oder an einer vergleichbaren, während des Anhebens des Ballastes feststehenden Stelle relativ zum Unterwagen angeordnet ist. Beim Anheben des Ballastes kommt es somit noch zu keiner Relativbewegung des ballastseitigen Kupplungsteils zum Unterwagen bzw. zum kranseitigen Kupplungsteil. Erst beim nachfolgenden Einfahren des Ballastierzylinders, d. h. nach erfolgter Montage der Ballastaufnahme an der Drehbühne ist eine Nachführbewegung erforderlich.
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Gemäß einer alternativen Ausführung wird der oder werden die Ballastierzylinder ausgefahren und an der Drehbühne montiert. Durch das nachfolgende Einfahren der Ballastierzylinder wird der Ballast angehoben und das kranseitige Kupplungsteils dem sich jetzt bewegenden komplementären Kupplungsteil nachgeführt. Diese Vorgehensweise funktioniert dann, wenn das komplementäre Kupplungsteil in wenigstens einem der Ballastierzylinder untergebracht ist.
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Eine weitere Möglichkeit zur Energieversorgung der Ballastierzylinder könnte auch dadurch gegeben sein, dass sowohl am Unterwagen als auch an der Drehbühne ein kranseitiges Kupplungsteil vorgesehen ist, durch diese die Energieversorgung je nach Lage der Ballastaufnahme bereitgestellt wird. Ein Nachführen des Kupplungsteils könnte dann entfallen. Beispielsweise erfolgt die Energiezufuhr zu Beginn durch eine an der Kolbenstange oder an einer vergleichbaren, wenn der Ballast angehoben wird, feststehenden Stelle relativ zum Unterwagen. Beim Anheben der Ballastgrundplatte erfolgt keine Nachführbewegung der Energiezufuhr. Nach dem Ankoppeln des Ballastes an der Drehbühne erfolgt die Energiezufuhr der Ballastierzylinder über Schnellkupplungen an der Drehbühne. Die erste Verbindung der Ballastierzylinder mit einer kranseitigen Kupplung des Unterwagens kann dann gelöst werden und die Ballastierzylinder werden eingefahren.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung zudem eine Steuerung für einen Kran gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Steuerung ist derart ausgestaltet, sodass diese eine Bewegung der Ballastierzylinder und/oder der Ballastaufnahme mit einer Betätigung des Kupplungsantriebs synchronisiert, um das kranseitige Kupplungsteil einer Bewegung der Ballastaufnahme bzw. Ballastgrundplatte nachzuführen. Vorzugsweise ist die Steuerung derart ausgestaltet, sodass diese die Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung ausführt.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
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1: eine Detailaufnahme der Krandrehbühne des erfindungsgemäßen Mobilkrans mit montierter Ballastaufnahme;
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2: eine Detaildarstellung des Kupplungsantriebs;
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3: eine Draufsicht auf die Drehbühne der 1;
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4: eine Detaildarstellung des Kranfahrgestells des erfindungsgemäßen Mobilkrans und
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5: eine chronologische Darstellung der einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Eine Seitendarstellung der Krandrehbühne 20 mit Ballastierung eines erfindungsgemäßen Mobilkrans ist in 1 gezeigt. Die Erfindung geht von einer lösbar an der Krandrehbühne 20 eines Krans montierbaren Ballastaufnahme 10 aus. Diese Ballastaufnahme 10 umfasst eine Ballastgrundplatte 4, auf der einzelne Ballastplatten 7 in Abhängigkeit des benötigten Ballastgewichtes stapelbar sind. Die Ballastgrundplatte 4, die üblicherweise beim Rüsten des Krans auf der Baustelle selbständig oder mittels eines Hilfskrans 8 auf dem Fahrzeugrahmen 5 abgelegt wird, soll über einen eigenen Ballastierzylinder 9 soweit angehoben werden, bis diese letztendlich an der Krandrehbühne 20 des Mobilkrans montierbar ist. Üblicherweise sind zwei Ballastierzylinder 9 vorgesehen.
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Zur Bereitstellung der notwendigen Hydraulikversorgung der Ballastierzylinder 9 müssen diese zunächst mit der Hydraulikversorgung 12 des Kranunterwagens 5 verbunden werden. Dies soll möglichst automatisiert durch eine an sich bekannte Schnellkupplung erfolgen, die zum einen ein kranseitiges Kupplungsteil 13 als auch ein ballastseitiges Kupplungsteil 14 umfasst. Beispielhaft wird auf die Detaildarstellung der 2 verwiesen. Hierbei ist ein kranseitiges Kupplungsteil 13 vorgesehen mit den entsprechenden Anschlussstellen 15, das in ein in der Ballastgrundplatte 4 eingelassenes komplementäres Kupplungsteil 14 eingreift und dadurch eine vollautomatische Herstellung einer Hydraulikverbindung zur Versorgung der Ballastierzylinder 9 erlaubt. Das ballastseitige Kupplungsteil 14 ist vorzugsweise auf der Unterseite der Ballastgrundplatte 4 angeordnet.
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Da die Ballastgrundplatte 4 beim Betätigen der Ballastierzylinder 9 vom Fahrzeugrahmen 5 angehoben wird, muss sichergestellt sein, dass auch das kranseitige Kupplungsteil 13 dieser Verfahrbewegung nachgeführt wird. Dazu wird ein Kupplungsantrieb 6 eingesetzt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Kolbenzylindereinheit 6 ausgestaltet ist. Der Zylinder ist dabei am Fahrzeugrahmen 5 montiert, am freien Stangenende ist das kranseitige Kupplungsteil 13 aufgenommen. Durch eine Ausfahrbewegung der Kolbenstange kann das kranseitige Kupplungsteil 13 in Vertikalrichtung nach oben bewegt werden und dadurch einer Bewegung der Ballastgrundplatte 4 bei Betätigung der Ballastierzylinder 9 nachgeführt werden.
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Ein möglicher Montageort des Kupplungsantriebes 6 ist der Darstellung gemäß 4 zu entnehmen. Der Fahrzeugrahmen 5 weist üblicherweise randseitige Ausnehmungen zur Aufnahme seitlicher Abstützholme 21 auf. Der Rahmenbereich des hintersten oder mittleren Abstützholms bietet ausreichend Platz für die Aufnahme des Kupplungsantriebs 6. Die Lagerung des Zylinders 6 kann eine Bewegung des Antriebs 6 in Fahrtrichtung erlauben, um für den Kupplungsschluss ein gewisses Spiel zu haben, um verschiedene Ballastradien zu realisieren.
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Ersichtlich in der 4 ist ebenfalls, dass auf der Oberfläche des Fahrzeugrahmens 5 ein oder mehrere Ballastzentrierdorne 22, 22', 22'' vorgesehen sind, die in Fahrtrichtung versetzt zur Drehachse der Drehbühne 20 angeordnet sind. Diese Zentrierdorne dienen zur exakten Positionierung der Ballastgrundplatte 4 auf dem Fahrzeugrahmen, wobei bei richtiger Lage wenigstens ein Dorn 22 in die passende Ausnehmung der Ballastgrundplattenunterseite ragt.
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Unterschiedliche Dorne 22, 22', 22'' dienen zur Positionierung der Ballastgrundplatte 4 in unterschiedlichen Montagestellen der Drehbühne 20 mit abweichenden Ballastradien. Hierzu sieht die Drehbühne 20 unterschiedliche Aufhängepunkte für die Ballastgrundplatte 4 vor, wodurch diese mit unterschiedlichem Abstand der Drehbühnendrehachse montierbar ist (3). Da der Abstand des kranseitigen Kupplungsteils 13 zur Drehachse der Drehbühne 20 nahezu fest ist, werden deshalb in oder an der Ballastgrundplatte 4 mehrere komplementäre 14, 14' mit unterschiedlichem Abstand zur Lagerstelle an der Drehbühne 20 vorgesehen. Je nach Montageposition kann genau ein Kupplungsteil 14, 14' mit dem kranseitigen Teil 13 verbunden werden.
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Anhand der unterschiedlichen Darstellungen der 5 sollen im Folgenden die einzelnen Verfahrensschritte für die Ballastierung des Mobilkrans erläutert werden. In einem ersten Schritt gemäß 5a wird die Ballastgrundplatte 4 zunächst mit Hilfe eines Hebemittels 8 auf den Fahrzeugrahmen 5 abgelegt. Erkennbar ist hier der Zentrierdorn 22, der ein zentriertes und passgenaues Ablegen der Ballastgrundplatte 4 sicherstellt. Die Kolbenstange des Kupplungsantriebs 6 ist vollständig eingefahren und ragt folglich nicht über die Fahrzeugrahmenoberkante hinaus.
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Nach dem Absetzen der Ballastgrundplatte 4 (5b) kann diese mit den benötigten Ballastplatten versehen werden, die auf der Oberfläche der Ballastgrundplatte 4 aufeinander gestapelt werden (nicht dargestellt).
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Im nächsten Verfahrensschritt gemäß wird die Energieversorgung der Ballastierzylinder 9 sichergestellt, indem die Kolbenstange des Kupplungsantriebes 6 soweit ausgefahren wird, bis das kranseitige Kupplungsteil 13 in das komplementäre Gegenstück 14 der Kupplung innerhalb der Ballastgrundplatte 4 eingreift. Nach erfolgreicher Herstellung der Energieversorgung werden die Ballastierzylinder 9 betätigt und die Ballastgrundplatte 4 vom Fahrzeugrahmen 5 angehoben (5d).
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Durch die Kransteuerung wird sichergestellt, dass die Kolbenzylindereinheit des Kupplungsantriebes 6 synchronisiert zur Ballastierbewegung der Ballastierzylinder 9 betätigt wird. Im Einzelnen wird hier die Kolbenstange des Kupplungsantriebes 6 ausgefahren und damit der Höhenverstellung der Ballastgrundplatte 4 nachgeführt. Dies erfolgt solange bis die Ballastgrundplatte 4 soweit nach oben verfahren wurde, bis sich diese an der Drehbühne 20 montieren lässt.
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Nach der Positionierung und Montage der Ballastgrundplatte 4 an der Drehbühne 20 können die Ballastierzylinder 9 wieder eingefahren werden. Im Anschluss kann auch die Energiezufuhr gelöst werden, indem der Kupplungsantrieb 6 bzw. die Kolbenstange eingefahren wird. Erst hierdurch wird die Drehbewegung der Drehbühne 20 freigegeben. Insbesondere sieht die Steuerung eine Sicherheitsvorkehrung vor, die eine Drehbewegung der Drehbühne 20 erst dann freigibt, bis der Kupplungsantrieb 6 vollständig eingefahren ist.
