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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ballastaufnahmeeinrichtung, einen Kran mit einer solchen Ballastaufnahmeeinrichtung und ein Verfahren zum Verbinden der Ballastaufnahmeeinrichtung mit einem Kran.
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Der Einsatz von Mobilkränen auf Baustellen unterliegt oftmals gewissen räumlichen Einschränkungen. Insbesondere ist dabei das Drehen eines Oberwagens eines Krans auf engen Baustellen problematisch, da der am Oberwagen befestigte Ballast beim Drehen einen gewissen Radius einnimmt, der frei von Hindernissen sein muss. Ein großer Ballastradius, also eine große Entfernung zwischen Ballast und Oberwagendrehachse, erzeugt ein großes Ballastmoment und trägt somit zu einer großen Traglast des Krans bei. Wie oben bereits aufgeführt, ist ein großer Ballastradius, insbesondere bei beengten Platzverhältnissen, im 360°-Drehbereich nicht immer frei von Störkanten. Oftmals ist es aber vorteilhaft, den Oberwagen vollständig in einem Bereich von 360° frei drehen zu können. Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik bekannte Ballastiersysteme für Mobilkrane komplex und kostenintensiv.
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Auch ist zu beachten, dass ein großes Ballastmoment problematisch für ein Kippen des Krans nach hinten ist. Dies ist bei kleinen Lastradien oder bei abgesetzter Last und dann beim Zurückdrehen des Oberwagens der Fall.
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Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend aufgeführten Probleme durch eine Ballastaufnahmeeinrichtung, die sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 umfasst. Die Ballastaufnahmeeinrichtung für einen Kran umfasst demnach einen Halterahmen zum Befestigen an einem Oberwagen eines Krans, einen Verbindungskasten, der mit einer Ballastträgerplatte zum Aufnehmen von Ballast verbindbar ist, mindestens ein Führungselement, das an den Verbindungskasten und dem Halterahmen angelenkt ist, und mindestens eine Zylinderanordnung, die in ihrer Ausdehnung variierbar ist und mit einem Ende gelenkig mit dem Halterahmen und mit dem anderen Ende gelenkig mit dem Verbindungskasten verbunden ist.
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Dabei kann die Zylinderanordnung ein in seiner Ausdehnung/Länge variierbarer Zylinder sein, der ein Zylindergehäuse und einen Zylinderkolben, der bezüglich des Zylindergehäuses ein- und ausfahrbar ist, umfasst. Ein Ende der Zylinderanordnung beschreibt hierbei der vom Zylindergehäuse entfernte Abschnitt des Zylinderkolbens und das andere Ende beschreibt hierbei den vom Zylinderkolben abgewandten Abschnitt des Zylindergehäuses. Für die Zwecke der Erfindung ist es nicht von Belang, ob der Zylinderkolben oder das Zylindergehäuse mit dem Halterahmen bzw. dem Verbindungskasten verbunden ist.
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Durch das Führungselement, das den Halterahmen und den Verbindungskasten miteinander über eine Gelenkverbindung verbindet, ist es möglich, den am Verbindungskasten aufgenommenen Ballast in seiner Höhe und in seinem Abstand gegenüber dem Halterahmen zu variieren. Dies geschieht indem bei einem Aus- bzw. Einfahren der Zylinderanordnung eine durch das Führungselement vorgegebene Relativbewegung von Halterahmen und Verbindungskasten ausgeführt wird, die den Abstand der beiden Bauteile (Halterahmen und Verbindungskasten) verändern kann.
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Nach einer optionalen Modifikation der Erfindung ist das mindestens eine Führungselement ein starres Führungselement, das bei einem Ausdehnen der Zylinderanordnung dafür sorgt, dass der Halterahmen in Bezug auf den Verbindungskasten eine Schwenkbewegung vollzieht.
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Vorzugsweise sind dabei zwei Führungselemente vorhanden, die jeweils den Verbindungskasten mit dem Halterahmen über eine Gelenkverbindung verbinden, sodass die Führungselemente die Form eines Hebel-Parallelogramms an dem Halterahmen und dem Verbindungskasten einnehmen. Die für das Hebel-Parallelogramm erforderlichen Führungselemente sind dabei typischerweise an in Höhenrichtung voneinander beabstandeten Verbindungspunkten des Halterahmens und des Verbindungskastens angelenkt.
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Nach einer Fortbildung der Erfindung weist der Halterahmen einen Hakenabschnitt auf, der dazu ausgelegt ist, in einen Eingriffsabschnitt eines Oberwagens einzugreifen. Dieser Hakenabschnitt zum Eingreifen an einen Oberwagen ist für eine schnelle Montage der Ballastaufnahmeeinrichtung an einem Kran von Vorteil.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Halterahmen eine Ausnehmung zum Durchstecken eines Bolzens aufweist, die vorzugsweise dazu dient, eine lösbare Verbindung mit einem Oberwagen eines Krans herzustellen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Halterahmen einen etwa C-förmigen Abschnitt auf, der in seinem oberen Teil einen Hakenabschnitt besitzt, der dazu ausgelegt ist, in einen Eingriffsabschnitt eines Oberwagens einzugreifen. Ferner weist der Halterahmen in seinem unteren Teil eine Ausnehmung zum Durchstecken eines Bolzens auf, die vorzugsweise dazu dient, eine lösbare Verbindung mit einem Oberwagen eines Krans herzustellen.
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Vorzugsweise sind die jeweiligen Gelenkachsen der Verbindungen von der Zylinderanordnung mit dem Halterahmen und mit dem Verbindungskasten sowie von dem Führungselement mit dem Halterahmen und mit dem Verbindungskasten parallel, vorzugsweise jedoch nicht auf der gleichen Achse. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die jeweiligen Verbindungen, mit denen sowohl die Zylinderanordnung als auch das Führungselement an dem Halterahmen und dem Verbindungskasten angelengt sind, Drehgelenke mit genau einer Gelenkachse (= Drehachse).
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Die Erfindung betrifft ferner einen Kran, der eine Ballastaufnahmeeinrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Varianten sowie einen drehbaren Oberwagen umfasst, wobei die Ballastaufnahmeeinrichtung mit dem Oberwagen lösbar, vorzugsweise starr, verbunden ist. Ein Kran, insbesondere ein Mobilkran, weist typischerweise einen Unterwagen sowie einen zum Unterwagen drehbaren Oberwagen auf. In der Regel ist der Unterwagen fest gegen den Boden abgestützt, sodass sich der Oberwagen hierzu drehen kann.
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Dabei kann nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Krans vorgesehen sein, dass dieser ferner eine Hydraulikversorgung umfasst, die mit der mindestens einen Zylinderanordnung der Ballastaufnahmeeinrichtung verbunden ist. Dadurch entfällt das Erfordernis einer separaten Hydraulikversorgung der Ballastaufnahmeeinrichtung, was insgesamt zu geringerem Gewicht und einer besseren Transportfähigkeit führt.
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Vorzugsweise führt ein Ausdehnen der Zylinderanordnung, also ein Ausfahren des Zylinderkolbens aus dem Zylindergehäuse, zu einem Anheben des Verbindungskastens in Bezug auf den am Oberwagen befestigten Halterahmen, wodurch sich vorzugsweise gleichzeitig der Radialabstand des Verbindungskastens und der damit verbundenen Ballastträgerplatte zur Oberwagendrehachse verringert. Dadurch ist es zum einen möglich, den Ballast bzw. den den Ballast tragenden Verbindungskasten über Hindernisse zu drehen, die eine gewisse Höhe nicht überschreiten. Zum anderen ist es dabei auch möglich, den Ballastradius, der beim Drehen des Oberwagens des Krans gezogen wird, zu verringern. Ein Einsatz in sehr beengten Platzverhältnissen ist damit möglich. Dem Fachmann ist klar, dass mit einer Verringerung des Abstands von Ballast zu Oberwagendrehachse ein geringeres Ballastmoment einhergeht. Dies wird jedoch für die dabei gewonnene Flexibilität des verminderten Ballastradius und dem vergrößerbaren Abstand zum Boden in Kauf genommen. Die Kransteuerung kann dabei so ausgelegt sein, dass sie die zulässigen Traglasten des Krans an die jeweilige Position des Ballastes bzw. des Verbindungskastens, der den Ballast trägt, anpasst.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verbinden einer Ballastaufnahmeeinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche mit einem Kran, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Positionieren der Ballastaufnahmeeinrichtung auf einem Unterwagen des Krans, Verbinden einer Hydraulikversorgung des Krans mit der mindestens einen Zylinderanordnung der Ballastaufnahmeeinrichtung und Verschwenken des Halterahmens mit Hilfe einer Änderung der Ausdehnung der Zylinderanordnung, um Halterahmen und Oberwagen miteinander zu verbinden oder so zueinander auszurichten, dass eine Verbindung vorgenommen werden kann.
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Vorteilhaft an dem Verfahren ist, dass die Ballastaufnahmeeinrichtung erst, wenn es erforderlich ist, mit dem Oberwagen des Krans verbunden wird. Dies geschieht nach der Erfindung in einer besonders vorteilhaften Weise, da die Ballastaufnahmeeinrichtung einfach mit dem Verbindungskasten auf einen Unterwagen eines Krans gesetzt wird, sodass bei einer Längenausdehnung des den Verbindungskasten und den Halterahmen verbindenden Zylinders, der Halterahmen eine Schwenkbewegung gegenüber dem Verbindungskasten ausführt. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn der Verbindungskasten gewichtsmäßig schwerer als der Halterahmen ist, sodass dieser bei einer Längenänderung des Zylinders ortsfest gegenüber dem Halterahmen verbleibt. Dadurch wird ermöglicht, dass nach dem Aufsetzen der Ballastaufnahmeeinrichtung auf den Unterwagen der Oberwagen in eine Ballastierposition gedreht werden kann, und in einem anschließenden Schritt der Halterahmen durch Ausdehnen des Zylinders an dem Oberwagen eingreift oder so zu diesem ausgerichtet wird, dass der Oberwagen mit dem Halterahmen einfach verbunden werden kann. Beispielsweise ist denkbar, dass der Halterahmen gegenüber dem Oberwagen so verschwenkt wird, dass am Oberwagen vorgesehene Verbindungsstellen in Überdeckung mit am Halterahmen vorgesehenen Verbindungstellen kommen.
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Nach einer weiteren Modifikation des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beim Verschwenken des Halterahmens Verbindungsstellen von Halterahmen und Oberwagen zueinander so ausgerichtet, damit diese fluchten und eine Bolzenverbindung hergestellt werden kann und/oder ein Hakenabschnitt des Halterahmens in einem entsprechenden Eingriffsabschnitt des Oberwagens eingreift.
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Dies führt zum Raschen Erstellen einer Verbindung zwischen Oberwagen und Halterahmen.
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Vorzugsweise wird nach einem Verbinden von Halterahmen und Oberwagen die Zylinderanordnung weiter ausgefahren, sodass sich der Verbindungskasten vom Unterwagen abhebt und die Ballastaufnahmeeinrichtung zusammen mit dem Oberwagen des Krans gedreht werden kann.
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Der Ballastradius lässt sich dann dabei durch ein weiteres Ausfahren der Zylinderanordnung variieren. Typischerweise wird mit einem Ausfahren des Zylinders der Ballastradius verringert und es nimmt die Höhe des Verbindungskastens gegenüber dem Unterwagen zu. Dies ermöglicht ein Hinwegdrehen des Ballasts über Hindernisse einer bestimmten Höhe. Darüber hinaus erlaubt dies auch das Nutzen eines Krans unter sehr beengten Platzverhältnissen. Beispielsweise kann der mit der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung versehene Kran in einem Bereich arbeiten, und über seine vollständigen 360° drehen, obwohl in einem gewissen Drehbereich des Krans der maximale Ballastradius mit Hindernissen kollidieren würde. In diesen Bereichen wird der Ballastradius entsprechend so verringert, dass eine Kollision mit Hindernissen ausgeschlossen ist.
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Nach einer weiteren optionalen Modifikation der Erfindung wird das Anordnen der Ballastaufnahmeeinrichtung auf den Unterwagen des Krans durch den Kran selbst vorgenommen. In anderen Worten wird die Ballastaufnahmeeinrichtung vom Kran selbst auf den Unterwagen gehoben, sodass keine weiteren Hebemittel für das Positionieren der Ballastaufnahmeeinrichtung auf den Unterwagen des Krans erforderlich sind.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Modifikation der Ballastaufnahmeeinrichtung weist diese an dem Verbindungskasten schwenkbare Ballastträgerplatten auf, die aus Platzgründen beispielsweise während eines Transports nach oben verschwenkt werden können. Gemäß einer anderen Ausführung können die Ballastträgerplatten auch von dem Verbindungskasten abgenommen werden. Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
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1: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung sowie einen Teil eines Kranoberwagens,
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2: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung sowie einen Teil eines Kranoberwagens, an dem die Ballastaufnahmeeinrichtung angreift,
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3: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung sowie einen Teil eines Kranoberwagens mit einem verringerten Ballastradius,
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4: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung sowie einen Teil eines Kranoberwagens mit einem verringerten Ballastradius, mit Windenanordnung,
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5: eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung sowie eines Teils eines Kranoberwagens, wobei die Ballastplatten nur auf einer Seite vollständig aufgelegt sind,
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6: eine perspektivische Ansicht eines Mobilkrans mit der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung in einem ersten Zustand,
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7: eine perspektivische Ansicht eines Mobilkrans mit der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung in einem zweiten Zustand, mit angehobener Ballastaufnahmeeinrichtung,
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8: eine perspektivische Ansicht eines Mobilkrans mit der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung in einem dritten Zustand,
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9: eine perspektivische Ansicht eines Mobilkrans mit der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung in einem verfahrbereiten Zustand des Krans, und
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10 : eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Ballastaufnahmeeinrichtung auf einem separaten Tieflader.
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1 zeigt eine Ballastaufnahmeeinrichtung 100, die auf einem nicht dargestellten Unterwagen eines Krans positioniert ist. Ferner erkennt man links von der Ballastaufnahmeeinrichtung 100 einen Oberwagen 201 eines Krans, der mit seinen Verbindungsstellen zur Ballastaufnahmeeinrichtung 100 ausgerichtet ist. Die Ballastaufnahmeeinrichtung 100 weist dabei eine Ballastträgerplatte 3 auf, die zum Aufnehmen von Ballast ausgebildet ist. Mit der Ballastträgerplatte 3 ist der Verbindungskasten 2 verbunden, der über zwei Führungselemente 5 mit dem Halterahmen 1 verbunden ist. Die Verbindung des Halterahmens 1 zu dem Verbindungskasten 2 über die beiden Führungselemente 5 entspricht dabei einem Hebel-Parallelogramm. Ferner verbindet den Halterahmen 1 und den Verbindungskasten 2 eine Zylinderanordnung 6, die in der 1 in einem komprimierten Zustand dargestellt ist. Dabei ist die Ballastaufnahmeeinrichtung 100 so auf den Unterwagen (nicht dargestellt) positioniert, dass der Oberwagen 201 des Krans bei einem Drehen nicht mit einem Element der Ballastaufnahmeeinrichtung 100 kollidiert. So kann der Oberwagen 201 nach einem Heben der Ballastaufnahmeeinrichtung 100 auf den Unterwagen so gedreht werden, dass die entsprechenden Verbindungsstellen des Oberwagens 201 passend zu der Ballastaufnahmeeinrichtung ausgerichtet sind.
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2 zeigt dabei einen gegenüber 1 leicht verschwenkten Zustand des Halterahmens, der durch ein teilweises Ausfahren des Zylinders 6 erreicht worden ist. Dadurch greift der Hakenabschnitt 7 in einen dafür vorgesehen Eingriffsabschnitt des Oberwagens und Ausnehmungen an dem Oberwagen und dem Halterahmen kommen in Überdeckung, sodass diese mit einem Bolzen gesichert werden können. Dadurch entsteht eine starre Verbindung zwischen dem Halterahmen 1 und dem Oberwagen 201. Nach Erstellen der Verbindung führt ein weiteres Ausfahren des Zylinders 6 zu einem Anheben des Verbindungskastens 2, an dem über eine oder mehrere Ballastträgerplatten 3 der Ballast gelagert ist.
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3 zeigt einen solchen Zustand, in dem der Zylinder 6 fast bis auf ein Maximum ausgefahren ist. Man erkennt, dass der Verbindungskasten 2 nun einen geringeren Abstand zu der Drehachse des Oberwagens besitzt, wodurch sich der Ballastradius bzw. der derjenige Bereich, der beim Drehen des Oberwagens von Hindernissen freigehalten werden muss, verkleinert. Gleichzeitig erkennt man, dass der Verbindungskasten 2 gegenüber seiner Montageposition (dargestellt in 1 und in 2) angehoben worden ist. Dies bedingt den weiteren Vorteil, dass Gegenstände mit einer gewissen Höhe nun nicht mehr beim Drehen des Krans stören. So können beispielsweise Container oder dergleichen an ihrem Ort verbleiben, da der Verbindungskasten 2 oberhalb der Container gedreht werden kann.
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4 zeigt den Verbindungskasten 2 mit seinem darauf gelagerten Ballast (nicht dargestellt) in einer angehobenen Stellung. Der Zylinder 6 befindet sich nun in einem Zustand der maximalen Ausdehnung, sodass der Ballastradius auf ein Minimum reduziert worden ist. Dies bedingt auch eine Verringerung des Ballastmoments. Wobei die Höhe des Verbindungskastens derart ausgestaltet ist, dass der Kran über Hindernisse z. B. einen LKW oder einen Container hinwegschwenken kann. Aus Gründen der besseren Darstellbarkeit ist der obere Arm der beiden Führungselemente 5 nicht dargestellt. Zusätzlich ist die Winde inklusive der Verstellflasche, also untere Flasche und obere Flasche in der gabelartigen Fangeinrichtung gezeigt.
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5 zeigt eine Perspektivansicht der Ballastaufnahmeeinrichtung 100 in einem verbundenen Zustand mit dem Oberwagen 201. Man erkennt den Verbindungskasten 2 und die jeweils seitlich dazu angeordneten Ballastträgerplatten 3 mit jeweils darauf angeordneten Ballastelementen. Der dem Betrachter zugewandte Ballaststapel ist nicht vollständig dargestellt, um die Einzelheiten der Ballastaufnahmeeinrichtung 100 nicht zu verdecken. In der dargestellten Position ist der Ballastradius nahe seinem maximalen Wert, wodurch auch das hiermit erzeugte Ballastmoment sehr groß ist.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Mobilkrans 200, bei dem die Ballastaufnahmeeinrichtung 100 noch nicht mit dem Oberwagen 201 verbunden ist. Dies erkennt man an dem noch nicht mit dem Oberwagen 201 in Verbindung stehenden Hakenabschnitt 7 des Halterahmens 1. Der Oberwagen 201 ist jedoch bereits so ausgerichtet, dass die Ballastaufnahmeeinrichtung 100 durch ein Verschwenken des Halterahmens 2 an der richtigen Stelle des Oberwagens 201 verbunden werden kann. Zudem ist bereits angedeutet, dass die einen Ballaststapel bildenden Ballastelemente 4 auf den Ballastträgerplatten 3 angeordnet sind. Typischerweise werden die einzelnen Ballastelemente 4 auf die Ballastträgerplatte 3 durch den Kran in einen Zustand ohne Ballastaufnahme 100 gehoben. Der Kran bestückt die Ballastaufnahmeeinrichtung 100 mit den entsprechenden Ballastelementen 4.
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7 zeigt einen verbundenen Zustand der Ballastaufnahmeeinrichtung 100 mit dem Oberwagen 201 des Krans 200. In dem in 7 dargestellten Zustand besitzt der Kran einen großen Ballastradius. Zudem weist die Ballastaufnahmeeinrichtung 100 einen geringen Abstand zum Bodenniveau auf.
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8 hingegen zeigt einen ausgefahrenen Zustand des Zylinders 6, der dazu führt, dass die Ballastaufnahmeeinrichtung 100 einen geringen Abstand zur Oberwagendrehachse einnimmt. Der Ballastradius ist demnach verringert und der Abstand zum Bodenniveau vergrößert.
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Darüber hinaus ist der Verbindungskasten mit seinen daran angeordneten Ballastträgerplatten 3 auch angehoben worden, sodass bei einem Drehen des Oberwagens 201 Hindernisse mit einer gewissen Höhe nicht mehr stören. Beispielsweise kann ein neben dem Mobilkran 200 geparkter Laster oder ein daneben abgestellter Container in der 8 dargestellten Konfiguration überschwenkt werden.
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9 zeigt den Mobilkran 200 in einem möglichen Fahrzustand. Man erkennt, dass in Heckrichtung des Mobilkrans 200 die Ballastaufnahmeeinrichtung 200 am Oberwagen angeordnet ist. Es kann also vorgesehen sein, dass der Mobilkran in einem Zustand verfahrbar ist, in dem die Ballastaufnahmeeinrichtung am Oberwagen angebracht ist. Dabei sind jedoch die Ballastträgerplatten nicht mit dem Verbindungskasten 2 verbunden, um die zulässige Achslast des Krans nicht zu übersteigen. Um beim Kran den Gesamtschwerpunkt so anzuordnen, dass gleiche oder annähernd gleiche Achslasten erreicht werden, werden die Ballastträgerplatten am vorderen Schiebeholmkasten angeordnet und verbunden.
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10 zeigt eine alternative Beförderungsform der Ballastaufnahmeeinrichtung 100 auf einem separaten Tieflader. Die Ballastträgerplatten 3 können dabei in einem aufgeklappten Zustand am Verbindungskasten 2 befestigt sein. Diese werden erst kurz vor dem Auflegen von Ballastplatten 4 heruntergeklappt und ermöglichen so einen platzsparenden Transport.
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Dies hilft um die in einem jeweiligen Land geltenden Vorschriften betreffend die zulässige Höhe, die Breite und die Achslast einzuhalten. Daher sind an dem Verbindungskasten 2 die beiden Ballastträgerplatten 3 schwenkbar angebracht. Das Hochschwenken der Ballastträgerplatten erfolgt dabei mit dem Hebelmittel des Mobilkrans. Der Verbindungskasten 2 kann darüber hinaus Haltemittel zum Halten der Trägerplatten in einer nach oben verschwenkten Position aufweisen. Die so an den Verbindungskasten 2 angelegten flächigen Ballastträgerplatten 3 nehmen einen geringeren Platz ein, sodass die Ballastaufnahmeeinrichtung 100 leichter transportiert werden kann.
