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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung für einen Kran nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Hebevorrichtungen für Krane sind in vielfältigen Varianten aus dem Stand der Technik bekannt. Beim Anheben und Absetzen einer Last mittels der Hebevorrichtung eines Krans können enorme Maximalkräfte entstehen. Diese können neben Beschädigungen der zu hebenden Last und des Untergrunds auch zu erheblichen dynamischen Einwirkungen auf die gesamte Trag- bzw. Kranstruktur führen. Dabei können hohe und plötzliche Beanspruchungen und Bewegungen (z.B. Schwanken) der gesamten Kranstruktur entstehen, wodurch die Dauerfestigkeit und die Handhabung der Bedienung des Krans negativ beeinflusst werden.
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Üblicherweise wird versucht, die zuvor genannten Probleme durch verlangsamte Anhebe- und Absetzvorgänge der Last, welche durch eine entsprechende Anpassung der Hubgeschwindigkeit realisiert wird, zu vermeiden. Allerdings muss eine derartige Anpassung aktiv vom Bediener durchgeführt werden, was ein hohes Maß an Erfahrung und „Fingerspitzengefühl“ erfordert. Daher besteht grundsätzlich die Gefahr, dass die Anpassung der Hubgeschwindigkeit zur Vermeidung von Kraftspitzen nicht korrekt durchgeführt wird und es dennoch zu Beschädigungen der Last, der Kranstruktur und/oder des Untergrunds kommt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Hebevorrichtungen für Krane derart weiterzubilden, dass Kraftspitzen während des Hubvorgangs minimiert werden und gleichzeitig eine einfache Bedienung der Hebevorrichtung gewährleistet wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist eine Hebevorrichtung für einen Kran vorgesehen, welche eine Hubseilwinde, ein Hubseil und ein Lastaufnahmemittel umfasst, wobei das Lastaufnahmemittel mit dem Hubseil verbunden und mittels der Hubseilwinde verfahrbar, insbesondere vertikal verfahrbar ist. Die Hebevorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Federlagerung zur Federung einer von dem Lastaufnahmemittel aufgenommenen Last aufweist. D.h. mindestens ein Element der Hebevorrichtung ist federgelagert.
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Durch die Verwendung einer Federlagerung zwischen der Last und der die Hebevorrichtung tragenden Krankonstruktion wird eine sanfte bzw. weiche Bedienung des Krans während des Hubvorgangs, insbesondere während des Aufnehmens und Absetzens der Last, ermöglicht, wodurch potentiell schädliche Kraftspitzen minimiert werden. Potentielle Stöße bzw. Kraftspitzen werden hierbei von der Federlagerung abgefangen und nicht in die Krankonstruktion geleitet, was sich positiv auf die Lebensdauer der Krankonstruktion auswirkt. Zudem werden durch die Hubbewegung verursachte Bewegungen, insbesondere Schwankungen, des Krans minimiert, was vor allem im Hinblick auf immer stärkere Gewichtsreduktionen der Krankonstruktionen durch Verwendung von Leichtbaustrukturen bedeutsam ist.
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Gleichzeitig ist eine vereinfachte Bedienung ohne technischen Mehraufwand, beispielsweise in der Kransteuerung, möglich, während die Anforderungen an den Bediener erheblich reduziert werden. Die deutlich einfachere Bedienung ist insbesondere für unerfahrene Anwender von Vorteil, da eine fehlerhafte Bedienung während des Hubvorgags nahezu ausgeschlossen ist. Die Sicherheit des Kranbetriebs wird somit erhöht, während sich an der Kranbedienung nichts ändert.
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Die vorliegende Erfindung kann auch in Kombination mit bestehenden Kranen bzw. Hebevorrichtungen eingesetzt und durch Anbringung der erfindungsgemäßen Federlagerung problemlos nachgerüstet werden.
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Der Begriff Hubvorgang umfasst hierbei das Absetzen, Anheben und Verfahren einer Last mittels der Hebevorrichtung. Der Begriff Kran wird vorliegend im allgemeinen Sinne als Vorrichtung zur vertikalen und/oder horizontalen Verladung von Lasten verwendet.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Lastaufnahmemittel eine Hakenflasche und einen Lasthaken umfasst, wobei der Lasthaken über die Federlagerung mit der Hakenflasche verbunden ist. Dies stellt eine besonders einfache Lösung dar, da lediglich die Lagerung des Lasthakens an bzw. in der Hakenflasche durch die erfindungsgemäße Federlagerung ausgetauscht werden muss. Eine Nachrüstung bestehender Krane bzw. Hebevorrichtungen ist problemlos, schnell und kostengünstig durchführbar.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Federlagerung an oder in der Hakenflasche angeordnet ist. So können einzelne Elemente der Hakenflasche wie beispielsweise die Seilscheiben oder eine mehrere Oberteile der Hakenflasche verbindende Traverse federgelagert sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Federlagerung an einem Hubseilfestpunkt angeordnet ist, insbesondere an einem Befestigungspunkt des Hubseils an der Hubseilwinde, dem Lastaufnahmemittel oder der Kranstruktur.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass weiterhin ein Drallfänger vorgesehen ist, wobei die Federlagerung an oder in dem Drallfänger angeordnet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Federlagerung durch einen Verriegelungsmechanismus, beispielsweise einen Bolzen, feststellbar ist. Dadurch kann die Federlagerung in bestimmten Situationen deaktiviert werden, wodurch sich die erfindungsgemäße Hebevorrichtung wie eine gattungsgemäße Hebevorrichtung verhält. Der Verriegelungsmechanismus kann hierbei manuell oder aber auch automatisch per Aktuator gesteuert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Federlagerung eine mechanische Feder, eine Luftfederung oder eine Hydraulikfederung umfasst.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Federlagerung einen Sensor zur Erfassung des Gewichts und/oder eine Anzeige des Gewichts der von dem Lastaufnahmemittel aufgenommenen Last umfasst. So kann beispielsweise der relative Abstand der durch die Federlagerung verbundenen Teile bzw. bei einer mechanischen Federlagerung die durch die Last erzeugte Verformung der Feder für eine Messung bzw. Anzeige der Gewichtskraft der Last genutzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Federlagerung an der Hubseilwinde angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Hubseilwinde mit einer Kranstruktur des Krans verbindbar ist und die Federlagerung im befestigten Zustand zwischen Hubseilwinde und Kranstruktur angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist also die Hubseilwinde federgelagert.
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Auch ist denkbar, dass gleichzeitig mehrere Elemente der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung federgelagert sind.
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Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin einen Kran mit einer erfindungsgemäßen Hebevorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Für einen derartigen Kran ergeben sich offensichtlich dieselben Vorteile und Eigenschaften wie für die erfindungsgemäße Hebevorrichtung, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
- 1: ein erstes Ausführungsbeispiel des Lastaufnahmemittels der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung in einer seitlichen Querschnittsansicht;
- 2: das Lastaufnahmemittel gemäß 1 in einer frontalen Querschnittsansicht;
- 3: ein zweites Ausführungsbeispiel des Lastaufnahmemittels der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung in einer seitlichen Querschnittsansicht;
- 4: ein drittes Ausführungsbeispiel des Lastaufnahmemittels der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung in einer seitlichen Ansicht;
- 5: das Lastaufnahmemittel gemäß 4 in einer frontalen Querschnittsansicht;
- 6: ein Ausführungsbeispiel eines Drallfängers der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung in einer seitlichen Ansicht; und
- 7: Der Drallfänger gemäß 6 in einer frontalen Ansicht.
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In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Lastaufnahmemittels 10 der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung jeweils in einer seitlichen und frontalen Querschnittsansicht dargestellt, wobei jeweils die in Draufsicht obenliegende Abdeckung ausgeblendet ist. Das Lastaufnahmemittel 10 ist eine Hakenflasche, wie sie bei verschiedenen Krantypen zum Einsatz kommt und umfasst einen Hakenflaschenkorpus 16, in welchem eine Seilscheibe 18 und ein Lasthaken 14 gelagert sind. In der drehbar gelagerten Seilscheibe 18 ist während des Betriebs ein Hubseil des Krans eingeschert (nicht dargestellt), welches mittels einer Hubseilwinde (nicht dargestellt) ein- und ausgefahren werden kann, wodurch die Hakenflasche 10 vertikal verfahren wird. Über den Lasthaken 14 lässt sich eine zu hebende Last aufnehmen.
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Im Unterschied zu gattungsgemäßen Hakenflaschen ist der Lasthaken 14 der Hakenflasche 10 der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung über eine Federlagerung 12 in dem Hakenflaschenkorpus 16 gelagert. Durch die Federlagerung des Lasthakens 14 ergibt sich eine gefederte Aufhängung der zu hebenden Last, wodurch Kraftspitzen, wie sie insbesondere beim Anheben und Absetzen der Last vom bzw. auf den Untergrund entstehen, minimiert werden. Die Federlagerung 12 fängt derartige Kraftspitzen ab, so dass diese nicht in die Krankonstruktion geleitet werden. Die Federlagerung 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine mechanische Feder 13 realisiert, welche durch die Gewichtskraft des Lasthakens 14 und der daran befestigten Last (nicht dargestellt) zusammengedrückt wird. Die Federkraft der Federlagerung 12 wirkt also entgegen der Gewichtskraft der Last.
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Aufgrund der Federlagerung des Lasthakens 14 wird beim Anheben der Last die eingeleitete Kraft des die Hubseilwinde antreibenden Hubwerks aufgrund der entgegenwirkenden Gewichtskraft der anzuhebenden Last in die Feder 13 geleitet. Ist die erforderliche Kraft erreicht zur Überwindung der Gewichtskraft, so hebt die Last vom Boden ab. Diese Kraft, welche betragsmäßig der zu überwindenden Gewichtskraft der Last entspricht, ist während des Hubs in der Feder 13 „gespeichert“. Dieser zeitlich verzögerte Vorgang der Krafteinleitung wirkt sich schonend auf die Krankonstruktion aus und führt zu einer Dämpfung von Kraftspitzen.
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Beim Absetzen der Last baut sich die in der Verformung der Feder 13 „gespeicherte“ Energie im Zeitraum zwischen dem Erstkontakt der Last mit dem Untergrund und der vollständigen Entspannung der Feder 13 entsprechend der Absetzgeschwindigkeit ab. Dadurch entspannt sich die Krankonstruktion verhältnismäßig langsam von dem Spannungszustand, der sich während des Hubs der Last eingestellt hat. Auch die auf die Last und den Untergrund wirkenden Kräfte stellen sich langsamer und somit schonender ein als bei herkömmlichen Hebevorrichtungen, die keine Federlagerungen 12 vorsehen. Ein hartes Aufprallen der Last auf dem Untergrund wird durch die erfindungsgemäße Hebevorrichtung effektiv vermieden.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Zeit, in der die Federlagerung 12 gespannt oder entspannt wird, zur Korrektur bzw. Anpassung der Positionierung des Krans oder bestimmter Kranelemente, z.B. der Laufkatze oder des Drehwerks, genutzt wird. Insbesondere kann dadurch ein durch Schrägzug bedingtes Pendeln der Last beim Anheben deutlich reduziert werden.
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Die zuvor beschriebenen Vorteile sind nicht auf eine Federlagerung des Lasthakens 14 oder die Verwendung einer mechanischen Feder 13 beschränkt. So lässt sich ein derartiges Verhalten der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung ebenfalls mit anderen Federungsmechanismen, beispielsweise mit einer Luft- oder Hydraulikfederung, erreichen. Ebenfalls kann die Federlagerung 12 an einer anderen Stelle der Hebevorrichtung angeordnet sein oder es können mehrere Federlagerungen 12, 12', 12" gleichzeitig zum Einsatz kommen. Entscheidend für die vorteilhafte Wirkung der vorliegenden Erfindung ist, dass mindestens eine Federlagerung 12 zwischen der Last und der Krankonstruktion angeordnet ist, so dass sich insgesamt während des Hubs eine gefederte Lagerung der Last ergibt. Die Federlagerung 12 kann ebenfalls drehbar ausgestaltet sein, so dass sich die durch die Federlagerung 12 verbundenen Teile gegeneinander drehen können. Allerdings ist auch eine arretierbare oder drehstarre Federlagerung 12 denkbar.
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In der 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hakenflasche 10' der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung in einer seitlichen Querschnittsansicht dargestellt. Die Hakenflasche 10' weist zwei Hakenflaschenkorpusse 16' auf, in welchen jeweils eine Seilscheibe 18 drehbar gelagert ist und welche durch eine Traverse 20 miteinander verbunden sind. In der 3 ist die in Draufsicht obenliegende Abdeckung des linken Hakenflaschenkorpus 16' und des linken Teils der Traverse 20 ausgeblendet. Der Lasthaken 14' ist über eine Federlagerung 12 an bzw. in der Traverse 20 gelagert. Die Traverse 20 ist wiederum an deren beiden Enden über Bolzen 24 vertikal verschiebbar in Langlöchern 22 der beiden Hakenflaschenkorpusse 16' gelagert. Zwischen der Traverse 20 und den Hakenflaschenkorpussen 16' sind jeweils weitere Federlagerungen 12' angeordnet. Neben der Federlagerung des Lasthakens 14' in der Traverse 20 ist also auch die Traverse 20 in den Hakenflaschenkorpussen 16' federgelagert.
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In den 4 und 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Hakenflasche 10" der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung jeweils in einer seitlichen und frontalen Ansicht dargestellt. Die Hakenflasche 10" umfasst ein unteres, ein mittleres und ein oberes Hakenflaschenteil 26, 28, 30. Das obere Hakenflaschenteil 30 ist mit der Krankonstruktion, beispielsweise über eine entlang des Kranauslegers verschiebbaren Laufkatze (nicht dargestellt), verbunden. Das mittlere Hakenflaschenteil 28 ist über eine Federlagerung 12" mit dem oberen Hakenflaschenteil 30 verbunden und somit federgelagert. In dem mittleren und dem unteren Hakenflaschenteil 28, 26 sind jeweils Seilscheiben 18 drehbar gelagert, in welchen das Hubseil nach dem Flaschenzugprinzip eingeschert ist (nicht dargestellt). Das untere und mittlere Hakenflaschenteil 26, 28 sind also lediglich über das eingescherte Hubseil miteinander verbunden und ändern während des Hubvorgangs ihren relativen Abstand. In dem unteren Hakenflaschenteil 26 ist der Lasthaken 14 über eine weitere Federlagerung 12 federnd gelagert. In diesem Ausführungsbeispiel sind wiederum beide Federlagerungen 12, 12" durch mechanische Federn 13, 13" realisiert.
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In den 6 und 7 ist schließlich ein Ausführungsbeispiel eines Drallfängers 20 der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung jeweils in einer seitlichen und frontalen Ansicht dargestellt. Der Drallfänger umfasst ein erstes Drallfängerteil 42, welches drehbar in einem zweiten Drallfängerteil 44 gelagert ist, sowie eine Federlagerung 12, die zwischen den beiden Drallfängerteilen 42, 44 angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lastaufnahmemittel / Hakenflasche
- 10'
- Lastaufnahmemittel / Hakenflasche
- 10"
- Lastaufnahmemittel / Hakenflasche
- 12
- Federlagerung
- 12'
- Federlagerung
- 12"
- Federlagerung
- 13
- Feder
- 14
- Lasthaken
- 14'
- Lasthaken
- 16
- Hakenflaschenkorpus
- 16'
- Hakenflaschenkorpus
- 18
- Seilscheibe
- 20
- Traverse
- 22
- Langloch
- 24
- Bolzen
- 26
- Unteres Hakenflaschenteil
- 28
- Mittleres Hakenflaschenteil
- 30
- Oberes Hakenflaschenteil
- 40
- Drallfänger
- 42
- Erstes Drallfängerteil
- 44
- Zweites Drallfängerteil
