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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mobilkran mit einem Gegengewicht, welches in zumindest zwei unterschiedlichen Positionen an den Oberwagen des Mobilkrans angebunden werden kann.
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Um das Lastmoment auszugleichen, welches von der durch einen Mobilkran gehobenen Last auf den Mobilkran ausgeübt wird, weisen diese üblicherweise in einem rückwärtigen Bereich ihres Oberwagens ein oder mehrere Gegengewichte auf. Selbst wenn das Gegengewicht aus mehreren einzelnen, beispielsweise aufeinander gestapelten Gegengewichten besteht, werden diese zugunsten eines möglichst ökonomischen und flexiblen Kranbetriebs an die maximale Traglast und/oder maximale Ausladung angepasst, welche für den jeweiligen Kraneinsatz zu erwarten ist. Dabei sind umso größere Ausladungen beziehungsweise Traglasten möglich, je schwerer das Gegengewicht und somit das Ausgleichsmoment ist. Wenn jedoch für bestimmte Aufgaben eine bestimmte Ausladung beziehungsweise eine bestimmte Traglast mit einem kleineren Gegengewicht ermöglicht werden soll, ist es erforderlich, den Gegengewichtsradius, also den Abstand zwischen dem Gegengewichtsschwerpunkt und der Drehachse zwischen Kran-Oberwagen und Kran-Unterwagen zu vergrößern. Um dies zu erreichen, sehen bekannte Lösungsansätze vor, separate Gegengewichte bereitzustellen, oder aber Einrichtungen zum Bewegen des Gegengewichts, wie sie etwa aus der
DE 10 2012 006 494 A1 bekannt sind. Beide Lösungsansätze bedeuten jedoch einen zusätzlichen Aufwand, sei es durch das erforderliche Rüsten separater Gegengewichte oder aber durch die Instandhaltung und Wartung beweglicher Gegengewichtseinrichtungen. Aus der
DE 10 2015 013 488 B4 ist ein Mobilkran mit einer am Oberwagen angeordneten Ballastaufnahmevorrichtung mit mindestens einem Ballastierzylinder zur Aufnahme eines Ballastes bekannt, wobei die Lage der Ballastierzylinder derart verändert werden kann, dass der Ballast in Positionen unterschiedlichen Abstands zur Drehachse des Oberwagens aufnehmbar ist. Die
DE 10 2016 008 822 A1 zeigt einen Mobilkran mit einer mit dem Oberwagen koppelbaren Ballastaufnahmevorrichtung, wobei die Ballastaufnahmevorrichtung in Positionen unterschiedlichen Abstands zur Drehachse des Oberwagens mit dem Oberwagen koppelbar ist.
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Es ist die Aufgabe der folgenden Erfindung, ein variabel an den jeweiligen Kraneinsatz anpassbares Gegengewicht bereitzustellen, ohne dass damit zusätzlicher Aufwand für den Betrieb oder die Instandhaltung eines Mobilkrans einhergeht.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren dabei bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Mobilkran bereitgestellt, der einen Unterwagen, einen auf dem Unterwagen um eine Rotationsachse drehbar angeordneten Oberwagen, und eine Gegengewichtseinrichtung aufweist, welche:
- - einen zum Aufnehmen von zumindest einem Gegengewicht ausgestalteten Gegengewichtsrahmen mit zumindest einer ersten Koppelstellenanordnung und
- - eine am Oberwagen des Krans angeordnete Tragstruktur mit einer zweiten, mit der ersten Koppelstellenanordnung koppelbare Koppelstellenanordnung umfasst, wobei die erste und die zweite Koppelstellenanordnung zumindest zwei unterschiedlich von der Rotationsachse beabstandete Hubeinrichtungen oder mit einer Hubeinrichtung koppelbare Aufnahmen umfasst, mittels welcher die erste und die zweite Koppelstellenanordnung in zumindest zwei unterschiedlich von der Rotationsachse beabstandeten Positionen des Gegengewichtsrahmens miteinander koppelbar sind.
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Mit anderen Worten weist der erfindungsgemäße Mobilkran einen Kran-Unterwagen mit einem Fahrwerk auf, auf welchem ein relativ zum Fahrwerk um eine vertikale Achse schwenkbarer Kran-Oberwagen montiert ist, an dem wiederum der Ausleger des Krans und das hier thematisierte Gegengewicht angeordnet sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Gegengewichtsrahmen, welcher ein- oder mehrere stapelbare Gegengewichte aufnehmen kann, in unterschiedlichen Positionen am Kran-Oberwagen gerüstet werden, so dass unter Verwendung ein und derselben Komponenten unterschiedliche Gegengewichtsradien und somit Lastausgleichsmomente verwirklicht werden können. Hierfür sieht die vorliegende Erfindung sowohl am Gegengewichtsrahmen als auch an einer Tragstruktur des Oberwagens Koppelstellenanordnungen vor, welche in zumindest zwei oder gar beliebig vielen unterschiedlichen Abständen des Gegengewichtsrahmens zur Oberwagen-Drehachse miteinander verbunden werden können und somit auch den Gegengewichtsrahmen samt darauf aufgeladener Gegengewichte mit dem Kran-Oberwagen verbinden, um so zumindest zwei oder gar beliebig viele unterschiedliche Gegengewichtsradien zu realisieren.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erste und/oder die zweite Koppelstellenanordnung zumindest zwei unterschiedlich von der Rotationsachse beabstandete Koppelstellen. Die erste oder die zweite oder gar beide Koppelstellenanordnungen am Gegengewichtsrahmen beziehungsweise an der Oberwagen-Tragstruktur weisen zwei oder beliebig viele einzelne Koppelstellen auf, die relativ zueinander beabstandet sind und somit auch beim gerüsteten Kran unterschiedliche Abstände zur Oberwagen-Drehachse aufweisen. Diese vordefinierten Abstände definieren somit auch die Positionen, in welchen der Gegengewichtsrahmen an den Oberwagen angebunden werden kann, indem eine Koppelstelle des Gegengewichtsrahmens mit einer Koppelstelle der Oberwagen-Tragstruktur verbunden wird. Folglich werden somit auch die einzelnen möglichen Gegengewichtsradien definiert, welche ein am Oberwagen gerüstetes Kran-Gegengewicht einnehmen kann. Der Gegengewichtsrahmen oder die Oberwagen-Tragstruktur weist zwei Koppelstellen auf, während die Oberwagen-Tragstruktur beziehungsweise der Gegengewichtsrahmen nur eine einzige Koppelstelle aufweist, so dass beim Rüsten des Krans zwei unterschiedliche Gegengewichtsradien realisiert werden können. Bei einer entsprechend höheren Anzahl an Koppelstellen pro Koppelstellenanordnung können folglicherweise auch mehrere festgelegte Gegengewichtsradien realisiert werden.
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Eine Hubeinrichtung der Tragstruktur am Oberwagen kann mit einer entsprechenden Aufnahme am Gegengewichtsrahmen verbunden werden, so dass die Hubeinrichtung den Gegengewichtsrahmen samt Gegengewichten aus einer abgelegten Position anheben und somit mit dem Kran-Oberwagen dergestalt verbinden kann, dass sich der Oberwagen samt den Gegengewichten relativ zum Unterwagen um seine Rotationsachse drehen kann. Grundsätzlich ist jedoch auch eine umgekehrte Ausgestaltung denkbar, bei welcher die Hubeinrichtung am Gegengewichtsrahmen angeordnet ist und sich nach dem Verbinden mit einer Koppelstelle der Tragstruktur zusammen mit dem Gegengewichtsrahmen und den Gegengewichten zur Tragstruktur „hochziehen“ kann.
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Während zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung grundsätzlich jede geeignete lösbare Verbindung zwischen den Koppelstellen der Tragstruktur und des Gegengewichtsrahmens zum Einsatz kommen kann, sieht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen formschlüssigen und somit lösbaren Eingriff zwischen den Koppelstellen vor, der insbesondere durch eine Bewegung zumindest einer der beteiligten Koppelstellen zustande kommen kann, welche zumindest schräg oder gar senkrecht zur eigentlichen Hubbewegung der Hubeinrichtung gerichtet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Koppelstellen der Tragstruktur und des Gegengewichtsrahmens durch Verschwenken des Kran-Oberwagens um seine Rotationsachse in Eingriff und auch wieder aus diesem Eingriff gebracht werden. Sobald die Koppelstellen in Eingriff gebracht beziehungsweise zueinander ausgerichtet sind, kann die Hubeinrichtung eine formschlüssige Verbindung zwischen den Koppelstellen mittels einer senkrecht oder zumindest schräg zur Schwenkbewegung des Oberwagens gerichteten Hubbewegung bewirken, die sogleich auch das Anheben des Gegengewichtsrahmens zum Ziel hat. Ein Lösen der formschlüssigen Verbindung kann in umgekehrter Richtung erfolgen, also durch eine über das bloße Absetzen des Gegengewichtsrahmens hinausgehende Bewegung der Hubeinrichtung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Gegengewichtsrahmen eine als Auflage für das zumindest eine Gegengewicht dienende Basisplatte, und je Koppelstelle zumindest einen sich von der Basisplatte aus nach oben forterstreckenden Dom, welcher mit einer Hubeinrichtung gekoppelt werden kann. Bei dieser Ausgestaltung sind die Koppelstellen des Gegengewichtsrahmens in vertikaler Richtung von der Basisplatte beabstandet, so dass die auf der Basisplatte abgelegten Gegengewichtspakete zwischen der Basisplatte und den Koppelstellen positioniert werden. Die Verbindung beziehungsweise der Eingriff der jeweiligen Koppelstellen findet demnach oberhalb der Gegengewichtspakete statt.
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Während es grundsätzlich vorstellbar ist, dass die einzelnen Koppelstellen als singuläre Verbindungsstellen zwischen der Oberwagen-Tragstruktur und dem Gegengewichtsrahmen ausgebildet sind, ist nicht zuletzt aus Stabilitätsgründen pro Koppelstelle eine mehrfache, insbesondere zweifache Verbindung des Gegengewichtsrahmens mit der Oberwagen-Tragstruktur zu bevorzugen. Somit können die Koppelstellen gemäß einer Ausführungsform den Gegengewichtsrahmen mit der Tragstruktur an jeweils zwei symmetrisch zur Rotationsachse angeordneten Stellen verbinden. Die Symmetrie dieser Anordnung kann sich hierbei nicht nur auf die Rotationsachse des Oberwagens beziehen, sondern vielmehr auch auf die vertikale Mittel-/Symmetrieebene des Oberwagens.
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Während zum Heben des Gegengewichtsrahmens samt der Gegengewichte jegliche für diesen Zweck geeignete Einrichtung zum Einsatz kommen kann, etwa Seilzüge oder Getriebe, sieht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass die zumindest eine Hubeinrichtung jeweils zumindest einen Hydraulikzylinder umfasst. So sind Ausführungsformen vorstellbar, bei welchen eine Koppelstellenanordnung ein oder mehrere symmetrisch zur vertikalen Oberwagen-Symmetrieebene angeordnete Hydraulikzylinder-Paare aufweist.
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Bevor der Gegengewichtsrahmen samt Gegengewichten am Oberwagen gerüstet werden kann, wird dieser zunächst in dem Abstand zur Oberwagen-Rotationsachse auf einer feststehenden Struktur abgelegt, welche dem späteren gewünschten Gegengewichtsradius festlegt. Hierbei kann der Gegengewichtsrahmen auf jeder geeigneten feststehenden Struktur abgelegt werden, etwa dem Erdreich oder einer zu diesem Zwecke bereitgestellten Ablage. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient der Kran-Unterwagen als Ablage für den zu positionierenden Gegengewichtsrahmen. Vor dem Rüsten wird der Gegengewichtsrahmen also, gegebenenfalls durch den Kran selbst, auf einem dafür vorgesehenen Bereich des Kran-Unterwagens abgesetzt. Hierbei kann der Gegengewichtsrahmen bereits in einer dem gewünschten Gegengewichtsradius festlegenden Position auf dem Unterwagen abgesetzt werden, oder in einer davon entfernten Position. In letzterem Fall ist es allerdings notwendig, den Gegengewichtsrahmen auf den Kran-Unterwagen in die letztendlich gewünschte Position zu verbringen. Zu diesem Zwecke können etwa schienen- oder kufenartige Führungsstrukturen am Unterwagen und/oder am Gegengewichtsrahmen vorgesehen sein, so dass der Gegengewichtsrahmen in einer definierten Bewegung und möglicherweise durch maschinelle Unterstützung in eine gewünschte Position relativ zum Oberwagen gebracht werden kann.
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Insbesondere wenn die Koppelstellenanordnung des Gegengewichtsrahmens mehrere voneinander beabstandete Koppelstellen aufweist, so dass zumindest eine der Koppelstellen eine Kraftresultierende überträgt, die in horizontaler Richtung vom Schwerpunkt des am Oberwagen angehängten Gegengewichtsrahmen samt Gegengewichten beabstandet ist, folgt daraus eine gegebenenfalls nicht unwesentliche, über eine rein in vertikaler Richtung verlaufende Beanspruchung hinausgehende Beanspruchung der Hubeinrichtung. Da eine solche zusätzliche Beanspruchung oftmals unerwünscht, im Falle einer Verwendung von Hydraulikzylindern als Hubeinrichtung sogar schädlich sein kann, sieht eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Ausgleichseinrichtung vor, welche zur Entlastung der zumindest einen Hubeinrichtung von einem mittels des Gegengewichtsrahmens auf die Hubeinrichtung wirkenden Moment für den Gegengewichtsrahmen ein Widerlager am Oberwagen bereitstellt. Anders ausgedrückt wird die für die Hubeinrichtung schädliche Belastung an anderer Stelle am Oberwagen abgestützt/eingeleitet, so dass die Hubeinrichtung von zusätzlicher, über die rein in vertikaler Richtung gerichtete Belastung hinausgehende Zusatzbelastung freigehalten werden kann.
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Die vorliegende Erfindung kann die hierin beschriebenen Merkmale einzeln sowie in jedweder sinnvollen Kombination umfassen.
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Es zeigen:
- 1: eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Krans mit variablen Gegengewicht in perspektivischer Ansicht;
- 2: eine Seitenansicht der in der 1 gezeigten Ausführungsform mit einer ersten Position des Gegengewichtsrahmens;
- 3: eine Seitenansicht der in der 1 gezeigten Ausführungsform mit einer zweiten Position des Gegengewichtsrahmens;
- 4: eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Krans mit variablen Gegengewicht in perspektivischer Ansicht;
- 5: eine Seitenansicht der in der 4 gezeigten Ausführungsform mit einer ersten Position des Gegengewichtsrahmens;
- 6: eine Seitenansicht der in der 4 gezeigten Ausführungsform mit einer zweiten Position des Gegengewichtsrahmens.
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Die 1 zeigt eine Detailansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mobilkrans. Auf dem Kran-Unterwagen 1 ist ein Kran-Oberwagen 2 angeordnet, der mittels einer nicht gezeigten Drehverbindung gegenüber dem Unterwagen 1 um eine Rotationsachse R drehen kann. Im rückwärtigen, also dem (nicht gezeigten) Kran-Ausleger abgewandten Bereich des Oberwagens 2 ist die erfindungsgemäße Gegengewichtseinrichtung 3 angeordnet, welche im Wesentlichen den Gegengewichtsrahmen 5 und eine am Oberwagen 2 rückwärtig auskragende Tragstruktur 7 umfasst. Der Gegengewichtsrahmen 5 ist hierbei auf dem Unterwagen 1 abgelegt und nimmt dabei einen Abstand zur Rotationsachse R ein, in welchem die paarweise an der Tragstruktur 7 angeordneten Hydraulikzylinder 9 mit ersten, am Gegengewichtsrahmen 5 ebenfalls paarweise angeordneten Aufnahmen 10 in Eingriff gebracht werden können. Für diesen Zweck wird der Oberwagen 2 gegenüber dem Unterwagen 1 soweit verschwenkt, dass die Hydraulikzylinder 9 nicht direkt oberhalb der Dome 12 mit den Aufnahmen 10 zu liegen kommen. Dies ist ohnehin dann der Fall, wenn der Gegengewichtsrahmen 5 vom Kran selbst auf dem Unterwagen 1 abgelegt wird. Die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder 9 werden anschließend gerade so weit ausgefahren, dass sie beim Zurückschwenken des Oberwagens 2 mit ihren Enden, welche einen gegenüber der übrigen Kolbenstange vergrößerten Durchmesser aufweisen, in die Aufnahmen 10 einfahren können. Sobald die Zylinder 9 wieder direkt über den Domen 12 zu liegen gekommen sind, können die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder 9 eingefahren werden, wobei deren verdickte Kolbenstangenenden in den Aufnahmen 10 zurückgehalten werden und somit beim weiteren Einfahren der Hydraulikzylinder 9 ein Anheben des Gegengewichtsrahmens 5 vom Unterwagen 1 bewirken. Die vorliegende Ausführungsform sieht also vor, dass die jeweiligen Koppelstellen 6 und 8 durch bloßes Verschwenken des Oberwagens 2 um seine Rotationsachse R in Eingriff und auch wieder aus dem Eingriff gebracht werden können, wobei eine senkrecht zur Schwenkbewegung der Hubeinrichtung 9 gerichtete Hubbewegung der Hubeinrichtung 9 eine formschlüssige Koppelung der Koppelstellen (6A, 6B, 8A) bewirkt.
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Falls der Drehradius des Gegengewichtsrahmens 5 samt der darauf abgelegten (nicht gezeigten) Gegengewichte verringert werden soll, kann dieser in umgekehrter Reihenfolge wieder auf dem Unterwagen 1 abgesetzt werden, indem die Hydraulikzylinder 9 ausgefahren werden. Ein anschließendes Verschwenken des Oberwagens 2 um die Rotationsachse R bringt die Hydraulikzylinder 9 wieder aus ihrem Eingriff mit den Aufnahmen 10, woraufhin der Gegengewichtsrahmen 5 auf dem Unterwagen 1 so umpositioniert werden kann, dass beim Zurückschwenken des Oberwagens 2 die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder 9 in die derzeit noch weiter von der Rotationsachse R beabstandeten Aufnahmen 10 einlaufen können. Ein anschließendes Einfahren der Hydraulikzylinder 9 bewirkt sodann ein Anheben des Gegengewichtsrahmens 5, so dass dieser mit einem nunmehr verringerten Drehradius an den Oberwagen 2 gekoppelt ist.
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Die 2 zeigt noch einmal in einer Seitenansicht die erste, weiter entfernte Anordnung des Gegengewichtsrahmens 5 relativ zum Kranoberwagen 2 und dessen Rotationsachse R. Die Koppelstellenanordnung 8 der Tragstruktur 7 umfasst in dieser Ausführungsform nur eine Koppelstelle 8A, die wiederum zwei symmetrisch zur vertikalen Mittelebene des Oberwagens 2 angeordneten Hydraulikzylinder 9 umfasst. In dieser Ansicht ist gut zu sehen, dass die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder 9 bei einer Schwenkbewegung des Oberwagens 2 um seine Rotationsachse R die entsprechenden Aufnahmen 10 frei durchfahren können, wobei bei einem Einfahren der Hydraulikzylinder 9 die verdickten Enden der Kolbenstangen von den klauenartigen oberen Enden der gabelförmigen Aufnahmen 10 zurückgehalten werden und mit diesen somit eine formschlüssige Verbindung eingehen, sobald die Hydraulikzylinder 9 weiter eingefahren werden.
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Wie in der 3 zu sehen ist, wird der Drehradius des Gegengewichtsrahmens 5 dadurch variiert, indem die einzige Koppelstelle 8A der Koppelstellenanordnung 8 der Tragstruktur 7 mit unterschiedliche Koppelstellen 6A und 6B der Koppelstellenanordnung 6 des Gegengewichtsrahmens 5 in Eingriff gebracht wird.
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Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich von der ersten, in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die Koppelstellenanordnung 8 der Tragstruktur 7 mehrere Koppelstellen 8A und 8B aufweist, die jeweils zwei Hydraulikzylinder 9 als Hubeinrichtung aufweisen. Zur Variierung des Drehradius des Gegengewichtsrahmens 5 wird die einzige Koppelstelle 6A der Koppelstellenanordnung 6 des Gegengewichtsrahmens 5 mit einer jeweiligen Koppelstelle 8A oder 8B an der Tragstruktur 7 ein Eingriff gebracht, wie in den 5 und 6 zu sehen ist.
