DE102020118775A1

DE102020118775A1 - Fahrbarer Kran mit Abstützvorrichtung

Info

Publication number: DE102020118775A1
Application number: DE102020118775.0A
Authority: DE
Inventors: Roland Bohnacker; Ulrich Wiedemann
Original assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Priority date: 2020-07-16
Filing date: 2020-07-16
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2040-07-17
Also published as: DE102020118775B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen fahrbaren Kran, welcher einen Unterwagen mit einem Fahrwerk, einen um eine vertikale Achse relativ zum Unterwagen drehbaren Oberwagen mit einem Kranausleger und eine Abstützvorrichtung mit mehreren vertikal verstellbaren Abstützfüßen umfasst. Dabei sind mindestens zwei Abstützfüße an Abstützholmen vorgesehen, die jeweils um eine vertikale Achse am Unterwagen schwenkbar gelagert sind. Erfindungsgemäß ist nun ein weiterer Abstützfuß direkt, d.h. ohne dazwischen angeordnetem Abstützholm, am Unterwagen angebracht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen fahrbaren Kran nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Fahrbahre Krane, auch als Mobilkrane bezeichnet, weisen ein breites Einsatzspektrum auf und kommen typischerweise immer dann zum Einsatz, wenn die Verfügbarkeit, das Gelände oder sonstige Einsatzbedingungen eine Verwendung stationärer Krane nicht erlauben oder erfordern. Zur Fortbewegung weisen fahrbare Krane entweder ein Raupenfahrwerk oder ein Radfahrwerk auf. Während Raupenfahrwerke beispielsweise eine größere Stabilität bieten, sind Krane mit Radfahrwerk in der Lage, schnell, flexibel und mit höherer Wendigkeit zwischen verschiedenen Einsatzorten bewegt zu werden.
Um auch bei Verwendung eines Radfahrwerks eine ausreichende Kranstabilität zu gewährleisten, ist normalerweise eine Abstützvorrichtung am Kran vorgesehen, welche am Einsatzort in Stellung gebracht wird - üblicherweise durch Anbauen, Ausfahren und/oder Ausschwenken mehrerer am Unterwagen des Krans befestigter Abstützholme, an denen jeweils vertikal verstellbare Abstützfüße vorgesehen sind.
Am Einsatzort ist ein schneller Rüstvorgang des Krans von großem Vorteil, weshalb die Abstützholme bevorzugt am Kran angebaut transportiert werden können. Hierzu können die Abstützholme in eine Transportstellung verbracht werden, in der sie beispielsweise am Kran bzw. Unterwagen anliegen und/oder vollständig eingefahren sind.
Für den Lasthub bzw. die mögliche Traglast ist die am Kran vorhandene Stützbasis ein wesentliches Kriterium. Die Stützbasis ist neben der Ballastierung (am Oberwagen und/oder an einem ggf. vorhandenen Derrickballast) der maßgebende Faktor für die Standsicherheit des Krans. Für die Stützbasis ist dabei nicht nur die Position einer Stütze entscheidend, sondern insbesondere die durch zwei benachbarte Stützen gebildete Kippkante. Entstehen bei einem Einsatz mehrerer Stützen mehrere Kippkanten, ist bei Betrachtung einer für eine 360° Lastrichtung nutzbaren Traglast der Inkreis zu allen außenliegenden Kippkanten für die Standsicherheit entscheidend. Der Inkreis ist dabei definiert als der Kreis mit Mittelpunkt der Drehachse des Krans (d.h. der Drehachse des Oberwagens um den Unterwagen), dessen Radius dem kleinsten Abstand zwischen dem Mittelpunkt und einer der Kippkanten entspricht. Der Inkreis schneidet keine der Kippkanten sondern berührt zumindest eine der Kippkanten tangential.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Stützbasis des Krans mit Hilfe von verstellbaren und/oder teleskopierbaren Abstützholmen zu verbessern. Im Betrieb ohne Gegenausleger / Derrickballast wird dazu typischerweise eine große Stützbasis durch Ausfahren der Abstützholme benutzt. Im Betrieb mit Derrickballast können, um eine höhere Steifigkeit zu erreichen, die Abstützholme eingefahren werden. Diese in der Länge verstellbaren Stützen bzw. Abstützholme sind entsprechend deutlich schwerer als nicht verstellbare Stützen.
Ein Derrickballast bewirkt ein Moment, das dem von der gehobenen Last hervorgerufenen Lastmoment entgegenwirkt. Ein wesentlicher Teil der Sicherheit gegen ein Kippen des Krans wird also dadurch erreicht, dass sich die Lage des sich aus Oberwagen, Auslegersystem, Last und Derrickballast ergebenden Gesamtschwerpunktes des Krans stets in der Nähe der Drehachse des Oberwagens um den Unterwagen, d.h. des Mittelpunkts des Inkreises befindet. Der Einsatz eines Derrickballastes führt aber zu einer enormen Beanspruchung der Abstützvorrichtung durch die stark erhöhte Gewichtskraft.
Ist kein Derrickballast vorhanden, wird der wesentliche Beitrag zur Sicherheit gegen ein Kippen des Krans dadurch erreicht, dass die Kippkanten einen großen Abstand zur Drehachse des Oberwagens um den Unterwagen aufweisen (d.h. der Inkreis hat einen entsprechend größeren Radius). In diesem durch die Kippkanten begrenzten Bereich kann sich der Gesamtschwerpunkt des Krans bewegen. In diesem Szenario ist kein variabler ausgleichender Derrickballast vorhanden. Dafür muss die vom Derrickballast stark erhöhte Gewichtskraft aber auch nicht über die Abstützzylinder in den Boden abgeleitet werden.
Bei Mobilkranen, bei denen ein Einsatz sowohl mit als auch ohne Derrickballast möglich ist, muss die Abstützvorrichtung für beide Betriebsarten ausgelegt sein. Darüber hinaus stellen sich abhängig vom jeweiligen Kraneinsatz unterschiedliche Anforderungen an die Abstützvorrichtung, so z.B. bedingt durch unterschiedliche Hublasten und/oder maximale Ausladungen. Während eine gleichsam für alle denkbaren Kraneinsätze ausgelegte Abstützvorrichtung gewisse Kompromisse hinsichtlich ihrer Auslegung erfordert, d.h. einer auf den jeweiligen Einsatz optimierten Auslegung entgegensteht, bedingt ein Vorhalten unterschiedlich ausgelegter Stützkomponenten zur Anpassung der Abstützvorrichtung an die jeweiligen Einsatzbedingungen einen hohen Logistikaufwand sowie verlängerte Rüstzeiten.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen fahrbaren Kran mit einer Abstützvorrichtung bereitzustellen, welche einen flexiblen Einsatz und gleichzeitig geringe Rüstzeiten ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Kran mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist ein fahrbarer Kran vorgesehen, welcher einen Unterwagen mit einem Fahrwerk, einen um eine vertikale Achse relativ zum Unterwagen drehbaren Oberwagen mit einem Kranausleger und eine Abstützvorrichtung mit mehreren vertikal verstellbaren Abstützfüßen umfasst. Dabei sind mindestens zwei Abstützfüße an Abstützholmen vorgesehen, die jeweils um eine vertikale Achse am Unterwagen schwenkbar gelagert sind. Erfindungsgemäß ist nun ein weiterer Abstützfuß direkt, d.h. ohne Abstützholm am Unterwagen angebracht.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist also einer der Abstützfüße direkt am Unterwagen angeordnet, wobei auf einen verbindenden Abstützholm verzichtet wird. Die Position dieses Abstützfußes ist also relativ zum Unterwagen nicht änderbar. Das bedeutet, dass der Unterwagen im Bereich zwischen diesem Abstützfuß und den Befestigungspunkten der anderen Abstützholme nun auch der Kraftübertragung dient. Gegebenenfalls kann es daher notwendig oder vorteilhaft sein, diesen Bereich des Unterwagens entsprechend stärker auszuführen als bei bekannten Lösungen, bei denen in diesem Bereich keine Abstützkräfte übertragen werden.
Die Anbringung eines Abstützfußes am Unterwagen ermöglicht Konfigurationen der Abstützvorrichtung, die für bestimmte Einsätze optimiert sind und flexibel angepasst werden können. So kann eine Abstützung beispielsweise mittels des direkt am Unterwagen angeordneten Abstützfußes und lediglich zwei Abstützholmen mit jeweils vorgesehenen Abstützfüßen erfolgen, sodass die Kippkanten ein Dreieck, beispielsweise ein gleichseitiges Dreieck, bilden. Hier ergibt sich bei gleicher Länge der Abstützholme im Vergleich zur bekannten Konfiguration mit vier ein Kippkanten-Viereck bildenden Abstützholmen ein kleinerer Inkreis. Eine solche Konfiguration kann unter anderem in einem Betrieb ohne Derrickballast mit nur geringen auftretenden Ausladungen vorteilhaft sein. Bei drei Stützen wird zudem weniger Stützraum / Grundfläche benötigt. Gleichzeitig verringert sich die Rüstzeit bei einem Einsatz von nur drei Stützen bzw. zwei Abstützholmen.
Die beiden Abstützholme können in einer Transportstellung am Unterwagen montiert verfahren und zum Einsatzort transportiert werden. Auf das Mitführen weiterer Abstützholme kann verzichtet werden, was das Transportvolumen und somit die Kosten verringert. Bei bekannten Lösungen mit vier Abstützholmen werden diese entweder allesamt am Unterwagen montiert zur Baustelle verfahren, was unter Einhaltung der Straßenverkehrszulassungsordnung mit vorgegebener Achslast des Kranfahrwerks nur mit sehr leichten und dadurch weichen Abstützholmen möglich ist. Dies bedeutet eine entsprechende Reduzierung der maximalen Traglast des Krans. Alternativ können zwei der Holme bei bekannten Systemen abmontiert und getrennt zum Einsatzort transportiert werden, was jedoch zu einer höheren Rüstzeit und zusätzlichem Logistikaufwand führt.
Bei einer Konfiguration der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung mit drei Abstützfüßen müssen lediglich zwei Abstützholme mit verfahren werden, sodass bei gleicher zulässiger Achslast mehr Gewicht in die beiden Abstützholme und/oder Abstützfüße investiert werden kann und diese somit wesentlich steifer ausgeführt sein können. Dadurch ergibt sich eine Erhöhung der maximalen Traglast des Krans bei gleichzeitiger schneller Rüstung am Einsatzort.
Neben einer Konfiguration mit drei Stützen sind jedoch auch andere Stützbasis-Geometrien möglich. So können beispielsweise wie bei bekannten Systemen vier Abstützholme vorgesehen sein, sodass sich zusammen mit dem fünften am Unterwagen angeordneten Abstützfuß eine Kippkante in Form eines Fünfecks ergibt. Auch ein Einsatz von vier Abstützholmen unter Verzicht auf die Verwendung der direkt am Unterwagen angeordneten Stütze ist denkbar, sodass sich die konventionelle viereckige Abstützbasis realisieren lässt. Der Begriff Stütze wird vorliegend sowohl für die Kombination von Abstützholm und Abstützfuß als auch für den am Unterwagen angebrachten Abstützfuß verwendet.
Insgesamt ermöglicht die zusätzliche Stütze am Unterwagen einen wesentlich flexibleren Einsatz des Krans mit einer an die jeweiligen Einsatzbedingungen angepassten bzw. optimierten Abstützvorrichtung bei gleichzeitig geringen Rüstzeiten.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
In einer Ausführungsform ist der weitere Abstützfuß am hinteren Ende des Unterwagens vorgesehen und liegt vorzugsweise auf der Mittelachse des Unterwagens. Als hinteres Ende wird hierbei das der Fahrerkabine des Unterwagens gegenüberliegende Ende bzw. der Heckbereich bezeichnet. Prinzipiell wäre aber auch eine Anordnung des weiteren Abstützfußes im Bereich des Fahrerhauses, beispielsweise hinter dem Fahrerhaus, denkbar.
In einer weiteren Ausführungsform sind vier Abstützholme mit jeweils einem vertikal verstellbaren Abstützfuß vorgesehen, von denen mindestens zwei schwenkbar am Unterwagen gelagert sind. Zusammen mit dem fünften am Unterwagen angeordneten Abstützfuß ergibt sich dadurch eine Kippkante in Form eines Fünfecks bzw. bei entsprechender Anordnung der Abstützfüße mit jeweils gleichbleibendem Abstand benachbarter Stützen die Form eines Pentagons. Dies resultiert in einem im Vergleich zur bekannten viereckigen Stützbasis größeren Inkreisradius und somit bei gleichen Abstützholmen in einer verbesserten Kippstabilität bzw. einer größeren maximalen Ausladung. Alternativ kann durch die Vergrößerung der Stützbasis auf ein Teleskopieren der Abstützholme verzichtet werden, wodurch sich eine Gewichtseinsparung beim Eigengewicht der Abstützholme ergibt. Dieses eingesparte Gewicht kann wiederum in die Steifigkeit der Abstützholme und/oder Abstützfüße investiert werden, was die maximal zulässige Traglast des Krans erhöht.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kran wahlweise nur mittels der vier an den Abstützholmen angeordneten Abstützfüße, mittels aller Abstützfüße oder mittels zweier an schwenkbaren Abstützholmen angeordneter Abstützfüße sowie des am Unterwagen angeordneten Abstützfußes abstützbar ist. Dadurch ergibt sich ein flexiblerer Einsatz des Krans mit einer an die jeweiligen Einsatzbedingungen angepassten bzw. optimierten Abstützvorrichtung.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass alle vier oder nur zwei der vier Abstützholme schwenkbar am Unterwagen gelagert sind. Eine schwenkbare Lagerung aller vier Holme ergibt die größte Flexibilität bei der Konfiguration der gewählten Stützbasis, sodass beispielsweise bei beengten Platzverhältnissen eine von einem regelmäßigen Polygon abweichende und entsprechende Störkanten berücksichtigende Kippkanten-Geometrie gewählt werden kann. Ebenfalls ist es aber möglich, dass zwei der vier Abstützholme fest, d.h. in einem bestimmten vorgesehenen Winkel zur Längsachse des Unterwagens, am Unterwagen montierbar sind. Diese Stützen können z.B. separat zum jeweiligen Einsatzort transportiert und bei Bedarf, d.h. wenn eine fünfeckige Abstützbasis benötigt wird, montiert werden. Werden nur drei Stützen benötigt, kann auf die Montage der zusätzlichen nicht schwenkbaren Holme verzichtet werden. Die entsprechenden Winkel der schwenkbaren Holme können an die jeweilige gewünschte Geometrie angepasst werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die schwenkbar gelagerten Abstützholme jeweils mittels eines Aktuators, insbesondere Hydraulikzylinders, aktiv und vorzugsweise unabhängig voneinander verschwenkbar sind. Dadurch werden geringe Rüstzeiten erreicht. Idealerweise kann der Kranführer die Aktuatoren und somit die Stellung der schwenkbaren Holme direkt steuern. Die Aktuatoren bzw. Hydraulikzylinder sind insbesondere jeweils zwischen Unterwagen und Abstützholm montiert und bewirken durch ein Ein- und Ausfahren der Kolbenstange ein Verschwenken der Abstützholme.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass nur ein einziger weiterer Abstützfuß am Unterwagen angeordnet ist. Dadurch ergibt sich bei einer geraden Anzahl verwendeter Abstützholme insgesamt stets eine ungerade Anzahl von einsetzbaren Stützen bzw. Abstützfüßen. Alternativ ist es aber auch möglich, sowohl vorne im Bereich des Fahrerhauses als auch am hinteren Ende des Unterwagens jeweils einen festen, d.h. nicht über einen Abstützholm befestigten Abstützfuß vorzusehen. Dadurch ließe sich beispielsweise bei zwei verwendeten Abstützholmen eine viereckige Stückbasis oder bei vier Holmen eine sechseckige Stützbasis mit entsprechend weiter vergrößertem Inkreis realisieren.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Unterwagen ein zentrales Mittelteil umfasst, an welchem die Abstützholme gelagert sind, wobei am Mittelteil vorzugsweise ferner ein Drehwerk angeordnet ist, über welches der Oberwagen drehbar auf dem Unterwagen gelagert ist. Das Mittelteil, bei welchem es sich um einen von gattungsgemäßen Mobilkranen bekannten rahmenartigen Topf mit von oben gesehen im Wesentlichen runder bzw. ringförmiger Geometrie handeln kann, weist die Verbindungsmittel zur Befestigung der Abstützholme auf. Vorzugsweise sind vier Befestigungsmittel am Mittelteil vorgesehen, sodass wahlweise zwei oder vier Abstützholme montiert sein können. Das Mittelteil ist insbesondere zwischen Fahrwerk und Oberwagen angeordnet und entsprechend ausgelegt, die Kräfte und Momente des Krans in die daran befestigten Abstützholme zu leiten.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Abstützholme über lösbare Verbindungsmittel an- und abbaubar am Unterwagen befestigt sind. Dadurch kann die Zahl der verwendeten Stützen schnell und einfach angepasst werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Abstützholme entlang ihrer Längsrichtung verstellbar, insbesondere teleskopierbar sind. Dadurch lassen sich die Abstände der an den Abstützholmen vorgesehenen Abstützfüße zur Drehachse des Oberwagens verändern und insbesondere individuell einstellen. Dies erlaubt eine Änderung des Inkreisradius sowie ggf. das Einstellen einer variablen Abstützbasis um beispielsweise Störkanten im Einsatzgebiet zu umgehen oder eine bevorzugte Hubrichtung zu berücksichtigen.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Abstützholme in einer Transportstellung parallel zur Längsachse des Unterwagens ausgerichtet sind und vorzugsweise nicht über dessen maximale Breite hinausragen. Dadurch kann die maximal zulässige Breite des Krans beim Transport über Straßen eingehalten werden. Insbesondere lassen sich zwei Holme nach vorne und zwei Holme nach hinten parallel an den Unterwagen anlegen.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der am Unterwagen angebrachte Abstützfuß identisch zu den anderen Abstützfüßen ausgebildet ist. Alternativ kann der am Unterwagen angebrachte Abstützfuß leichter bzw. kleiner als die anderen Abstützfüße ausgebildet sein. Dies kann z.B. von Vorteil sein, wenn vier Abstützholme vorgesehen sind und die fünfte feste Stütze nur für bestimmte Kraneinsätze, beispielsweise ohne Derrickballast, eingesetzt wird. Dadurch kann der Bereich des Unterwagens zwischen der Befestigung der Holme (z.B. an einem Mittelteil) und dem festen Abstützfuß leichter / weniger steif ausgeführt werden, da nur vergleichsweise geringe Belastungen beim Betrieb mit allen fünf Stützen auftreten.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der am Unterwagen angebrachte Abstützfuß, insbesondere jeder der Abstützfüße, als aktiv verstellbarer Abstützzylinder ausgebildet ist. Der Abstützzylinder umfasst dabei eine hydraulisch vertikal ein- und ausfahrbare Kolbenstange, an deren unterem Ende ein Abstützteller befestigt ist, welcher auf dem Untergrund oder auf einer zur Verteilung der Gewichtskraft über eine größere Fläche des Untergrunds untergelegten Bodenplatte aufliegt. Die Abstützzylinder können entsprechend einem der in der DE 10 2014 015 363 A1 offenbarten Ausführungsbeispiele (dies umfasst sowohl den darin beschriebenen Stand der Technik als auch die erfindungsgemäßen Ausführungsformen) ausgebildet sein, auf deren Offenbarung explizit Bezug genommen wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Fahrwerk ein Radfahrwerk mit mehreren Radachsen ist. Vorzugsweise ist eine Allradlenkung vorgesehen.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Oberwagen einen Derrickausleger und/oder einen SA-Bock bzw. A-Bock aufweist. Als Kranausleger kann beispielsweise ein Gitterausleger oder ein teleskopierbarer Ausleger am Oberwagen vorgesehen sein.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

1: einem Ausschnitt eines aus dem Stand der Technik bekannten fahrbaren Krans in abgestütztem Zustand in einer Seitenansicht;
2: den gattungsgemäßen Kran gemäß 1 in einer schematischen Draufsicht;
3: eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Kran gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
4: eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Kran gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

In der 1 ist eine seitliche Ansicht des Unterwagen 12, Oberwagen 14 und Abstützvorrichtung umfassenden Bereichs eines gattungsgemäßen fahrbaren Krans bzw. mobilen Gittermastkrans 10' dargestellt. Eine schematische Draufsicht auf diesen Kran 10' ist in der 2 gezeigt.
Der Unterwagen 12 weist ein Radfahrwerk mit acht Radachsen auf. Im vorderen Bereich des Unterwagens 12 befindet sich ein Fahrerhaus 18 zum Steuern und Verfahren des Krans 10'. Ferner ist im mittleren Bereich des Unterwagens 12 ein Mittelteil 16 angeordnet, an welchem eine vier Abstützholme bzw. Klappholme 30 umfassende Abstützvorrichtung befestigt ist. Im oberen Bereich des Mittelteils 16 befindet sich ein Drehwerk, über das der Oberwagen 14 um eine vertikale Achse 100 drehbar auf dem Unterwagen 12 gelagert ist. Der Oberwagen 14 weist in diesem Ausführungsbeispiel u.a. einen Gittermastausleger 11, einen Oberwagenballast 15, eine Oberwagenkabine und einen SA-Bock 13 zur Abspannung des Gittermastauslegers 11 auf. In allen Figuren befindet sich das Fahrerhaus 18 unterhalb des Oberwagenballastes 15.
An den Enden der schwenkbar am Mittelteil bzw. Topf 16 angelenkten Abstützholme 30 befinden sich hydraulische Abstützzylinder umfassende Abstützfüße 22, 24, 26, 28, welche vertikal verstellbar, d.h. aus- und einfahrbar sind. An den unteren Enden der Abstützzylinder befinden sich flache Abstützteller, die über zwischengelegte Bodenplatten 19, welche das Gewicht des Krans 10' auf eine größere Fläche verteilen, auf dem Untergrund aufliegen. Durch Ausfahren der Abstützzylinder wird der Kran 10' für den Kraneinsatz angehoben, sodass dieser vom Untergrund abhebt und ausschließlich über die Abstützvorrichtung aufsteht (vgl. 1). Dadurch erhält der Kran 10' trotz Radfahrwerk die für den Kraneinsatz erforderliche Stabilität und Kippsicherheit.
Die Abstützholme 30 sind über am Unterwagen 12 befestigte Hydraulikzylinder 32 individuell um vertikale Achsen am Mittelteil 16 verschwenkbar. Dadurch kann durch entsprechende Platzierung der Abstützfüße 22, 24, 26, 28 eine bestimmte Form bzw. Geometrie der Stützbasis realisiert werden. Im in den 1-2 gezeigten Beispiel aus dem Stand der Technik bilden die vier Abstützfüße 22, 24, 26, 28 eine rechteckige Abstützbasis. Die Verbindungslinien 36 zwischen benachbarten Abstützfüßen 22, 24, 26, 28 werden dabei als Kippkanten bezeichnet und bilden eine Stützbasis in Form eines Vierecks. Der Gesamtschwerpunkt des Krans 10' darf sich nur innerhalb dieser durch die Kippkanten 36 gebildeten Stützbasis bewegen, ohne dass es zu einem Kippen des Krans 10' kommt. Neben dem Inkreis 34 und der Stützbasis 36 ist zudem der Außenkreis 38 eingezeichnet, auf dem alle Abstützfüße 22, 24, 26, 28 bei gleicher Länge der Abstützholme 30 liegen, in welchen also die Stützbasis 36 einbeschrieben ist.
Für einen sicheren Kranbetrieb unabhängig von der Winkelstellung eines um 360° drehbaren Oberwagens 14 ist die Betrachtung des sogenannten Inkreises 34 von Bedeutung. Dieser ist definiert als der Kreis mit der Drehachse des Oberwagens 14 als Mittelpunkt, dessen Radius dem kleinsten Abstand einer der Kippkanten 36 zum Mittelpunkt entspricht - also der kleinstmögliche in die Stützbasis vollständig einbeschriebene Kreis mit der Drehachse als Mittelpunkt. Befindet sich der Gesamtschwerpunkt des Krans 10' innerhalb dieses Inkreises 34, ist ein sicherer Kranbetrieb unabhängig von der Winkelstellung des Oberwagens 14 gewährleistet. Um den Inkreisradius zu erhöhen, können die Abstützholme 30 teleskopierbar sein. Längere Abstützholme 30 führen jedoch zu einer stärkeren Beanspruchung bei gleichem Gesamtgewicht des Krans sowie zu einem größeren Platzbedarf für die Abstützvorrichtung bzw. Stützfläche.
Die 3 und 4 zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen fahrbaren Krans 10 in derselben Ansicht wie in der 2 dargestellt. Dabei handelt es sich vorliegend im Wesentlichen um den bereits anhand der 1-2 beschriebenen Mobilkran 10', sodass auf die übereinstimmenden Elemente nicht erneut eingegangen wird. Insbesondere unterscheidet sich der erfindungsgemäße Kran 10 gemäß der 3 und 4 lediglich durch die Abstützvorrichtung. Im Unterschied zu bekannten Vorrichtungen kommen bei der Abstützung des erfindungsgemäßen Krans 10 nicht nur Abstützholme 30 mit entsprechenden Abstützfüßen 22, 24, 26, 28 zum Einsatz, sondern es ist ein zusätzlicher Abstützfuß 20 am hinteren, dem Fahrerhaus 18 gegenüberliegenden Ende des Unterwagens 12 vorgesehen, welcher direkt am Unterwagen 12, d.h. ohne Verbindung über einen Abstützholm, angeordnet ist.
Dadurch sind Abstützkonfigurationen bzw. Stützbasis-Geometrien möglich, die bei bekannten Kranen nicht erreichbar sind. So sind in dem in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich zur am Unterwagen 12 angeordneten Stütze 20 lediglich zwei Abstützholme 30 mit entsprechenden Abstützfüßen 22, 24 schwenkbar am Mittelteil 16 montiert, sodass sich eine dreieckige Stützbasis 36 ergibt - in diesem Beispiel in Form eines im Wesentlichen gleichseitigen Dreiecks mit einem relativen Winkel der Abstützholme 30 zueinander und zur Längsachse des Unterwagens 12 von 120°. Der Unterwagen 12 dient im Bereich zwischen Mittelteil 16 und fixem Abstützfuß 20 der Kraftübertragung und ist im Gegensatz zu vergleichbaren bekannten Kranen vorzugsweise stärker dimensioniert. Bei bekannten Mobilkranen fließt über diesen Bereich keine Kraft im Kranbetrieb.
In der 4 sind dagegen zwei weitere Abstützholme 30 mit Abstützfüßen 26, 28 am Mittelteil 16 montiert, sodass sich insgesamt eine fünfeckige Stützbasis 36 ergibt - im vorliegenden Beispiel in Form eines regelmäßigen Fünfecks bzw. Pentagons und einem relativen Winkel der Abstützholme 30 zueinander und zur Längsachse des Unterwagens 12 von ca. 72°. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass ungeachtet der in den 3 und 4 eingezeichneten Linien zwischen Stütze 20 und Drehachse des Oberwagens 14 bzw. Mittelteil 16 die Stütze 20 nicht über einen Abstützholm 30, sondern direkt mit dem Unterwagen 12 verbunden ist und lediglich vertikal verstellbar ist.
Wie in den 3 und 4 zu sehen ist, sind die Außenkreise 38 der Stützbasen 36 unabhängig von der Zahl der verwendeten (hier gleich langen) Abstützholme 30 gleich groß, während der Inkreis 34 bei der pentagonalen Stützbasis 36 (4) einen größeren Radius aufweist als bei der dreieckigen Stützbasis 36 (3). Im Vergleich zur viereckigen Stützbasis 36 gemäß 2, ist der Radius des Inkreises 34 der dreieckigen Geometrie kleiner (um ca. 30%) und derjenige der fünfeckigen Geometrie größer (um ca. 15%). Generell wächst der Inkreisradius (bei angenommener gleichbleibender Länge der Abstützholme 30) mit der Anzahl der verwendeten Stützen bzw. Ecken der Stützbasis 36, da sich der Inkreis 34 immer weiter an die Form der umgebenden Kippkanten 36 annähert.
Der Betrieb mit insgesamt drei Abstützfüßen 20, 22, 24 (3) wäre z.B. im Betrieb ohne Derrick und mit kurzem Ausleger 11 vorteilhaft, wenn z.B. Teile eines Tunnelbohrgeräts als Last mit geringer Ausladung bzw. Höhe in einen Schacht gehoben werden müssen. Das Verfahren des Krans 10 im öffentlichen Straßenverkehr mit vier angebauten Abstützholmen 30 ist unter Einhaltung der Straßenverkehrszulassungsordnung mit vorgegebener Achslast nur mit sehr leichten und dadurch weichen Holmen 30 möglich, was eine entsprechende Reduzierung der möglichen Traglast des Krans 10 bedeutet. Werden jedoch nur zwei Abstützholme 30 mit dem Grundgerät verfahren, so kann eine Stützbasis mit drei Abstützfüßen 20, 22, 24 auch bei sehr steif ausgeführten, schweren Abstützholmen 30 mit im öffentlichen Straßenverkehr verfahren und dadurch schnell gerüstet werden.
Bei einem Betrieb mit insgesamt fünf Abstützfüßen 20, 22, 24, 26, 28 (4) ergibt sich eine Vergrößerung des Inkreises 34, sodass ggf. auf ein Austeleskopieren der Abstützholme 30 verzichtet werden kann. Dieses gesparte Gewicht kann beispielsweise in die Steifigkeit der Abstützholme 30 investiert werden. Diese höhere Steifigkeit bewirkt wiederum eine Erhöhung der maximalen zulässigen Traglast des Krans 10.
Die zur Abstützung verwendeten Stützen bzw. Abstützfüße 20, 22, 24, 26, 28 stellen für einen Betrieb mit Gegenausleger / Derrickballast „Störstellen“ bzw. Hindernisse beim Drehen des Oberwagens 14 um 360° dar. Die Stützen definieren daher den minimalen Drehradius des Schwebe- bzw. Derrickballastes, da dieser am Boden zu bewegen ist. Kürzere Abstände zwischen den Abstützfüßen 20, 22, 24, 26, 28 und der Drehachse des Oberwagens 14 (= Drehmittelpunkt) sind für diesen Betrieb daher vorteilhaft. Der Schwerpunkt beim Betrieb mit Gegenausleger / Derrickballast liegt im Bereich des Drehmittelpunktes. Die Masse des gesamten Krans 10 inklusive Last und allen Ballasten wird über sämtliche Abstützfüße 20, 22, 24 und ggf. 26, 28 in den Boden geleitet. Somit reduziert sich die Normalkraft eines einzelnen Abstützzylinders. Zusätzlich würden die Querkräfte in den einzelnen Stützen (also in den Abstützholmen 30 und im Bereich des Unterwagens 12 zwischen Drehmittelpunkt und fixem Abstützfuß 20) infolge geringerer Verspannung der Abstützzylinder untereinander geringer werden.
Das Fahrerhaus 18 befindet sich bei den hier gezeigten Darstellungen stets unterhalb des Oberwagenballasts 15, das heißt der feste Abstützfuß 20 ist am Fahrzeugheck angeordnet. Prinzipiell wäre dies aber auch andersherum denkbar, d.h. die feste Stütze 20 wäre im vorderen Bereich des Unterwagens 12 hinter dem Fahrerhaus 18 angeordnet.
Die Stützbasis 36 mit drei Stützen verkürzt die Rüstzeit des Krans 10. Am Einsatzort wird weniger Stützraum bzw. Grundfläche benötigt. Die zwei zusätzlichen Abstützholme 30 mit Abstützfüßen 26 und 28 können bei Bedarf getrennt zum Einsatzort transportiert werden. Je nach Einsatzart kann der Mobilkran 10 dann mit einer Dreifach- oder einer Fünffachabstützung eingesetzt werden.
Wird der Kran 10 mit nur drei Stützen eingesetzt, ist er entsprechend seinem zu verrichtenden Hub am Einsatzort zu positionieren. Er kann nur sehr eingeschränkt im 360°-Schwenkbereich des Oberwagens 14 eingesetzt werden. Die zwei Abstützholme 30 mit Abstützfüßen 22, 24 sind gegenüber der in der 2 gezeigten viereckigen Stützbasis-Konfiguration etwas weiter (im Bild nach unten) auszuschwenken, um den gewünschten 120° Winkel zwischen den drei Stützen (ausgehend vom Drehmittelpunkt) zu erhalten. Die beiden eingesetzten Abstützholme 30 mit Abstützfüßen 22 und 24 werden wie bisher am Kran 10 montiert zum Einsatzort verfahren. Der fixe Abstützfuß 20 ist dabei ebenfalls mit am Kran 10 angebracht und, wie oben beschrieben, als Teil des Unterwagens 12 vorhanden.
Es können dank der erfinderischen Lösung Einsätze vorkommen, bei denen die beiden zusätzlichen Abstützholme 30 mit Abstützfüßen 26, 28 eben nicht mit auf die Baustelle zu verfahren sind. Hier kann Transportvolumen und somit Kosten eingespart werden. Bei bekannten Lösungen waren dagegen stets die zwei abgebauten Abstützholme 30 mit Abstützfüßen 26, 28 mit zum Einsatzort zu transportieren.
Bei der Nutzung einer Pentagonabstützung (4) ist der Winkel zwischen den Stützen (ausgehend vom Drehmittelpunkt) möglichst im Bereich von ∼72° anzustreben. Bei diesem Einsatzfall werden die beiden zusammen mit dem Mobilkran 10 transportieren Abstützholme 30 mit Abstützfüßen 22 und 24 entsprechend ausgeschwenkt. Die beiden getrennt transportieren Abstützholme 30 werden beim Rüsten am Kran 10 montiert. Sie können am Mittelteil 16 direkt und fest angebaut oder aber ebenfalls schwenkbar angebracht werden. Letzteres ist von Vorteil, um auf der Baustelle variable Abstützgeometrien zu erhalten und ggf. Störkanten zu umgehen. Ebenfalls ist denkbar, alle vier Abstützholme 30 im montierten Zustand mit dem Kran 10 zu verfahren, solange dabei die gesetzlichen Vorgaben eingehalten werden.
Im Folgenden werden eine Reihe von Optimierungsmöglichkeiten mit der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung beschrieben, wobei der Stand der Technik als 100% angesehen wird. Wird die erfindungsgemäße Abstützvorrichtung bzw. der erfindungsgemäße feste Abstützfuß 20 an einem Unterwagen 12 mit gleicher Länge und damit gleiche Abstützholmlängen verwendet, dann ergibt sich eine größere Stützbasis, d.h. ein Inkreis 34 mit größerem Radius. Dies erfolgt unter der Voraussetzung, dass der Oberwagen 14 um 360° gedreht werden soll und somit überhaupt auf den Inkreis 34 abzustellen ist.
Alternativ könnte auch die umgekehrte Optimierung erfolgen. Ausgehend von einem gleich großen Inkreis 34 wie im Stand der Technik (d.h. mit viereckiger Stützbasis) würden die Abstützholme 30 kürzer ausgeführt werden können. Dies würde es ermöglichen, den Abstand zwischen Drehmittelpunkt und festem Abstützfuß 20, also den Unterwagen 12, ebenfalls kürzer auszuführen, was z.B. Vorteile hinsichtlich des Wendekreises des Krans 10 ergäbe.
Der Zusammenhang zwischen Fahrzeuglänge bzw. Unterwagenlänge und Abstützholmlänge sei hier noch erläutert: Ausgehend von der benötigten Länge der Stützen bzw. der Abstützholme 30 ist die Länge des Unterwagens 12 definiert. Darüber hinaus ist die Länge des Unterwagens 12 selbstverständlich auch abhängig von der Radachsenanzahl des Mobilkrans 10 und somit von dessen Gewicht. Grundlegend gilt folgende Regel: $Fahrzeugl \ddot{a} nge = 2 \times Abst \ddot{u} tzholml \ddot{a} nge + Mittelteill \ddot{a} nge + Fahrerhausl \ddot{a} nge .$
Der Kranbetrieb mit Derrick und Schwebeballast kann auch mit dem erfindungsgemäßen Kran 10 weiterhin entsprechend dem Stand der Technik auf nur vier der vorhandenen fünf Stützen, d.h. nur mit den vier Abstützholmen 30, mit entsprechend hohen Stützkräften ausgeführt werden. Der fünfte und fest eingebaute Abstützfuß 20 wird dabei nicht eingesetzt. In diesem Einsatzfall läuft eine hohe Normalkraft über die Abstützholme 30 mit Abstützfüßen 22, 24, 26, 28 und diese sind entsprechend zu dimensionieren. Die fünfte Stütze 20 kann in diesem Fall nur für die geringeren Belastungen im Betrieb ohne Schwebeballast / Derrick dimensioniert werden und kann unabhängig von den anderen Abstützfüßen 22, 24, 26, 28 vertikal verstellt werden. Dadurch kann der Fahrzeugrahmen bzw. Unterwagen und/oder der feste Abstützfuß 20 am Fahrzeugrahmen leichter ausgeführt werden.
Bezugszeichenliste

10: Fahrbarer Kran
10': Fahrbarer Kran (Stand der Technik)
11: Gittermastausleger
12: Unterwagen
13: SA-Bock
14: Oberwagen
15: Oberwagenballast)
16: Mittelteil (Topf)
18: Fahrerhaus (Unterwagen)
19: Bodenplatte
20: Fester Abstützfuß
22: Abstützfuß
24: Abstützfuß
26: Abstützfuß
28: Abstützfuß
30: Abstützholm
32: Aktuator (Hydraulikzylinder)
34: Inkreis
36: Kippkante / Stützbasis
38: Außenkreis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014015363 A1 [0030]

Claims

Fahrbarer Kran (10) umfassend einen Unterwagen (12) mit einem Fahrwerk, einen um eine vertikale Achse relativ zum Unterwagen (12) drehbaren Oberwagen (14) mit einem Kranausleger (11) und eine Abstützvorrichtung mit mehreren vertikal verstellbaren Abstützfüßen (20, 22, 24, 26, 28), wobei mindestens zwei Abstützfüße (22, 24) an jeweils um eine vertikale Achse am Unterwagen (12) schwenkbar gelagerten Abstützholmen (30) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Abstützfuß (20) direkt am Unterwagen (12) angebracht ist.
Kran (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Abstützfuß (20) am hinteren Ende des Unterwagens (12) vorgesehen ist und vorzugsweise auf dessen Mittelachse liegt.
Kran (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vier Abstützholme (30) mit jeweils einem vertikal verstellbaren Abstützfuß (22, 24, 26, 28) vorgesehen sind, von denen mindestens zwei schwenkbar am Unterwagen (12) gelagert sind.
Kran (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass er wahlweise nur mittels der vier an den Abstützholmen (30) angeordneten Abstützfüße (22, 24, 26, 28), mittels aller Abstützfüße (20, 22, 24, 26, 28) oder mittels zweier an schwenkbaren Abstützholmen (30) angeordneter Abstützfüße (22, 24) sowie des am Unterwagen (12) angeordneten Abstützfußes (20) abstützbar ist.
Kran (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle vier oder nur zwei der vier Abstützholme (30) schwenkbar gelagert sind.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbar gelagerten Abstützholme (30) jeweils mittels eines Aktuators (32), insbesondere Hydraulikzylinders, aktiv und vorzugsweise unabhängig voneinander verschwenkbar sind.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein einziger weiterer Abstützfuß (20) am Unterwagen (12) vorgesehen ist.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterwagen (12) ein zentrales Mittelteil (16) umfasst, an welchem die Abstützholme (30) gelagert sind, wobei am Mittelteil (16) vorzugsweise ferner ein Drehwerk angeordnet ist, über welches der Oberwagen (14) drehbar auf dem Unterwagen (12) gelagert ist.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützholme (30) über lösbare Verbindungsmittel an- und abbaubar am Unterwagen (12) befestigt sind.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützholme (30) entlang ihrer Längsrichtung verstellbar, insbesondere teleskopierbar sind.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützholme (30) in einer Transportstellung parallel zur Längsachse des Unterwagens (12) ausgerichtet sind und vorzugsweise nicht über dessen maximale Breite hinausragen.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der am Unterwagen (12) angebrachte Abstützfuß (20) identisch zu den anderen Abstützfüßen (22, 24, 26, 28) oder leichter bzw. kleiner als diese ausgebildet ist.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der am Unterwagen (12) angebrachte Abstützfuß (20), insbesondere jeder der Abstützfüße (20, 22, 24, 26, 28), als aktiv verstellbarer Abstützzylinder ausgebildet ist.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerk ein Radfahrwerk mit mehreren Radachsen ist.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberwagen (14) einen Derrickausleger und/oder einen SA-Bock (13) aufweist.