-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft ein Handhabungswerkzeug zur Handhabung eines Transformators in einer Umspannstation sowie ein Verfahren zur Handhabung eines Transformators in einer Umspannstation.
-
In Mittelspannungs- und Niederspannungsverteilnetzen kommen Transformatoren in Umspannstationen zum Einsatz. Bei einer Neuinstallation oder beim Auswechseln defekter Transformatoren müssen Transformatoren mit einer Masse typischerweise von 1 Tonne bis zu 2,4 Tonnen bewegt werden.
-
Beim Austausch des Transformators muss der zu ersetzende Transformator aus der Umspannstation entfernt werden und der neue Transformator zur Stationstür gebracht werden, um dort von einem Kran aufgenommen zu werden.
-
Bei den meisten Umspannstationen ist es in der Regel nicht möglich, das Dach abzunehmen, um den Transformator aus der Umspannstation herauszuheben oder in diese hineinzuheben. Vor der Stationstür wird daher üblicherweise ein Gerüst aufgebaut, damit der Kran den Transformator vor der Umspannstation absetzen kann. Ist der Transformator vollständig auf dem Gerüst oder einer anderen Unterkonstruktion abgesetzt, wird die Verbindung zum Kran gelöst. Im nächsten Schritt wird der Transformator von Hand in die Umspannstation geschoben. Mit Muskelkraft und langen Eisenstangen wird der Transformator Zentimeter für Zentimeter von der Unterkonstruktion in die Umspannstation geschoben. Steht der Transformator an der richtigen Position, wird dieser mittels Winden angehoben. Nun werden üblicherweise Schwingungsdämpfer montiert.
-
Nach der Montage der Schwingungsdämpfer senken die Winden den Transformator wieder ab. Beim Entfernen eines auszutauschenden Transformators erfolgt dies alles in umgekehrter Reihenfolge.
-
In den Phasen, in denen der Transformator nicht mit dem Kran verbunden ist, sondern von Hand bewegt werden muss, besteht erhöhte Kippgefahr und somit eine Verletzungsgefahr wie auch die Gefahr von Beschädigungen des Transformators und der Umspannstation.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Handhabungswerkzeugs zur erleichterten Handhabung eines Transformators in einem Gebäude.
-
Eine weitere Aufgabe besteht in der Angabe eines Verfahrens zur erleichterten Handhabung eines Transformators in einem Gebäude.
-
Die Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
-
Es wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Handhabungswerkzeug zur Handhabung eines Transformators in einem Gebäude, insbesondere in einer Umspannstation, vorgeschlagen, umfassend zwei parallele Längsstreben, die mit einer Querstrebe verbunden sind, wobei ein Freiraum mit einer lichten Weite zwischen den Längsstreben zum temporären Umgreifen eines Dachs des Gebäudes ausgebildet ist.
-
Vorteilhaft kann der Transformator von einer Maschine, insbesondere einem Kran, in dem Gebäude sowohl horizontal als auch vertikal bewegt werden, der außerhalb des Gebäudes angeordnet ist. Günstigerweise ist das Dach des Gebäudes ein Flachdach. Umspannstationen sind üblicherweise eingeschossig ausgeführt und weisen ein schachtelartiges Gehäuse auf. Für eine Handhabung von schweren Lasten, insbesondere Transformatoren, in derartigen Gebäuden ist das Handhabungswerkzeug besonders günstig.
-
Das Handhabungswerkzeug kann zweckmäßigerweise an einem Kran befestigt sein und der Transformator kann an dem Handhabungswerkzeug befestigt sein.
-
Die Bauform des Handhabungswerkzeugs macht es möglich, die zu hebende Last schon im Gebäude anzuschlagen und aufzunehmen oder in das Gebäude einzubringen und dort am vorgesehenen Platz abzusetzen. Bauliche Maßnahmen am Gebäude können unterbleiben. Ein Aufbauen einer Unterkonstruktion oder eines Gerüstes kann nunmehr entfallen. Ein Umkippen der Last ist nun nicht mehr möglich. Ein Abnehmen des Daches des Gebäudes ist nicht notwendig. Der Transformator kann am Kran hängend durch eine Türöffnung in das Gebäude eingebracht und aus dem Gebäude entfernt werden. Das Handhabungswerkzeug kann leicht von einem einzigen Bediener sicher und gezielt positioniert werden.
-
Ein zu entfernender Transformator kann im Gebäude vollständig angehoben werden und sicher und effizient mit Hilfe des Krans durch die Türöffnung herausbewegt werden, indem das Handhabungswerkzeug zunächst in das Gebäude eingefahren wird und der Transformator daran befestigt wird.
-
Der neue Transformator kann an der richtigen Position im Gebäude abgestellt werden. Der Bediener behält die vollständige Kontrolle über den Transformator. Der Kraftaufwand zur Handhabung ist erheblich reduziert.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs können an von dem Freiraum abgewandten Außenseiten der Längsstreben je wenigstens zwei Halterungen angeordnet sein, welche entlang einer Längserstreckung der jeweiligen Längsstrebe mit einem Abstand zueinander angeordnet sein können. Dies erlaubt eine stabile Befestigung des Transformators an der unteren Längsstrebe des Handhabungswerkzeugs. Gegebenenfalls kann eine Ausrichtung des Transformators in einer horizontalen Ebene erfolgen. Dazu kann jeweils eine Anschlagkette mit einer Verkürzungsklaue an der jeweiligen Halterung befestigt sein und ein Gabelkopfhaken oder dergleichen zur Befestigung des Transformators vorhanden sein.
-
Die obere Längstrebe kann ebenso an ihren beiden Halterungen jeweils eine Anschlagkette mit Verkürzungsklaue aufweisen, die an einem Aufhängerkopf zusammengeführt sind, an dem der Kran angreifen kann. Dies erlaubt ein einfaches Rangieren des Handhabungswerkzeugs mit daran befestigtem Transformator durch einen Bediener.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs kann der Abstand der Halterungen der im Montagezustand unteren Längsstrebe kleiner sein als der Abstand der Halterungen an der im Montagezustand oberen Längsstrebe. Hierdurch ist eine günstige Gewichtsverteilung am Handhabungswerkzeug möglich.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs kann wenigstens eine der Halterungen an der im Montagezustand unteren Längsstrebe innerhalb einer Projektion des Abstands der wenigstens zwei Halterungen der im Montagezustand oberen Längsstrebe auf die untere Längsstrebe angeordnet sein. Dies erlaubt eine besonders stabile Befestigung des Transformators am Handhabungswerkzeug.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs können die Halterungen der im Montagezustand oberen und der im Montagezustand unteren Längsstrebe symmetrisch zu einer gemeinsamen Mittellinie angeordnet sein.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs können die Halterungen zur Befestigung von verstellbaren Ketten ausgebildet sein. Dies erlaubt ein Austarieren von an dem Handhabungswerkzeug angehängten Lasten, insbesondere Transformatoren. Ebenso können Größenunterschiede von angehängten Lasten ausgeglichen werden.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs kann ein Verbund aus Querstrebe und Längsstreben zum Heben eines Transformators mit einer Masse von mindestens 1000 kg ausgebildet sein. Vorteilhaft können Wandstärke, Länge und Umfang der Streben geeignet aufeinander abgestimmt sein, um eine entsprechende Festigkeit zu gewährleisten.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs kann die Querstrebe eine kürzere Längserstreckung aufweisen als jede der beiden Längsstreben.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs kann die im Montagezustand obere Längsstrebe länger ausgebildet sein als die im Montagezustand untere Längsstrebe. Dies erlaubt eine günstige Kontrolle der Einfahrtiefe des Handhabungswerkzeugs in das Gebäude. Ferner ist die Lastverteilung verbessert. Der Bediener kann von außen erkennen, wie tief die untere Längsstrebe in das Gebäude eingedrungen ist.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs kann die Querstrebe jeweils ein Ende der Längsstreben miteinander verbinden. Dies ergibt eine günstige und kompakte Form des Handhabungswerkzeugs. Das Handhabungswerkzeug kann ein Dach des Gebäudes, insbesondere ein Flachdach, günstig umgreifen. Vorteilhaft steht eine lichte Höhe zwischen den Längsstreben zur Verfügung, so dass das Dach in den Freiraum zwischen den Längsstreben einfach eintauchen kann.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs kann ein Ausgleichsgewicht an einer der Querstrebe gegenüber liegenden Seite, insbesondere an einer freien Stirnseite, der im Montagezustand oberen Querstrebe angeordnet sein. Damit kann ein Austarieren des an der unteren Längsstrebe hängenden Transformators vereinfacht werden. Der Transformator kann zuverlässig in der horizontalen Ausrichtung transportiert werden. Ein Auslaufen von Transformatoröl durch ungewolltes Verkippen des Transformators kann vermieden werden. Die gesamte Anordnung aus Handhabungswerkzeug und Transformator ist dadurch besonders stabil.
-
Ist das Ausgleichsgewicht an der Stirnseite angebracht, verlängert dies faktisch die Längserstreckung der im Montagezustand oberen Längsstrebe.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs kann das Ausgleichsgewicht mit seiner Unterseite mit einer Unterseite der im Montagezustand oberen Längsstrebe fluchten. Vorteilhaft steht die vollständige lichte Höhe zwischen den Längsstreben zur Verfügung, so dass das Dach in den Freiraum zwischen den Längsstreben einfach eintauchen kann.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Handhabungswerkzeugs kann das Ausgleichsgewicht wenigstens eine auswechselbare Gewichtsscheibe aufweisen. Dies ermöglicht vorteilhaft ein Anpassen des Ausgleichsgewichts an die Masse des zu transportierenden Transformators.
-
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Handhabung eines Transformators in einem Gehäuse mit einem erfindungsgemäßen Handhabungswerkzeug vorgeschlagen, wobei der Transformator an einer Außenseite einer im Montagezustand unteren Längsstrebe befestigt wird und eine Außenseite einer im Montagezustand oberen Längsstrebe mit einem Kran verbunden wird.
-
Die Bauform des Handhabungswerkzeugs macht es möglich, die zu hebende Last schon im Gebäude anzuschlagen und aufzunehmen oder in das Gebäude einzubringen und dort am vorgesehenen Platz abzusetzen. Bauliche Maßnahmen am Gebäude können unterbleiben. Der Transformator kann am Kran hängend durch eine Türöffnung in das Gebäude eingebracht und aus dem Gebäude entfernt werden. Das Handhabungswerkzeug kann sogar von einem einzelnen Bediener sicher und gezielt im Gebäude positioniert oder aus dem Gebäude entfernt werden.
-
Der neue Transformator kann an der richtigen Position im Gebäude abgestellt werden. Der Bediener behält die vollständige Kontrolle über den Transformator. Der Kraftaufwand zur Handhabung ist erheblich reduziert. Durch den Wegfall sonst üblicher Gerüste oder Unterbauten zum Abstellen des Transformators vor dem Gebäude kann Zeit und Geld gespart werden. Die Unfallgefahr ist reduziert.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann die im Montagezustand untere Längsstrebe des Handhabungswerkzeugs mit dem daran befestigten Transformator in einem Innenraum der Umspannstation bewegt werden, indem die im Montagezustand obere Längsstrebe über einem Dach der Umspannstation bewegt wird. Für den Bediener ist die Handhabung übersichtlich und kraftsparend.
-
Zeichnung
-
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
-
Es zeigen beispielhaft:
- 1 in perspektivischer Darstellung ein Handhabungswerkzeug nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 in Seitenansicht das Handhabungswerkzeug aus 1;
- 3 schematisch einen Transformator in einer Umspannstation beim Einbau oder Ausbau des Transformators.
-
Ausführungsform der Erfindung
-
In den Figuren sind gleichartige oder gleichwirkende Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
-
Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, eine besondere Ausführungsform zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.
-
Im Folgenden verwendete Richtungsterminologie mit Begriffen wie „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „davor“ „dahinter“, „danach“ und dergleichen dient lediglich dem besseren Verständnis der Figuren und soll in keinem Fall eine Beschränkung der Allgemeinheit darstellen. Die dargestellten Komponenten und Elemente, deren Auslegung und Verwendung können im Sinne der Überlegungen eines Fachmanns variieren und an die jeweiligen Anwendungen angepasst werden.
-
1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Handhabungswerkzeug 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, während 2 das Handhabungswerkzeug 10 aus 1 in Seitenansicht zeigt.
-
3 zeigt schematisch einen Transformator 100 am Handhabungswerkzeug 10 aus 1 hängend in einem Gebäude 200, insbesondere einer Umspannstation.
-
Das Handhabungswerkzeug 10 ist insbesondere zum Heben von Lasten mit einer Masse von wenigstens 1000 kg ausgebildet und umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei parallele Längsstreben 20, 60 aus Vierkantmaterial, die an einem ihrer Enden mit einer Querstrebe 50 aus Vierkantmaterial verbunden sind.
-
Zwischen den Längsstreben 20, 60 ist ein Freiraum 80 mit einer lichten Höhe 82 ausgebildet, die dazu dient, dass ein Gebäudeteil, insbesondere ein Dach 202 (3), darin eingreifen kann, so dass die Längsstreben 20, 60 dieses umgreifen, während der Transformator 100 an der unteren Längsstrebe 60 befestigt ist.
-
Eine Einrichtung zur vertikalen und horizontalen Verladung oder Bewegung von Lasten, insbesondere ein Kran, greift an der oberen Längsstrebe 20 an.
-
Zur Befestigung des Transformators 100 an beispielsweise einem Kran (nicht dargestellt) ist an einer oberen Außenseite 22 der im Montagezustand oberen Längsstrebe 20 eine Befestigung vorgesehen mit zwei Halterungen 26, 28, an denen jeweils eine Anschlagkette 124 mit einer Verkürzungsklaue 122 befestigt ist. Die beiden Anschlagketten 124 werden an einem Aufhängerkopf 120 zusammengeführt, an dem beispielsweise ein Kranhaken oder dergleichen eingreifen kann.
-
An einer unteren Außenseite 62 der im Montagezustand unteren Längsstrebe 60 sind zwei Halterungen 64, 68 angeordnet, an denen ebenso jeweils eine Anschlagkette 164 mit einer Verkürzungsklaue 162 befestigt ist. Die beiden Anschlagketten 164 enden jeweils beispielsweise in einem Gabelkopfhaken 160, der jeweils an einer Befestigungsöse 104 an einer Oberseite 102 des Transformators 100 (3) befestigt werden kann.
-
Die Halterungen 26, 28; 66, 68 an der oberen und unteren Längsstrebe 20, 60 sind entlang einer Längserstreckung 32, 72 der jeweiligen Längsstrebe 20, 60 mit einem Abstand 30, 70 zueinander angeordnet. Der Abstand 70 der Halterungen 66, 68 der im Montagezustand unteren Längsstrebe 60 ist kleiner als der Abstand 30 der Halterungen 26, 28 an der im Montagezustand oberen Längsstrebe 20. Insbesondere sind die beiden Halterungen 66, 68 an der im Montagezustand unteren Längsstrebe 60 innerhalb einer Projektion des Abstands 30 der beiden Halterungen 26, 28 der im Montagezustand oberen Längsstrebe 20 auf die untere Längsstrebe 60 angeordnet. Die Halterungen 26, 28; 66, 68 der Längsstreben 20, 60 sind dabei symmetrisch zu einer gemeinsamen Mittellinie 110 angeordnet.
-
Die Querstrebe 50 weist eine kürzere Längserstreckung 58 auf als jede der beiden Längsstreben 20, 60. Die im Montagezustand obere Längsstrebe 20 ist länger ausgebildet als die im Montagezustand untere Längsstrebe 60. Die Querstrebe 50 weist an ihrer äußeren Seitenfläche 52 einen Haltegriff 56 auf.
-
An einer der Querstrebe 50 gegenüber liegenden freien Stirnseite 34 der im Montagezustand oberen Querstrebe 20 ist ein Ausgleichsgewicht 40 angeordnet, das fix sein kann oder aus auswechselbaren Gewichtsscheiben 42 zusammengesetzt sein kann. Das Ausgleichsgewicht 40 fluchtet mit seiner Unterseite 44 mit einer Innenseite 24 der im Montagezustand oberen Längsstrebe 20.
-
Die dem Freiraum 80 zugewandten Innenseiten 24, 64, 54 der Längsstreben 20, 60 und der Querstrebe 50 sowie der Unterseite 44 des Ausgleichsgewichts 40 sind eben ausgebildet, so dass ein Flachdach der Umspannstation hindernisfrei in den Freiraum 80 des Handhabungswerkzeugs 10 eingeführt werden kann, wie in 3 zu erkennen ist.
-
Durch die günstige Aufhängung des Handhabungswerkzeugs 10 und den Haltegriff 56 kann sogar ein einzelner Bediener einen Transformator 100, der an den Handhabungswerkzeug 10 befestigt ist, ohne großen Kraftaufwand in einem Gebäude 200 rangieren und bewegen. Die Befestigung am Kran mittels des Aufhängerkopfs 120 erlaubt eine Drehbewegung, die durch den Haltegriff 56 kontrolliert ausgeführt werden kann, während der Kran das Handhabungswerkzeug 10 anheben, absenken und horizontal bewegen kann.
-
Der Transformator 100 kann in ein Gebäude 200 eingebracht oder aus diesem entfernt werden, während die Einrichtung zur vertikalen und horizontalen Verladung oder Bewegung von Lasten (nicht dargestellt), insbesondere ein Kran, außen vor dem Gebäude 200 verbleiben kann.
-
Soll der Transformator 100 aus dem Gebäude 200 entfernt werden, wird das Handhabungswerkzeug 10 mit dem Kran an das Gebäude 200 herangefahren, so dass die untere Längsstrebe 60 in den Innenraum 204 ragt und die obere Längsstrebe 20 über das Dach 202 ragt.
-
Der Transformator 100 wird an der Außenseite 62 der im Montagezustand unteren Längsstrebe 60 befestigt und angehoben. Gegebenenfalls können Schwingungsdämpfer und dergleichen von der Unterseite des Transformators 100 entfernt werden, die beim Abtransport nicht notwendig sind. Dann wird das Handhabungswerkzeug 10 mit dem daran hängenden Transformator 100 horizontal aus dem Gebäude 200 gefahren und gegebenenfalls auf einer Ladefläche eines Transportfahrzeugs (nicht dargestellt) abgesetzt.
-
Soll der Transformator 100 in das Gebäude 200 eingebracht werden, wird dieser beispielsweise mittels eines Krans mit dem Handhabungswerkzeug 10 von der Ladefläche eines Transportfahrzeugs (nicht dargestellt) gehoben und in das Gebäude 200 bewegt, indem der Kran das Handhabungswerkzeug 10 zum Gebäude 200 bewegt, so dass die untere Längsstrebe 60 mit dem daran hängenden Transformator 100 in das Gebäude 200 bewegt wird, während die obere Längsstrebe 20 über das Dach 202 bewegt wird. Gegebenenfalls können Schwingungsdämpfer oder dergleichen noch an der Unterseite des Transformators 100 angebracht werden, bevor dieser auf seinem vorgesehenen Platz im Gebäude 200 abgesetzt wird, indem der Kran das Handhabungswerkzeug 10 absenkt.
-
Bezugszeichen
-
- 10
- Handhabungswerkzeug
- 20
- Längsstrebe
- 22
- Außenseite
- 24
- Unterseite
- 26
- Halterung
- 28
- Halterung
- 30
- Abstand
- 32
- Längserstreckung
- 34
- Stirnseite
- 40
- Ausgleichsgewicht
- 42
- Gewichtsscheibe
- 44
- Unterseite
- 50
- Querstrebe
- 52
- Seitenfläche
- 54
- Innenseite
- 56
- Haltegriff
- 58
- Längserstreckung
- 60
- Längsstrebe
- 62
- Außenseite
- 64
- Innenseite
- 66
- Halterung
- 68
- Halterung
- 70
- Abstand
- 72
- Längserstreckung
- 74
- Stirnseite
- 80
- Freiraum
- 82
- lichte Weite
- 100
- Transformator
- 102
- Oberseite
- 104
- Befestigungsöse
- 110
- Mittellinie
- 120
- Aufhängerkopf
- 122
- Verkürzungsklaue
- 124
- Anschlagkette
- 160
- Gabelkopfhaken
- 162
- Verkürzungsklaue
- 164
- Anschlagkette
- 200
- Gebäude
- 202
- Dach
- 204
- Innenraum
