DE102022132028B3

DE102022132028B3 - Kran mit Abspannbock und Verfahren zum Abspannen eines solchen

Info

Publication number: DE102022132028B3
Application number: DE102022132028.6A
Authority: DE
Inventors: Nicolai Beringer; Hannes Glück
Original assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Priority date: 2022-12-02
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2024-02-22
Anticipated expiration: 2042-12-03
Also published as: US20240182274A1; JP2024080647A; CN118125319A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen mobilen Gittermastkran, mit einem Oberwagen, einem wippbar am Oberwagen angelenkten Ausleger und einem am Oberwagen angelenkten Abspannbock. Der Abspannbock ist mit dem Ausleger über eine Abspannung verbindbar und über eine aktiv verstellbare Abspannverseilung mit dem Oberwagen verbunden, wobei die Abspannverseilung ein auf einer Seilwinde auf- und abwickelbar gelagertes Abspannseil umfasst. Erfindungsgemäß umfasst der Kran ein längenveränderliches Zugelement, über welches der Abspannbock mit dem Ausleger gelenkig verbindbar ist und welches ausgelegt ist, eine Zugkraft auf den Abspannbock in Richtung des Auslegers auszuüben. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Verbringen eines erfindungsgemäßen Krans in eine abgespannte Betriebsstellung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen mobilen Gittermastkran, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Verbringen eines solchen in eine abgespannte Betriebsstellung.
Aus dem Stand der Technik bekannte Gittermastkrane umfassen meistens einen Unterwagen mit Raupenfahrwerk, einen drehbar auf dem Unterwagen gelagerten Oberwagen und einen um eine horizontale Wippachse an den Oberwagen angelenkten Gittermastausleger. Letzterer umfasst üblicherweise ein mit dem Oberwagen verbundenes Anlenkstück und mehrere Gitterstücke, welche über Bolzenverbindungen zu einem Hauptausleger verbunden sind.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2017 117 121 B4 ein Kran bekannt, der in der Lage ist, die Krümmung eines Hebeelements, das an einem Stützkörper montiert ist, um angehoben und abgesenkt zu werden, gemäß einer Stellung des Hebeelements und einem Gewicht einer Last einzustellen.
Die Ausleger von Gittermastkranen sind typischerweise über einen zusätzlichen Abspannbock (auch als A-Bock, SA-Bock oder Aufrichtebock bezeichnet) abgespannt, um den Abspannwinkel zum Ausleger und damit die Hebelwirkung um den Auslegerdrehpunkt zu vergrößern. Der Abspannbock kann versetzt zum Ausleger um eine ebenfalls horizontale Schwenkachse schwenkbar an den Oberwagen angelenkt sein und ist mit dem Ausleger über eine typischerweise mehrere Abspannstangen bzw. Zugstangen umfassende Abspannung verbunden. Der Abspannbock ist wiederum über ein längenverstellbares Abspannsystem mit dem Oberwagen verbunden, wobei durch Auf- und Abwickeln eines Abspannseils auf eine / von einer Seilwinde des Oberwagens der Abspannbock um dessen Schwenkachse verschwenkt und dadurch der Ausleger auf- und abgewippt wird.
Bei derartigen Kranen werden die für den Aufrichtvorgang des schweren Hauptauslegers notwendigen Kräfte durch die Seilwinde des Abspannsystems erzeugt. Um die Kraftwirkung des gespulten Abspannseils (im Folgenden auch kurz als „Seil“ bezeichnet) zu erhöhen, umfasst das Abspannsystem typischerweise mehrere Umlenkrollen am Oberwagen und am Abspannbock, an denen das Seil mehrfach eingeschert ist. Die Kraft wird über die Zugstangen der Abspannung zwischen Ausleger und Abspannbock an die Spitze des Auslegers übergeben.
Die Abspannung häufig in zwei Abspannstränge aufgeteilt, wobei eine oder mehrere Abspannbockzugstangen gelenkig mit dem Abspannbock und mehrere Auslegerzugstangen mit dem Ausleger verbunden sind. Die Zugstangen werden mit dem zugehörigen Element als Einheit transportiert. Deshalb sind beim Transport die Abspannbockzugstangen dem Abspannbock zugeordnet und die Auslegerzugstangen dem jeweiligen Gitterstück des Auslegers. An einer Verbindungsstelle werden die Abspannbockzugstangen mit den Auslegerzugstangen vor dem Aufrichtvorgang verbunden. Um den Kran am Einsatzort in einen abgespannten, aufgewippten Betriebszustand zu bringen, muss die Abspannung an der genannten Verbindungsstelle verbunden und gespannt werden, sodass der Ausleger durch Aufspulen des Abspannseils des Abspannsystems um dessen Wippachse aufgewippt werden kann. Die hierfür notwendige Kraft wird, wie eingangs beschrieben, durch die Seilwinde erzeugt.
Beim Aufspulen des Seils auf die Seilwinde können Schäden am Seil entstehen, insbesondere an den Seilkreuzungsstellen der verschiedenen Seillagen. Bei Seilwinden mit Mehrlagenwicklung, wie sie bei diesen Anwendungen typischerweise zum Einsatz kommen, gibt es von diesen Kreuzungsstellen bei jeder Seilwindung zwei Stück (eine Seilwindung entspricht dem gespulten Seil nach einer vollen Umdrehung der Seiltrommel), da die Lagen immer in gegenläufiger axialer Richtung der Seiltrommel gespult werden und die Seilsteigung pro Windung mindestens einmal den Seildurchmesser betragen muss. Bei hochbeanspruchten Mehrlagenwicklungen werden die Kreuzungsstellen durch eine Rillung in der Seiltrommel vorgegeben. Seiltrommeln mit Sinus-Rillung (auch Lebus-Rillung genannt) haben zwei parallele Rillenbereiche ohne axiale Steigung (auch Parallelbereiche genannt) und zwei Rillenbereiche mit axialer Steigung (auch Steigungsbereiche genannt), die in Umfangrichtung abwechselnd angeordnet sind. In den Parallelbereichen läuft das Seil parallel zu den Bordscheiben (d.h. senkrecht zur Trommelachse) und in den höheren Wickellagen (zweite und darüberliegende Seillagen) genau zwischen zwei Seilwindungen aus der jeweils darunterliegenden Seillage. In den Steigungsbereichen steigt das Seil in radialer Richtung der Seiltrommel nach oben auf und schnappt an der Kreuzungsstelle in den nächsten parallelen Rillenbereich (bzw. Seilzwischenraum).
Im Parallelbereich wird der Querdruck aus höheren Seillagen an zwei Linienberührungen an die Seilwindungen aus der darunterliegenden Seillage seitlich übertragen. Im Steigungsbereich tritt dagegen eine höhere Belastung am Seil auf, da die Seilumfänge sich nur an einer einzelnen Linie berühren und dort der ganze Querdruck übertragen wird. In den Bereichen, in denen das Seil beim Überkreuzen der darunterliegenden Windung radial aufsteigt und die darunterliegende Rillung verlässt, treten größere Belastungen auf, da in diesem Bereich weniger Querdruck schadensfrei zwischen den Windungen übertragen werden kann (es besteht lediglich ein einzelner seitlicher Linienkontakt zur darunterliegenden Windung). Speziell an der Kreuzungsstelle, an der die Seilwindungen genau aufeinander liegen, tritt die größte Belastung bzw. der höchste Querdruck auf, da weniger Fläche für die Übertragung derselben Querkraft zur Verfügung steht (Punktberührung an der Kreuzungsstelle).
Für derartige Abspannsysteme kommen typischerweise Drahtseile mit mehreren Litzen zum Einsatz, die wiederum aus einzelnen Stahldrähten bestehen. Eine Kunststoffeinlage sorgt üblicherweise für den strukturellen Zusammenhalt der Litzen.
Der Hauptgrund für die während des Betriebs entstehenden Schäden an den Kreuzungsstellen ist eine zu geringe Zugkraft im Seil beim Aufspulen auf die Seilwinde. Durch eine zu geringe Zugkraft im Seil während des Aufspulens auf die Seilwinde befinden sich die Seillitzen in einem lockeren bzw. beweglichen Zustand, wodurch die Seilquerdruckstabilität (d.h. der Widerstand des Seils gegen Verformung durch Querkräfte aus höheren Seillagen) gering ist.
Durch die Zugkraft des Seils werden dessen Litzen und Drähte aneinandergedrückt und können sich im aufgewickelten Zustand besser aneinander abstützen, wodurch die Querdruckstabilität des aufgewickelten Seils erhöht wird. Aufgrund einer zu geringen Querdruckstabilität entsteht durch die Belastung der höheren Seillagen an den Kreuzungsstellen eine elastische und auch plastische Verformung des Seils. Die plastische Verformung erzeugt eine bleibende Ovalisierung des Seils aufgrund des Querkrafteinflusses, welche zu Drahtbrüchen und schlussendlich zur Ablegereife führt. Drahtseile müssen daher nach Herstellerangaben typischerweise mit einer Zugkraft von mindestens 10 % der Nennkraft (bzw. 2,5 % der Mindestbruchlast) gespult werden, um diese Schädigungen nachhaltig zu reduzieren.
Beim Aufrichten des Hauptauslegers nach dem Verbinden der Abspannstränge durchläuft das Abspannseil beim Aufwickeln auf die Seilwinde mehrere Phasen, in denen unterschiedlich hohe Zugkräfte auf das Seil wirken. Zu Beginn wird das Seil von der Seilwinde so weit abgespult, bis die Abspannstränge an der Verbindungsstelle miteinander verbunden werden können. Anschließend wird der Abspannbock durch Aufspulen des Seils auf die Seilwinde wieder zurückgeschwenkt (d.h. vom Ausleger weggeschwenkt). Hierbei werden lediglich die beiden miteinander verbundenen Abspannstränge gespannt, ohne dass der Ausleger bewegt wird, sodass in dieser Phase nur die Gewichtskräfte der Abspannung und des Abspannbocks auf das Seil wirken. Das Eigengewicht des Abspannbocks und der Abspannung erzeugt also ein Moment um die Schwenkachse des Abspannbocks, wobei die Zugkraft im Seil gerade so groß ist, dass dieses Moment überwunden und der Abspannbock nach oben geschwenkt wird. In dieser Phase des Spannens der Abspannung wirkt also nur eine sehr geringe Zugkraft im Seil (sodass die geforderte Zugkraft von mindestens 10 % der Nennkraft nicht erreicht wird). In dieser Phase wird das Seil also mit einer geringen Zugkraft auf die Seilwinde aufgespult und die zugehörigen Seilwindungen weisen eine geringe Querdruckstabilität auf.
Sobald die Abspannung des Auslegers gespannt wurde, führt ein fortgesetztes Zurückschwenken des Abspannbocks zu einem Anheben des Auslegers. Aufgrund der anfänglich flachen Auslegerstellung wirken hier die größten Zugkräfte auf das Seil. Diese nehmen mit zunehmendem Auslegerwinkel ab. In dem Zustand, in dem die Abspannstränge gerade gespannt sind, ist also die maximale Aufrichtkraft in den Zugstangen der Abspannung erforderlich, um den Ausleger anzuheben. Je steiler der Ausleger steht, desto weniger Zugkraft muss das Seil aufbringen, um den Ausleger zu halten und zu verstellen.
Die Seilwindungen, die während des Aufrichtens des Auslegers (Aufwippphase) auf die Seilwinde aufgespult werden, liegen auf den darunterliegenden Seilwindungen, die während des Spannens der Abspannung (Spannphase) mit geringer Zugkraft aufgespult wurden. Diese darunterliegenden Seilwindungen werden an ihren Kreuzungsstellen durch die darüberliegenden, mit hoher Zugkraft aufgewickelten Seilwindungen belastet und verdrückt. Dadurch ergibt sich ein erhöhter Seilverschleiß.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Seilverschleiß bei gattungsgemäßen Kranen effektiv zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Kran mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Demnach wird einerseits ein Kran, insbesondere ein mobiler Gittermastkran, vorgeschlagen, welcher einen Oberwagen, einen wippbar am Oberwagen angelenkten Ausleger und einen wippbar am Oberwagen angelenkten Abspannbock umfasst. Der Oberwagen ist insbesondere drehbar auf einem fahrbaren Unterwagen gelagert. Der Abspannbock ist mit dem Ausleger über eine Abspannung verbindbar. Ausleger und Abspannbock sind vorzugsweise jeweils um eine horizontale Achse schwenkbar am Oberwagen gelagert.
Der Abspannbock kann beabstandet zum Ausleger wippbar am Oberwagen angelenkt sein, d.h. die parallelen Schwenkachsen von Abspannbock und Ausleger können in einem Abstand zueinander angeordnet sein. Alternativ ist es vorstellbar, dass Abspannbock und Ausleger um eine gemeinsame Schwenkachse wippbar am Oberwagen gelagert sind.
Der Abspannbock ist über eine aktiv verstellbare Abspannverseilung mit dem Oberwagen verbunden, wobei die Abspannverseilung ein Abspannseil umfasst, das auf einer Seilwinde des Krans auf- und abwickelbar gelagert ist. Durch Verstellen der Abspannverseilung, d.h. durch Auf- und Abspulen des Seils, kann der Abspannbock um seine Schwenkachse verschwenkt werden. Da dieser mit dem Ausleger über die Abspannung verbunden ist, wird beim Verschwenken des Abspannbocks auch der Ausleger mit verschwenkt (sofern die Abspannung gespannt ist).
Erfindungsgemäß umfasst der Kran ein längenveränderliches Zugelement, über welches der Abspannbock mit dem Ausleger gelenkig verbindbar ist und welches ausgelegt ist, eine Zugkraft auf den Abspannbock in Richtung des Auslegers auszuüben. Diese Zugkraft wirkt zusätzlich zu dem durch das Eigengewicht von Abspannbock und Abspannung erzeugten Moment und wirkt ebenfalls entgegengesetzt zur Aufrichtbewegung des Abspannbocks. Aufgrund dieses zusätzlichen, durch das längenveränderliche Zugelement erzeugten Moments, wird die Zugkraft in der Abspannverseilung erhöht, d.h. das Seil wird mit einer höheren Zugkraft auf die Seilwinde aufgespult. Dadurch erhöht sich die Querdruckstabilität der Seilwindungen der unteren Wickellagen auf der Seilwinde, d.h. derjenigen Seilwindungen, die zu Beginn des Aufrichtens des Auslegers während der Spannphase aufgespult wurden. Dadurch werden diese Seilwindungen durch die hohen Querkräfte der darüberliegenden Seilwindungen aus der Aufwippphase nicht mehr so stark belastet, sodass der Seilverschleiß sinkt und sich somit die Zeit bis zur Ablegereife des Seils erhöht.
In einer möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Zugelement gelenkig mit dem Abspannbock verbunden ist und mindestens ein Verbindungsmittel aufweist, über welches das Zugelement mit dem Ausleger lösbar verbindbar, insbesondere gelenkig verbindbar ist. Das Zugelement ist im verbundenen Zustand also zwischen Abspannbock und Ausleger eingebaut, insbesondere zwischen dem Abspannbock und dem unteren Bereich des Auslegers (z.B. im Bereich eines Anlenkstücks des Auslegers). Dadurch wirkt der Ausleger als Festpunkt, wobei hierfür ein ausreichendes Gewicht des Auslegers vorausgesetzt wird. Da das Zugelement lösbar mit dem Ausleger verbindbar ist, kann es wieder vom Ausleger getrennt werden, beispielsweise nachdem die Abspannstränge gespannt wurden und beim fortgesetzten Zurückschwenken des Abspannbocks durch das Eigengewicht des Auslegers beim Anheben auch ohne Zugelement eine ausreichende Zugkraft erzeugt wird.
Das Zugelement kann permanent oder ebenfalls lösbar mit dem Abspannbock verbunden sein. In ersterem Fall kann ein Anschlag am Abspannbock vorgesehen sein, welcher eine Parkposition des Zugelements definiert, während dieses nicht mit dem Ausleger verbunden ist. Das Zugelement kann in der Parkposition verriegelbar sein. Alternativ kann das Zugelement komplett abgebaut und beispielsweise an einer vorgesehenen Lagerposition am Kran befestigt werden. Je nach Gewicht des Zugelements kann ein Hilfskran oder eine Hilfswinde zum Bewegen bzw. Sichern des Zugelements erforderlich sein, beispielsweise um ein Zurückschwingen des Zugelements zu verhindern.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Zugelement über eine Traverse mit einer Verbolzstelle in einem unteren Bereich des Auslegers verbindbar ist. Vorzugsweise befindet sich die Verbolzstelle an einem am Obennragen angelenkten Anlenkstück. Dadurch kann das Zugelement an einer bereits vorhandenen Verbolzstelle des Auslegers befestigt werden. Dies ermöglicht es, das erfindungsgemäße Zugelement auch an bestehenden Kranen nachzurüsten. Der Ausleger kann im Bereich des Anlenkstücks über einen oder mehrere Rückfallzylinder mit dem Oberwagen verbunden sein, welche im Betrieb dem Ausleger nachgeführt werden und ein ungewolltes nach-hinten-Kippen des Auslegers verhindern. Prinzipiell wäre auch denkbar, dass das Zugelement über eine Traverse mit einer Verbolzstelle zwischen zwei Teilstücken des Auslegers, insbesondere einer Verbolzstelle zwischen dem Anlenkstück und einem damit verbolzten Gitterstück, verbindbar ist.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Abspannung einen mit dem Abspannbock gelenkig verbundenen ersten Abspannstrang und einen mit dem Ausleger gelenkig verbundenen zweiten Abspannstrang umfasst, welche über Verbindungsmittel miteinander lösbar und insbesondere gelenkig verbindbar sind. Die Abspannstränge werden insbesondere miteinander verbolzt. Bevorzugt bleibt der erste Abspannstrang mit dem Abspannbock verbunden, während der zweite Abspannstrang mit dem Ausleger verbunden bleibt. Vorzugsweise umfasst der erste und/oder der zweite Abspannstrang mindestens eine starre Abspannstange bzw. Zugstange. Der zweite Abspannstrang ist vorzugsweise aus mehreren Abspannstangen aufgebaut, die während des Transports an den jeweiligen Gitterstücken des Auslegers montiert sind. Die Abspannung ist im verbundenen und gespannten Zustand somit insbesondere starr, d.h. nicht in der Länge verstellbar. Durch Verschwenken des Abspannbocks wird somit der Ausleger in einem definierten Winkelverhältnis mitverschwenkt.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Abspannseil über mindestens eine am Abspannbock gelagerte Umlenkrolle und vorzugsweise über mindestens eine am Oberwagen gelagerte Umlenkrolle geführt ist. Bevorzugt ist eine Ausführung, bei der das Seil über mehrere Umlenkrollen am Abspannbock und mehrere Umlenkrollen am Oberwagen geführt, d.h. mehrfach eingeschert ist und das Abspannsystem somit einen Flaschenzug bildet. Die Seilwinde ist dazu ausgelegt, durch Aufwickeln des Abspannseils den Abspannbock in Richtung Oberwagenheck zu verschwenken und dadurch den über die Abspannung mit dem Abspannbock gekoppelten Ausleger aufzuwippen.
Vorzugsweise weist die Seilwinde bzw. deren Trommelkörper eine Sinusrillung auf, wie sie eingangs beschrieben wurde. Die Seilwinde kann als Einfachseilwinde oder Doppelseilwinde ausgebildet sein.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Zugelement ein von der Abspannung, vom Abspannbock und vom Ausleger separates Element darstellt. Die von dem Zugelement aufgebrachte Zugkraft wirkt zusätzlich zu den Kräften, die durch das Eigengewicht der genannten Teile sowie durch die Abspannung erzeugt wird. Durch diese Zugkraft ergibt sich ein bestimmtes Moment auf den Abspannbock, welches durch das Seil mit der entsprechend höheren Zugkraft ausgeglichen wird.
Die zusätzliche Zugkraft wird ganz gezielt über das zusätzliche Zugelement zur Verbesserung der Querdruckstabilität der entsprechenden Seilwindungen aufgebracht und ist somit nicht bloß ein Nebenprodukt eines bereits vorhandenen Elements der Abspannung, des Auslegers, des Abspannbocks oder eines anderen Elements des Krans.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Zugelement derart ausgebildet ist, dass es bei einem Zurückschwenken des Abspannbocks auseinandergezogen wird, wobei das Zugelement und der Ausleger vorzugsweise derart ausgebildet sind, dass der Ausleger nicht angehoben wird, während das Zugelement wirkt. Dies setzt ein ausreichend hohes Eigengewicht des Auslegers voraus. Der Ausleger wirkt somit als Festpunkt zum Aufbringen der zusätzlichen Zugkraft über das längenveränderliche Zugelement. Das Auseinanderziehen kann rein passiv erfolgen (z.B. wie bei einer Feder) oder aktiv gesteuert sein. Insbesondere sind das Zugelement und der Ausleger derart ausgebildet, dass der Betrag des am Abspannbock angreifenden Moments stets kleiner ist als der Betrag des durch sein Eigengewicht auf den Ausleger wirkenden Moments.
In einer möglichen Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass das Zugelement passiv in seiner Länge verstellbar ist und ein Federelement und/oder ein elastisches Element (wie beispielsweise ein elastisches Zugband) umfasst. Dadurch steigt insbesondere die durch das Zugelement erzeugte Zugkraft mit dem Winkel des Abspannbocks zum Ausleger an.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Zugelement aktiv in seiner Länge verstellbar ist und einen Aktuator zum Ein- und Ausfahren des Zugelements umfasst. Bei dem Aktuator kann es sich beispielsweise um einen Hydraulikzylinder, einen Seiltrieb oder einen Spindelantrieb handeln. Gegebenenfalls kann das Zugelement neben einem aktiv betätigbaren Aktuator noch ein passives Zugelement wie beispielsweise eine Feder oder ein Zugband umfassen, um die Dynamik des Zugelements zu beeinflussen. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Zugelement als Hydraulikzylinder ausgeführt ist, welcher an das Hydrauliksystem des Krans angeschlossen ist.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aktuator über eine Steuereinheit des Krans derart steuerbar und/oder regelbar ist, dass sich eine über die Zeit und/oder über den Schwenkwinkel des Abspannbocks konstante oder veränderliche bzw. variierende Zugkraft auf den Abspannbock einstellt. Der Aktuator ist bevorzugt als Hydraulikzylinder ausgebildet und wird derart mit Hydraulikdruck beaufschlagt, dass sich über die Zeit und/oder über den Schwenkwinkel die gewünschte konstante oder veränderliche Zugkraft einstellt. Vorzugsweise ist ebenfalls die Seilwinde von der Steuereinheit steuerbar und/oder regelbar. Dadurch kann die Steuereinheit abhängig vom Zustand des Zugelements in den Aufrichtvorgang eingreifen. Auch eine synchronisierte Betätigung von Seilwinde und Zugelement ist möglich. Bei der Steuereinheit kann es sich um eine Kransteuerung oder eine mit dieser verbundene, separate Steuereinheit handeln.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kran eine mit der Steuereinheit verbundene Messeinrichtung umfasst, mittels welcher die über die Abspannung übertragene Abspannkraft, d.h. die Kraft, die über die Abspannung übertragen wird, messbar ist. Die Messeinrichtung umfasst hierzu vorzugsweise mindestens einen an der Abspannung angeordneten Messaufnehmer, beispielsweise eine Kraftmessdose mit einem oder mehreren Dehnungsmessstreifen. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die über das Zugelement auf den Abspannbock aufgebrachte Zugkraft zu reduzieren, insbesondere auf Null zu reduzieren bzw. abzuschalten, wenn die gemessene Abspannkraft in der Abspannung einen definierten Grenzwert überschreitet. Ein Anstieg der durch die Abspannung übertragenen Kraft über einen gewissen Grenzwert signalisiert, dass die Abspannung gespannt wurde und nun ein Anheben des Auslegers durch das Zurückschwenken des Abspannbocks erfolgt. Dabei wirkt das Eigengewicht des Auslegers auf die Abspannung und über den Abspannbock auf das Seil, sodass dieses auch ohne Zugelement mit einer hohen, eine ausreichende Querdruckstabilität gewährleistenden Zugkraft auf die Seilwinde aufgespult wird. Somit ist nun keine zusätzliche Vorspannkraft des Zugelements mehr erforderlich.
Die Steuereinheit reduziert somit in Reaktion auf ein Überschreiten des definierten Grenzwerts die über das Zugelement aufgebrachte Zugkraft oder, was bevorzugt ist, setzt diese auf Null bzw. schaltet das Zugelement kraftlos. Dies erfolgt insbesondere über eine gezielte Ansteuerung des Aktuators des Zugelements durch die Steuereinheit. Anschließend kann der weitere Aufrichtvorgang entweder mit kraftlosgeschaltetem, aber weiterhin mit Abspannbock und Ausleger verbundenem Zugelement fortgesetzt werden, oder der Aufrichtvorgang kann unterbrochen und das Zugelement vom Ausleger getrennt (und ggf. in eine Parkposition am Abspannbock oder eine andere Stelle am Kran verbracht) werden.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kran mindestens einen der folgenden mit der Steuereinheit verbundenen Sensoren umfasst, welcher dessen Messwerte der Steuereinheit zur Verfügung stellt.
Der Kran kann mindestens einen Sensor zur Erfassung einer Winkelposition des Abspannbocks umfassen. Dies kann beispielsweise über eine Erfassung einer Position der Seilwinde und/oder des Seils, über eine Erfassung der Position eines Rückfallzylinders des Abspannbocks und/oder über eine direkte Erfassung der Winkelstellung des Abspannbocks erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich kann der Kran mindestens einen Sensor zur Erfassung einer Winkelposition des Auslegers umfassen. Dies kann beispielsweise über eine Erfassung der Position eines Rückfallzylinders des Auslegers und/oder indirekt über die Erfassung der Winkelstellung des Abspannbocks und/oder über eine direkte Erfassung der Winkelstellung des Auslegers erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich kann der Kran mindestens einen Sensor zur Erfassung der durch das Zugelement aufgebrachten Zugkraft umfassen. Dies kann beispielsweise über eine mit dem Zugelement verbundene Kraftmessdose erfolgen. Durch eine Überwachung der Zugkräfte am Zugelement kann der korrekte Ablauf gewährleistet sowie (insbesondere im Fehlerfall) eine Überlastung der umgebenden Konstruktion verhindert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der Kran mindestens einen Sensor zur Erfassung einer Position und/oder einer Länge des Zugelements umfassen. Insbesondere kann eine Erfassung der Endlagen (minimale und maximale Ausfahrposition) des Zugelements über geeignete Sensoren erfolgen. Der oder die Endlagensensoren melden dabei an die Steuereinheit, wenn das Zugelement ganz eingefahren und/oder ausgefahren ist. Ein Endlagensensor für die Erfassung und Weiterleitung der maximalen Ausfahrlänge des Zugelements kann der Erkennung eines Fehlerfalls dienen, z.B. wenn die Abspannstangen der Abspannung nicht korrekt verbunden sind, und schützt das Zugelement bzw. den Kran vor Beschädigung.
Die Steuereinheit empfängt die Signale des mindestens einen Sensors und ist eingerichtet, auf der Grundlage der Sensordaten die über das Zugelement auf den Abspannbock aufgebrachte Zugkraft zu reduzieren, insbesondere auf Null zu reduzieren bzw. abzuschalten, und/oder die Seilwinde abzubremsen, insbesondere zu stoppen. Die Steuereinheit kann insbesondere im Fehlerfall in den Aufrichtvorgang eingreifen und die Seilwinde bei Bedarf stoppen, um eine Beschädigung zu vermeiden. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit eingerichtet sein, dem Bediener eine entsprechende Warnung (z.B. ein optisches und/oder akustisches Warnsignal) auszugeben.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit eingerichtet, den Aufrichtvorgang automatisiert durchzuführen. Der Vorgang der Erzeugung einer zusätzlichen Seilvorspannung läuft also insbesondere automatisch ab, beispielsweise so lange bis in der Abspannung eine ausreichend hohe Zugkraft gemessen wird. Anschließend kann das Zugelement beispielsweise durch die Steuereinheit automatisch kraftlos geschaltet werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit die Bewegung des Abspannbocks automatisch stoppt, sodass das Zugelement vom Ausleger getrennt und ggf. in eine Parkposition verbracht werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kran einen Unterwagen mit Raupenträgern umfasst, wobei der Oberwagen auf dem Unterwagen um eine vertikale Drehachse drehbar gelagert ist. Vorzugsweise umfasst das Zugelement einen Hydraulikzylinder bzw. stellt einen Hydraulikzylinder dar, welcher gleichzeitig als Montagezylinder zur Montage der Raupenträger ausgebildet ist. Optional kann der Hydraulikzylinder vom Abspannbock abbaubar bzw. demontierbar sein. Bevorzugt verbleibt der Hydraulikzylinder bzw. das Zugelement aber stets am Abspannbock montiert.
Dadurch übernimmt das Zugelement je nach Anwendung eine Doppelfunktion. Zum Montieren und Demontieren der Raupenträger kann es beispielsweise vom Abspannbock abgebaut und in an sich bekannter Weise als Montagezylinder eingesetzt werden (alternativ ist dies auch dann möglich, wenn das Zugelement am Abspannbock verbleibt). Zum Aufrichten des Auslegers, insbesondere zum Spannen der Abspannung, wird das Zugelement zwischen Abspannbock und Ausleger eingebaut und dient der gezielten Erzeugung einer zusätzlichen Vorspannkraft, um das Abspannseil mit einer ausreichenden Zugkraft auf die Seilwinde aufzuspulen. Dadurch müssen weniger Teile am Kran vorgehalten werden.
Generell kann mehr als ein Zugelement vorgesehen sein, beispielsweise zwei parallel zueinander ausgerichtete Zugelemente, die seitlich zwischen Abspannbock und Ausleger, d.h. auf gleicher Höhe eingebaut sind. Auch mehrere Zugelemente, die in unterschiedlichen Abständen zur Auslegerschwenkachse und/oder zur Abspannbockschwenkachse eingebaut sind, sind denkbar.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Verbringen eines erfindungsgemä-ßen Krans in eine abgespannte Betriebsstellung. Insbesondere soll das Verfahren beim Aufrichtvorgang des Auslegers des Krans in der Phase zum Einsatz kommen, in der die Abspannung noch keine oder nur geringe Zugkräfte überträgt, insbesondere beim Spannen der Abspannung des Auslegers bzw. in der Spannphase. In dieser Phase wirkt das Eigengewicht des Auslegers noch nicht über die Abspannung auf den Abspannbock und somit auf das Seil, sodass das Seil mit einer geringen Seilzugkraft auf die Seilwinde aufgespult würde.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte, welche nicht zwingend in der nachfolgend wiedergegebenen Reihenfolge durchgeführt werden müssen:

- Verbinden des Zugelements mit dem Ausleger, insbesondere mit einem am Oberwagen angelenkten Anlenkstück des Auslegers, wobei sich der Ausleger in einem nicht-abgespannten, abgelegten Zustand befindet,
- Verbinden der Abspannung des Auslegers, insbesondere Verbinden eines mit dem Abspannbock gelenkig verbundenen ersten Abspannstrangs mit einem mit dem Ausleger gelenkig verbundenen zweiten Abspannstrang,
- Verschwenken des Abspannbocks weg vom Ausleger, d.h. in Richtung Obennragen, sodass sich die zuvor verbundene Abspannung spannt,
- Erzeugen einer der Schwenkbewegung des Abspannbocks entgegengerichteten Zugkraft durch das Zugelement, um während des Spannens der Abspannung eine zusätzliche Vorspannkraft auf die Abspannverseilung bzw. auf das Seil auszuüben,
- vorzugsweise Kraftlosschalten des Zugelements und/oder Lösen der Verbindung zwischen Zugelement und Ausleger,
- Aufwippen des Auslegers durch fortgesetztes Zurückschwenken des Abspannbocks.

In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine über die Abspannung übertragene Abspannkraft gemessen wird, wobei die Zugkraft reduziert, insbesondere auf Null reduziert bzw. abgeschaltet wird, wenn die gemessene Abspannkraft einen definierten Grenzwert überschreitet und daher die zusätzliche Vorspannkraft des Zugelements nicht mehr notwendig ist, um eine bestimmte Mindest-Seilzugkraft im Seil beim Aufspulen auf die Seilwinde zu garantieren.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich offensichtlich dieselben Vorteile und Eigenschaften wie für den erfindungsgemäßen Kran, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird. Die obigen Ausführungen hinsichtlich der möglichen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Krans gelten daher für das Verfahren entsprechend.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:

1: eine schematische seitliche Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Krans im abgespannten Zustand ohne Zugelement;
2: eine schematische Draufsicht auf den Kran gemäß 1 ;
3a-c: verschiedene Phasen des Ausleger-Aufrichtvorgangs ohne Zugelement jeweils in einer schematischen Seitenansicht; und
4-7: verschiedene Phasen des Ausleger-Aufrichtvorgangs mit eingebautem Zugelement jeweils in einer schematischen Seitenansicht.

In den 1 und 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Krans 10 in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht schematisch dargestellt. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen mobilen Gittermastkran 10, welcher einen Unterwagen 12 mit einem zwei seitliche Raupenträgern 13 umfassenden Raupenfahrwerk und einen um eine vertikale Drehachse drehbar auf dem Unterwagen 12 gelagerten Oberwagen 14 umfasst. Ein Gittermastausleger 16 ist um eine horizontale Schwenkachse 17 wippbar an den Oberwagen 14 angelenkt. Der Ausleger 16 ist vorliegend nur schematisch als Linie dargestellt, umfasst aber insbesondere ein am Oberwagen 14 schwenkbar gelagertes Anlenkstück und mehrere über Bolzenverbindungen miteinander verbundene Gittermaststücke, die zusammen den Ausleger 16 ergeben.
Der Ausleger 16 ist über eine mehrere Zugstangen umfassende Abspannung 20 abgespannt. Um deren Winkel zum Ausleger 16 zu vergrößern, ist ein Abspannbock 18 um eine zur Auslegerschwenkachse 17 parallele Schwenkachse 19 schwenkbar an den Oberwagen 14 angelenkt. Der Abspannbock 18 ist mit dem Ausleger 16 über die (im gespannten Zustand) starre Abspannung 20 verbunden, sodass ein Verschwenken des Abspannbocks 18 zu einem Auf- und Abwippen des Auslegers 16 führt.
Die Abspannung 20 ist zweigeteilt und umfasst einen ersten Abspannstrang 21, welcher gelenkig mit dem oberen Bereich des Abspannbocks 18 verbunden ist, sowie einen zweiten Abspannstrang 22, welcher gelenkig mit dem Ausleger 16, insbesondere mit der Spitze des Auslegers 16, verbunden ist. Für den Transport wird der Kran 10 in mehrere Teile zerlegt, die separat transportiert werden. Hierzu ist der erste Abspannstrang 21 dem Abspannbock 18 zugeordnet, während der zweite Anspannstrang 22 aus mehreren Zugstangen besteht, die den jeweiligen Gitterstücken des Auslegers 16 zugeordnet sind und insbesondere zusammen mit diesen transportiert werden. Auch der erste Abspannstrang 21 kann aus mehreren Zugstangen aufgebaut sein. Wie die Draufsicht der 2 zeigt, umfasst die Abspannung 20 zwei parallele Abspannstränge, die jeweils aus einem ersten und einem zweiten Abspannstrang 21, 22 aufgebaut sind.
Die 3a-c zeigen den Kran 10 in verschiedenen Stellungen während des Auslegerrüstens, d.h. während des Vorgangs des Abspannens und Aufrichtens des Auslegers 16. Die Bewegung und somit auch das Aufrichten des Auslegers 16 erfolgt über ein Verschwenken des Abspannbocks 18. Dieser ist hierzu über eine verstellbare Abspannverseilung 24 mit dem Oberwagen 14 verbunden. Die Abspannverseilung 24 umfasst ein Abspannseil 42 (kurz „Seil“), welches auf einer am Oberwagen 14 angeordneten Seilwinde 40 bzw. Seiltrommel auf- und abwickelbar gelagert ist. Das Seil 42 ist über mehrere drehbar am Abspannbock 18 gelagerte Umlenkrollen 28 sowie mehrere drehbar am Oberwagenheck gelagerte Umlenkrollen 27 geführt, sodass die Abspannverseilung 24 einen Flaschenzug bildet. Die 2 zeigt die Seilwinde 40 als Doppelseilwinde, bei der beide Enden des Seils 42 mit einem drehbaren Trommelkörper der Seilwinde 40 verbunden sind. Allerdings ist eine Verwendung einer Einfachseilwinde, bei der nur ein Ende des Seils 42 mit der Seilwinde 40 verbunden ist, ebenfalls möglich.
Die Seilwinde 40 umfasst einen zylindrischen Trommelkörper und seitlich an den Stirnseiten des Trommelkörpers angeordnete Bordscheiben, die ein Herunterrutschen des auf dem Trommelkörper aufgewickelten Seils 42 verhindern und dieses beim Aufwickeln auf die höheren Wickellagen zwingt (Mehrlagenwicklung). Der Trommelkörper ist um eine Drehachse rotierbar, um das Seil 42 auf- oder abzuwickeln. Der Trommelkörper der Seilwinde 40 ist insbesondere mit einer eingangs beschriebenen Sinus-Rillung bzw. Lebus-Rillung versehen, bei der in der ersten und in allen darauffolgenden Seillagen die geometrische Orientierung der Seilwindungen definiert vorgegeben bzw. weitergegeben wird und dadurch das kompakteste und am besten reproduzierbare Wickelbild erzeugt wird.
Die für den Aufrichtvorgang des schweren Auslegers 16 notwendigen Kräfte werden allein durch die Seilwinde 40 erzeugt. Die Zugkraft des Seils 42 wird über die Abspannung 20 an den Ausleger 16 übergeben.
Zur Montage der Abspannung 20 wird der Ausleger 16 montiert, auf dem Boden (oder einem Trolley) abgelegt, die Abspannstränge 21, 22 zusammengesetzt und diese dann an über Verbindungsmittel 23 miteinander gelenkig verbunden, insbesondere verbolzt. Wie in der 3a zu erkennen ist, wird hierzu der Abspannbock 18 nach vorne in Richtung Ausleger 16 geschwenkt, wobei der erste Abspannstrang 21 durch die Schwerkraft vertikal nach unten hängt. Der Abspannbock 18 wird so weit geneigt, bis sich die Verbindungsmittel 23 der beiden Abspannstränge 21, 22 miteinander verbinden lassen. Anschließend wird der Abspannbock 18 wieder nach hinten Richtung Oberwagen 14 zurückgeschwenkt, wobei sich die Abspannung 20 dabei langsam spannt, bis die in der 3b gezeigte Stellung erreicht ist. Bis dahin führt ein Zurückschwenken des Abspannbocks 18 nicht zu einem Abheben des Auslegers 16, da die Abspannung 20 nicht gespannt ist. Diese Phase kann auch als Spannphase bezeichnet werden. Ab dem Zeitpunkt, in dem die Abspannung 20 gespannt ist (und die beiden Abspannstränge 21, 22 somit im Wesentlichen parallel verlaufen, vgl. 3b; hierbei sei allerdings angemerkt, dass die Abspannstränge aufgrund ihres Eigengewichts auch im gespannten Zustand immer etwas durchhängen), führt ein weiteres Zurückschwenken des Abspannbocks 18 dazu, dass der Ausleger 16 vom Boden bzw. dessen Auflage abhebt und aufgewippt wird, vgl. 3c.
In den 3a-c sind zu den jeweiligen Krankonfigurationen die entsprechenden Wickelzustände des Seils 42 auf der Seilwinde 40 gezeigt, wobei die Seilwinde 40 jeweils als Längsschnitt entlang der Trommelachse, d.h. als Querschnitt durch die parallelen Rillenbereiche gezeigt ist. Die Seilwindungen sind je nach den in den verschiedenen Phasen beim Aufwickeln wirkenden Zugkräften unterschiedlich dargestellt.
Im Zustand gemäß 3a ist das Seil 42 fast vollständig abgewickelt, wobei die Sicherheitswindungen 50 eingezeichnet sind, die niemals abgewickelt werden, d.h. nie im Einsatz sind. Die hellgrauen Windungen 51 stellen Seilwindungen dar, die mit einer geringen Zugkraft aufgespult sind. Dies liegt daran, dass in dem in 3a gezeigten Zustand nur das Eigengewicht von Abspannbock 18 und erstem Abspannstrang 21 (als Kraftpfeil F₁ angedeutet) auf das Seil 42 wirken. Um den in der 3a gezeigten Zustand zu erreichen, wird das Seil 42 von der Seilwinde 40 so weit abgespult, bis die Verbindungsmittel 23 verbunden werden können. Anschließend wird der Abspannbock 18 durch Aufspulen des Seils 42 wieder nach hinten geschwenkt.
Auch nach dem Verbinden der Abspannstränge 21, 22, während der Spannphase, wirken nur die geringen Gewichtskräfte der Abspannung 20 und des Abspannbocks 18 und erzeugen ein geringes Moment um die Schwenkachse 19 des Abspannbocks 18. Die Zugkraft im Seil 42 ist gerade so groß, dass dieses Moment überwunden und der Abspannbock 18 nach oben geschwenkt wird. Die dabei aufgespulten Seilwindungen 51 weisen daher nur eine geringe Querdruckstabilität auf.
Ab dem Moment, ab dem die Abspannung 20 vollständig gespannt ist (vgl. 3b), ist die maximale Aufrichtkraft in der Abspannung 20 (angedeutet durch den Pfeil F₂) erforderlich, um den Ausleger 16 vom Boden abzuheben. Je steiler der Ausleger 16 steht, desto weniger Zugkraft muss das Seil 42 aufbringen, um den Ausleger 16 zu halten und zu verstellen (siehe Pfeil F₃ in der 3c).
Die gestrichelte Linie in den 3b und 3c repräsentiert die Stellung des Abspannbocks 18 aus der 3a, wobei die Winkelbereiche 61, 62, 63 den jeweiligen Seilwindungen 51, 52, 53 zugeordnet sind. Im Winkelbereich 61 (also während der Spannphase) werden die Seilwindungen 51 mit geringer Zugkraft aufgespult. Im Winkelbereich 62 (erster Abschnitt der Aufwippphase) wirken die höchsten Zugkräfte. Die entsprechenden Seilwindungen 52 liegen auf den schwach gewickelten Seilwindungen 51. Im Winkelbereich 63 (späterer Abschnitt der Aufwippphase) wirken wieder etwas geringere Zugkräfte aufgrund der steileren Stellung des Auslegers 16, was den hellgrau eingezeichneten Seilwindungen 53 entspricht.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Zugkraft der Seilwindungen 51 zu erhöhen, die während des Spannens der Abspannung 20 aufgespult werden und die untersten Wickellagen auf der Seiltrommel 40 bilden, um deren Querdruckstabilität zu erhöhen.
Hierzu ist erfindungsgemäß ein längenveränderliches Zugelement 30 vorgesehen, welches zwischen Abspannbock 18 und Ausleger 16 eingebaut wird und während der Spannphase eine zusätzliche Zugkraft bzw. Vorspannkraft auf das Seil 42 ausübt. Dadurch wird dieses beim Spannen der Abspannung 20 mit einer höheren Zugkraft auf die Seilwinde 40 aufgespult, als wenn lediglich das Eigengewicht der bewegten Komponenten auf das Seil 42 wirken würde. Dies erhöht die Querdruckstabilität dieser Seilwindungen 51 und reduziert dadurch effektiv den Seilverschleiß.
Die 4-7 zeigen den erfindungsgemäßen Kran 10 in einer Seitenansicht mit eingebautem Zugelement 30 in verschiedenen Stellungen beim Abspannen und Aufrichten des Auslegers 16. An dieser Stelle sei zudem angemerkt, dass die Darstellungen der 1 bis 3c als schematische Abbildungen des erfindungsgemäßen Krans 10 ohne eingebautes Zugelement 30 angesehen werden können.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Zugelement 30 als aktiv verstellbarer Hydraulikzylinder 31 ausgeführt, wobei alternativ auch ein anderer Aktuator, beispielsweise ein elektrischer Aktuator wie z.B. ein Spindelantrieb, ein Seiltrieb oder ein passives Element wie beispielsweise eine Feder verwendet werden könnte. Der Hydraulikzylinder 31 ist an das Hydrauliksystem des Krans 10 angeschlossen und über eine nicht näher dargestellte Steuereinheit, insbesondere über die Kransteuerung, ansteuerbar, um gezielt eine gewünschte Zugkraft zu erzeugen.
Je nach gewünschter Ansteuerung kann das Zugelement 30 eine konstante oder veränderliche Zugkraft auf den Abspannbock 18 aufbringen. Dadurch ergibt sich ein Moment auf den Abspannbock 18, welches der nach hinten, also vom Ausleger 16 weg gerichteten Schwenkbewegung des Abspannbocks 18 entgegenwirkt und durch das Seil 42 mit einer dementsprechend höheren Zugkraft ausgeglichen wird.
Wie in der 4 zu erkennen ist, befindet sich das Zugelement 30 zwischen Abspannbock 18 und Ausleger 16 und ist mit ersterem gelenkig verbunden. Am anderen, dem Ausleger 16 zugewandten Ende weist das Zugelement 30 ein Verbindungsmittel 32 auf, um es an einer passenden Verbindungsstelle am Ausleger 16 gelenkig zu befestigen. Dabei kann es sich um eine bereits vorhandene Verbolzstelle zwischen einem Auslegeranlenkstück und dem darauffolgenden Gitterstück handeln oder um eine andere Verbindungsstelle im bzw. am Anlenkstück des Gitterauslegers 16. Optional kann das Zugelement 30 über eine Traverse am Ausleger 16 montierbar sein, sodass es bei bereits ausgelieferten Kranen 10 nachgerüstet werden kann.
Zum Abspannen des Auslegers 16 wird dieser zunächst auf dem Boden oder einer Abstützvorrichtung wie beispielsweise einem Trolley abgelegt. Der Abspannbock 18 wird nach vorne in Richtung Ausleger 16 geschwenkt. Das schwenkbar am Abspannbock 18 gelagerte Zugelement 30 wird zusammen mit diesem bewegt und schwenkt nach Überschreiten eines Winkels von 90° durch die Schwerkraft vom Abspannbock 18 weg, sodass es im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Der Abspannbock 18 wird so lange geschwenkt, bis das oder die Verbindungsmittel 32 des Zugelements 30 mit der Verbindungsstelle am Ausleger 16 verbunden werden kann / können (vgl. 4). Der Abspannbock 18 wird durch das Abspulen des Seils 42 zum Ausleger 16 geschwenkt und das Zugelement 30 wird gleichzeitig verkürzt (d.h. der Hydraulikzylinder eingefahren), bis es seine minimale Länge bzw. Endlage erreicht hat. Dabei werden Seilwinde 42 und Zugelement 30 durch die Steuereinheit gezielt und synchronisiert angesteuert. Dadurch wird sichergestellt, dass das Zugelement 30 nicht auf Druck beansprucht wird. In dieser Stellung sind ausreichend viele Seilwindungen von der Seilwinde 40 abgespult, damit diese mit einer höheren Zugkraft wieder aufgespult werden können (siehe rechte Abbildung in 4, welche einen Längsschnitt durch die Seilwinde 40 in dieser Stellung zeigt). Es werden dabei alle Seilwindungen abgespult, welche im Betrieb von den Umlenkrollen 28, 29 umgelenkt werden. Die Seilwindungen, die mit zu wenig Vorspannung aufgespult werden (verbleibende Windungen 51 in 4) kommen nicht bis zu den Umlenkrollen 28, 29 und sind deshalb als unkritisch zu beurteilen.
Zum Spannen der gelenkig miteinander verbundenen Abspannstränge 21, 22 wird der Abspannbock 18 anschließend durch Aufspulen des Seils 42 auf die Seilwinde 40 gegen die (konstante oder veränderliche) zusätzlich erzeugte Zugkraft des Zugelements 30 zurück in Richtung Oberwagen geschwenkt (siehe 5). Das Zugelement 30 wird dabei auseinandergezogen. Durch die zusätzliche (und im vorliegenden Ausführungsbeispiel aktiv erzeugte) Zugkraft des Zugelements 30 wird eine hohe Zugkraft im Seil 42 und damit eine höhere Seilquerdruckstabilität über den gesamten Bereich erreicht (vgl. hellgraue Seilwindungen 51' in 5). Der Ausleger 16 ist schwer genug, dass er durch die über das Zugelement 30 auf ihn ausgeübte, nach oben gerichtete Kraft nicht von seiner Auflage abhebt und wirkt als Festpunkt.
Der Vorgang der Erzeugung der zusätzlichen Seilvorspannung durch das Zugelement 30 wird von der Steuereinheit vorzugsweise planmäßig abgeschaltet, sobald die Zugkraft im Seil 42 durch die über die Abspannung 20 übertragene Kraft ausreichend hoch ist. Dies ist der Fall, wenn die Abspannstränge 21, 22 gespannt sind und das Eigengewicht des Auslegers 16 nun über die Abspannung 20 auf das Seil 42 wirkt (siehe 6). Die entsprechenden Seilwindungen, welche in der 6 dunkelgrau eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 52 versehen sind, werden auch ohne die zusätzliche Vorspannkraft des Zugelements 30 mit ausreichender Zugkraft auf die Seilwinde 40 aufgespult. Die Kraft, die über die Abspannung 20 übertragen wird, wird vorzugsweise über Kraftaufnehmer erfasst. Überschreitet die gemessene Kraft einen bestimmten Grenzwert, welcher in der Steuereinheit hinterlegt und optional variierbar sein kann, wird das Zugelement 30 durch die Steuereinheit deaktiviert bzw. kraftlos geschaltet.
Prinzipiell könnte das Zugelement 30 so ausgebildet sein, dass es im kraftlos geschalteten Zustand weiterhin mit Abspannbock 18 und Ausleger 16 verbunden bleiben kann. Bevorzugt wird jedoch nach Abschalten des Zugelement 30 dessen mechanische Verbindung mit dem Ausleger 16 getrennt. Anschließend kann das Zugelement 30 beispielsweise in eine Parkposition am Abspannbock 18 zurückgeschwenkt werden, welche durch einen Anschlag definiert sein kann. Um ein unkontrolliertes Zurückschwingen zu verhindern, kann das Zugelement 30 z.B. mit einer Hilfswinde oder einem Hilfskran gesichert werden. Alternativ kann das Zugelement auch vom Abspannbock 18 abbaubar und ggf. an einer bestimmten Lagerposition am Kran 10 lagerbar sein.
Da die Abspannung 20 nun gespannt ist, hebt der Ausleger 16 beim weiteren Aufspulen des Seils 42 von dessen Auflage ab und wird aufgerichtet (siehe 7, in welcher auch eine mögliche Parkposition des Zugelements 30 am Abspannbock 18 gezeigt ist). Beim Aufrichten des Auslegers 16 tritt eine sehr hohe Zugkraft im Seil 42 auf (vgl. dunkelgraue Seilwindungen 52 in 7). Die zugehörigen Seilwindungen 52 bewirken eine Querkraft auf die zuvor bei aktiv wirkendem Zugelement 30 aufgespulten Seilwindungen 51'. Da letztere durch das Zugelement 30 mit einer erhöhten Zugkraft aufgespult wurden, ist deren Seilquerdruckstabilität größer. Dadurch werden diese Seilwindungen 51' nicht mehr beschädigt bzw. unterliegen einem geringeren Verschleiß.
Bevorzugt ist der diskutierte Abspann- und Aufrichtvorgang zumindest teilautomatisiert, optional sogar vollautomatisiert. Dies kann beispielsweise folgendermaßen erfolgen: Nach dem Verbinden des Zugelements 30 mit dem Ausleger 16 startet der Kranfahrer den Vorgang der Seilvorspannung in der Kransteuerung. Daraufhin läuft der Vorgang automatisch ab. Dazu sind im Zugelement 30 Sensoren verbaut, die dessen Endlagen erfassen (minimale und maximale Länge). Zusätzlich werden die Winkelstellungen von Abspannbock 18 und Ausleger 16 erfasst. Die Messwerte werden der Kransteuerung zur Verfügung gestellt. Der Endlagensensor für die minimale Länge meldet an die Steuerung, wenn das Zugelement 30 ganz eingefahren ist. Der Endlagensensor für die maximale Länge dient zur Erkennung eines Fehlerfalls (z.B. nicht korrekt verbundene Zugstangen der Abspannung 20) und schützt das System vor Beschädigung. Zudem werden die Kräfte am Zugelement 30 überwacht. Dadurch kann ein korrekter Ablauf gewährleistet sowie (insbesondere im Fehlerfall) eine Überlastung der umgebenden Konstruktion verhindert werden.
Bezugszeichenliste:

10: Kran
11: Drehachse
12: Unterwagen
13: Raupenträger
14: Oberwagen
16: Ausleger
17: Schwenkachse
18: Abspannbock
19: Schwenkachse
20: Abspannung
21: Erster Abspannstrang
22: Zweiter Abspannstrang
23: Verbindungsmittel
24: Abspannverseilung
28: Umlenkrolle
29: Umlenkrolle
30: Zugelement
31: Aktuator (Hydraulikzylinder)
32: Verbindungsmittel
40: Seilwinde
42: Abspannseil / Seil
50: Sicherheitswindungen (nie abgespult)
51: Seilwindungen (nicht abgespult / Spannphase ohne Zugelement)
51`: Seilwindungen (Spannphase mit Zugelement)
52: Seilwindungen (Aufwippphase)
61: Winkelbereich
62: Winkelbereich
63: Winkelbereich

Claims

Kran (10), insbesondere mobiler Gittermastkran, mit einem Oberwagen (14), einem wippbar am Oberwagen (14) angelenkten Ausleger (16) und einem wippbar am Oberwagen (14) angelenkten Abspannbock (18), wobei der Abspannbock (18) mit dem Ausleger (16) über eine Abspannung (20) verbindbar ist, wobei der Abspannbock (18) über eine aktiv verstellbare Abspannverseilung (24) mit dem Oberwagen (14) verbunden ist, welche ein auf einer Seilwinde (40) auf- und abwickelbar gelagertes Abspannseil (42) umfasst, gekennzeichnet durch ein längenveränderliches Zugelement (30), über welches der Abspannbock (18) mit dem Ausleger (16) gelenkig verbindbar ist und welches ausgelegt ist, eine Zugkraft auf den Abspannbock (18) in Richtung des Auslegers (16) auszuüben.
Kran (10) nach Anspruch 1, wobei das Zugelement (30) gelenkig mit dem Abspannbock (18) verbunden ist und mindestens ein Verbindungsmittel (32) aufweist, über welches das Zugelement (30) mit dem Ausleger (16) lösbar und insbesondere gelenkig verbindbar ist.
Kran (10) nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine Traverse, über welche das Zugelement (30) mit einer Verbolzstelle in einem unteren Bereich des Auslegers (16) verbindbar ist, wobei sich die Verbolzstelle vorzugsweise an einem am Oberwagen (14) angelenkten Anlenkstück befindet.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abspannung (20) einen mit dem Abspannbock (18) gelenkig verbundenen ersten Abspannstrang (21) und einen mit dem Ausleger (16) gelenkig verbundenen zweiten Abspannstrang (22) umfasst, welche über Verbindungsmittel (23) miteinander lösbar und insbesondere gelenkig verbindbar sind, wobei der erste und/oder der zweite Abspannstrang (21, 22) vorzugsweise mindestens eine Abspannstange umfasst.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abspannseil (42) über mindestens eine am Abspannbock (18) gelagerte Umlenkrolle (28) und vorzugsweise über mindestens eine am Oberwagen (14) gelagerte Umlenkrolle (29) geführt ist, wobei die Seilwinde (40) ausgelegt ist, durch Aufwickeln des Abspannseils (42) den Abspannbock (18) in Richtung Oberwagenheck zu verschwenken und dadurch den über die Abspannung (20) mit dem Abspannbock (18) gekoppelten Ausleger (16) aufzuwippen, wobei die Seilwinde (40) vorzugsweise eine Sinusrillung aufweist und als Einfachseilwinde oder Doppelseilwinde ausgebildet ist.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zugelement (30) ein von der Abspannung (20), vom Abspannbock (18) und vom Ausleger (16) separates Element ist.
Kran (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Zugelement (30) derart ausgebildet ist, dass es bei einem Verschwenken des Abspannbocks (18) weg vom Ausleger (16) auseinandergezogen wird, wobei das Zugelement (30) und der Ausleger (16) vorzugsweise derart ausgebildet sind, dass der Ausleger (16) nicht angehoben wird, während das Zugelement (30) auf den Abspannbock (18) wirkt.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zugelement (30) passiv in seiner Länge verstellbar ist und ein Federelement und/oder ein elastisches Element umfasst.
Kran (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Zugelement (30) aktiv in seiner Länge verstellbar ist und einen Aktuator (31) zum Ein- und Ausfahren des Zugelements (30) umfasst, wobei der Aktuator (31) vorzugsweise ein Hydraulikzylinder, ein Seiltrieb oder ein Spindelantrieb ist.
Kran (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Aktuator (31) über eine Steuereinheit des Krans (10) derart steuerbar und/oder regelbar ist, dass sich eine über die Zeit und/oder über den Schwenkwinkel des Abspannbocks (18) konstante oder variierende Zugkraft auf den Abspannbock (18) einstellt, wobei vorzugsweise die Seilwinde (40) ebenfalls von der Steuereinheit steuerbar und/oder regelbar ist.
Kran (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend eine mit der Steuereinheit verbundene Messeinrichtung, mittels welcher die über die Abspannung (20) übertragene Abspannkraft messbar ist, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, die über das Zugelement (30) auf den Abspannbock (18) aufgebrachte Zugkraft zu reduzieren, insbesondere auf Null zu reduzieren, wenn die gemessene Abspannkraft einen definierten Grenzwert überschreitet, wobei die Messeinrichtung vorzugsweise mindestens einen an der Abspannung (20) angeordneten Messaufnehmer umfasst.
Kran (10) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens einen der folgenden mit der Steuereinheit verbundenen Sensoren: - ein Sensor zur Erfassung einer Winkelposition des Abspannbocks (18), - ein Sensor zur Erfassung einer Winkelposition des Auslegers (16), - ein Sensor zur Erfassung der durch das Zugelement (30) aufgebrachten Zugkraft, - ein Sensor zur Erfassung einer Position und/oder einer Länge des Zugelements (30), wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, auf der Grundlage der Signale des mindestens einen Sensors die über das Zugelement (30) auf den Abspannbock (18) aufgebrachte Zugkraft zu reduzieren, insbesondere auf Null zu reduzieren, und/oder die Seilwinde (40) abzubremsen, insbesondere zu stoppen.
Kran (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Unterwagen (12) mit Raupenträgern (13), auf welchem der Oberwagen (14) um eine vertikale Drehachse drehbar gelagert ist, wobei vorzugsweise das Zugelement (30) einen Hydraulikzylinder (31) umfasst oder darstellt, welcher als Montagezylinder zur Montage der Raupenträger (13) ausgebildet ist.
Verfahren zum Verbringen eines Krans (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in eine abgespannte Betriebsstellung mit den Schritten: - Verbinden des Zugelements (30) mit dem Ausleger (16), insbesondere einem am Oberwagen (14) angelenkten Anlenkstück, wobei sich der Ausleger (16) in einem nicht-abgespannten, abgelegten Zustand befindet, - Verbinden der Abspannung (20), insbesondere Verbinden eines mit dem Abspannbock (18) gelenkig verbundenen ersten Abspannstrangs (21) mit einem mit dem Ausleger (16) gelenkig verbundenen zweiten Abspannstrang (22), - Verschwenken des Abspannbocks (18) weg vom Ausleger (16), sodass sich die Abspannung (20) spannt, - Erzeugen einer der Schwenkbewegung des Abspannbocks (18) entgegengerichteten Zugkraft durch das Zugelement (30), um während des Spannens der Abspannung (20) eine zusätzliche Vorspannkraft auf die Abspannverseilung (24) auszuüben, - vorzugsweise Kraftlosschalten des Zugelements (30) und/oder Lösen der Verbindung zwischen Zugelement (30) und Ausleger (16), - Aufwippen des Auslegers (16) durch fortgesetztes Verschwenken des Abspannbocks (18).
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine über die Abspannung (20) übertragene Abspannkraft gemessen wird, wobei die Zugkraft reduziert, insbesondere auf Null reduziert wird, wenn die gemessene Abspannkraft einen definierten Grenzwert überschreitet.