DE19708750A1 - Fahrwerk für einen Kran, vorzugsweise Portalkran - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für einen Kran, vorzugsweise für einen mobilen nicht schienengebundenen Portalkran, das eine gleichmäßige Belastung der Lauf­ räder auch bei Unebenheiten und Neigungen der Fahrbahn gewährleistet.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ausgleich von auf ein Fahrwerk einwirkenden Fahrbahnunebenheiten.

Portalkrane werden insbesondere in Häfen für den Güterumschlag mit Schiffen eingesetzt.

Um den Wirkungsbereich des Kranes nicht auf einen einzigen Standort zu begrenzen und bspw. die Möglichkeit zu schaffen, den Kran an wechselnden Standorten einzu­ setzen, bspw. an weitläufigen Lagerplätzen für Container oder an Kais mit mehreren Anlegestellen für Transportschiffe, sind diese Krane mit Fahrwerken, meist Schienen­ fahrwerken, ausgerüstet, die es ihnen erlauben, auf den Schienen an diesen Lager­ plätzen oder Kais entlangzufahren.

Häufig befinden sich an einem Lagerplatz oder Kai zwei oder mehr solcher Portal­ krane, die auf diesen Schienen zwischen wechselnden Einsatzorten verfahren wer­ den. Hierbei kann es dann vorkommen, daß ein in Betrieb befindlicher Kran einen anderen blockiert, der von einem ersten diesseitigen Standort zu einem zweiten jenseitigen Standort verlegt werden soll.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde schon vorgeschlagen, die Schienenge­ bundenheit solcher Krane vorübergehend aufzuheben, indem sie zusätzlich zum Schienenfahrwerk mit einem Straßenfahrwerk ausgerüstet werden.

Ist es nun erforderlich, einen Kran von einem Einsatzort zu einem anderen an einem im Betrieb befindlichen Kran vorbei zu verfahren, so wird die Schienenwirksamkeit des Fahrwerks aufgehoben, der Kran schienenlos an dem Hindernis vorbeimanövriert und an geeigneter Stelle wieder auf die Schiene zurückgesetzt.

Solcherart ausgestattete Krane besitzen eine hohe Mobilität.

Um diese Mobilität auch unabhängig von vorhandenen Schienen zu erreichen, müs­ sen die Schienenfahrwerke durch Fahrwerke ersetzt werden, welche auf Beton- und Asphaltflächen der Lagerplätze verfahrbar sind.

Hinsichtlich ihrer Mobilität sind nicht schienengebundene Krane mit Straßenfahrwerk den vorgenannten überlegen. Außerdem entfällt beim Einsatz dieser Krane der hohe Verlegungs- und Instandhaltungsaufwand für den Schienenfahrweg.

Diese mobilen Krane eignen sich für den Betrieb auf befestigtem, ebenem Unter­ grund, wie Beton- oder Asphaltflächen.

Ein Nachteil dieser nicht zwangsgeführten Krane ist jedoch, daß sie sehr empfindlich auf Unregelmäßigkeiten des sie abstützenden Untergrundes reagieren. So sind solcherart Kranen Anwendungsfälle mit extrem hohen Radlasten bisher verschlossen geblieben, da durch Unebenheiten oder Neigungen des Untergrundes einseitig zu große Radlasten auftreten können.

Zur Minderung dieses Nachteils ist es bekannt, die von jeder Kranstütze auf das Fahrwerk einwirkende Vertikallast auf mehrere Räder zu verteilen. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise zwei bis vier Räder fluchtend hintereinander angeordnet.

Um den Rädern ein vertikales Spiel zu verleihen, sind sie in Fahrwerksschwingen angeordnet. Die Drehachse dieser Schwingen verläuft horizontal, quer zur Fahrt­ richtung des Kranes. Die in den Schwingen gelagerten Räder erhalten durch diese Anordnung die Möglichkeit, Unregelmäßigkeiten des Fahrweges, sowohl oberhalb als auch unterhalb der Nullebene, in einem gewissen Maße nachzugeben. Die Folge ist eine gleichmäßigere Lastverteilung auf die Räder und damit Verringerung der Gefahr einer einseitigen Überlastung einzelner Laufräder oder Kranstützen.

Des weiteren ist es bekannt, die Last jeder Kranstütze auf eine Gruppe mehrerer solcher Fahrwerkschwingen zu verteilen. Dies wird erreicht durch Einschieben über­ geordneter, mit je zwei Fahrwerkschwingen in Wirkverbindung stehender Zwischen­ schwingen, die mit dem Portal oder einer Hauptfahrwerkschwinge verknüpft sind.

Zur Erhöhung der Aufnahmelast an Portalkranen ist es außerdem bekannt, die Laufräder paarweise in Gestalt sogenannter Doppel- oder Zwillingsräder auszuführen. Auf einer gemeinsamen, im Schwingengehäuse senkrecht zur Fahrtrichtung fixierten Achse sind in geringem Abstand voneinander jeweils zwei Räder gelagert. Innerhalb eines Schwingengehäuses sind dann zwei bis vier Radpaare in Fahrtrichtung fluchtend angeordnet.

Bei einer solchen Fahrwerksausführung kann wiederum das Problem auftreten, daß Fahrbahnunebenheiten oder Neigungen zwischen Innen- und Außenrad eine ungleichmäßige Belastung der Radpaare und der Schwingenlager zur Folge haben.

Einen Vorschlag zur Verteilung des Lasteneintrages in die Laufräder eines Schienenfahrwerks zeigt DE 23 45 251 A1 auf.

Dieses Fahrwerk eines schienengebundenen Werftportalkrans für extrem hohe Lasten mit beidseitig zwei Schienen aufweisender Fahrbahn zeichnet sich dadurch aus, daß jeweils zwei Radwagen über einen Balancier miteinander in Verbindung stehen, dabei jeder Radwagen auf drei, ein imaginäres Dreieck bildenden Rädern ruht, wobei diese Radwagen parallel zur Fahrtrichtung so angeordnet sind, daß in alternierender Folge die Wagenseiten mit zwei Rädern und mit einem Rad wechseln, und die Balanciers auf der Radwagendecke in Lagerstellen im Schwerpunkt der Kräfte, also im Mittelpunkt des imaginären Dreiecks, angreifen. Dies hat zur Folge, daß die unmittelbar auf die Radwagen einwirkenden Balanciers nicht parallel zur Fahrtrichtung weisen, sondern einen spitzen Winkel dazu einnehmen. Die Auflage des Balanciers in einer Kalotte im Kräfteschwerpunkt sichert dem Radwagen Freiheitsgrade sowohl längs als auch quer zur Fahrtrichtung. Die Laufräder können damit weitgehend unabhängig voneinander kleineren Unebenheiten in beliebigem Winkel zur Fahrbahn nachgeben.

Diese Lösung ist konzipiert für ein Schienenfahrwerk zum Abstützen eines Portal­ krans auf beidseitig zwei Schienen aufweisenden Fahrbahnen. Sie gibt keine Anre­ gungen für Maßnahmen zur gleichmäßigen Lastenverteilung auf die Laufräder von Fahrwerken mit Doppelradausführung, insbesondere solche in nicht schienenge­ bundenen mobilen Kranen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, ein Fahrwerk für einen mobilen Kran der eingangs bezeichneten Art bereit­ zustellen, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und insbesondere in der Lage ist, sowohl innerhalb der Radpaare einer Achse als auch zwischen den Rad­ achsen einwirkende Fahrbahnunebenheiten oder -neigungen auszugleichen und damit die Gefahr einer Überlastung einzelner Räder oder Radpaare auszuschließen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Fahrwerk sowie ein Verfahren mit den in Anspruch 1 und 8 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Fahrwerks ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 7.

In Abhängigkeit von den auftretenden Belastungen und den zulässigen Raddrücken sind in jeder Kranstütze eine oder mehrere Fahrwerkgruppen gelenkig gelagert. Die Fahrwerkgruppen weisen Fahrwerkschwingen auf, in die unter Mitwirkung von Ge­ lenken Doppelradschwingen eingehängt sind.

Indem die in an sich bekannter Weise mit der Kranstütze in Wirkverbindung stehen­ den Fahrwerkschwingen erfindungsgemäß mit Doppelradschwingen ausgestattet sind, deren Gelenkachsen gegenüber den Gelenkachsen der übergeordneten Fahr­ werkschwinge um 90° versetzt sind, gewinnen die Laufräder einen Freiheitsgrad hin­ zu. Die Folge ist eine stets gleichbleibende Lastverteilung auf die Räder.

Die Gelenkverbindung zwischen Fahrwerkschwinge oder Hauptfahrwerkschwinge und Portal gewährleistet bei Niveauunterschieden der Fahrbahn in Fahrtrichtung eine gleichmäßige Lastverteilung auf die Laufradachsen.

Die Gelenkverbindung zwischen Doppelradschwinge und übergeordneter Fahrwerk­ schwinge gewährleistet bei Niveauunterschieden der Fahrbahn quer zur Fahrtrichtung eine gleichmäßige Lastverteilung innerhalb der Laufräder einer Achse.

Durch die Schaffung eines zusätzlichen Freiheitsgrades für die Laufräder der Fahr­ werksgruppen wird eine gleichmäßige Lasteintragung über alle Laufräder gesichert, unabhängig von der Ausrichtung der Neigungen oder anderen Unregelmäßigkeiten des Untergrundes. Jede Niveaudifferenz wird durch eine entsprechende Ausweich­ bewegung kompensiert; die Lastverteilung bleibt gleichmäßig.

Trifft ein Kran während des Fahrvorgangs auf eine in Fahrtrichtung liegende Uneben­ heit, bspw. eine Bodenwelle, so werden die Fahrwerkschwingen durch eine korri­ gierende Wippbewegung die Bodenunebenheit ausgleichen. Die Laufräder folgen dem Bodenprofil, ohne einem plötzlichen Anstieg der Belastung ausgesetzt zu sein. Werden diese Unregelmäßigkeiten überlagert von Niveaudifferenzen der Fahrbahn quer zur Fahrtrichtung, bspw. ein Gefälle von der Fahrbahnmitte zu deren Rand zum Zwecke der Fahrbahnentwässerung bei Niederschlag, so bewirkt der einseitig zuneh­ mende Druck auf die Lauffläche eines der parallel laufenden Doppelräder, bei gewölbter Fahrbahn ist dies das innere, eine Kraftresultierende außerhalb der Mittelachse des Gelenklagers der Radschwinge. Die Doppelradschwinge antwortet mit einer korrigierenden Ausweichbewegung, einer Schwenkbewegung um die Lagerachse. Infolge einer solchen Fahrbahnunebenheit werden demgemäß die Doppelradschwingen in einem geringen Maße nach innen oder außen ausgelenkt, und zwar so lange, bis beide Räder gleichmäßig auf dem geneigten Untergrund aufstehen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, jedes Doppel­ radpaar in einer separaten, einzeln aufgehängten Radschwinge anzuordnen. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß alle innerhalb einer Fahrwerkschwinge eingebundenen Radpaare, in der Regel zwei bis vier, unabhängig voneinander Ausgleichbewegungen ausführen können.

Die Laufräder aller Fahrwerksgruppen oder eines Teils der Fahrwerksgruppen können angetrieben sein.

Als Laufräder sind die für solche Krane üblichen Straßenlaufräder einsetzbar, also Bandagenräder, gummibereifte oder Elastic-Räder.

Erwähnenswert ist auch der einfache und übersichtliche Aufbau des erfindungsge­ mäßen Fahrwerks. Es besteht ausschließlich aus bekannten, auf dem Fachgebiet eingeführten und bewährten Bauelementen. Das Fahrwerk kann mit geringem Auf­ wand hergestellt und gewartet werden, ist im praktischen Einsatz aber trotzdem robust und zuverlässig.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung seien nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Hierbei stellen dar:

Fig. 1 Vorderansicht einer Fahrwerkgruppe gemäß der Erfindung in stark schematisierter Form,

Fig. 2 Ansicht der Fahrwerkgruppe um 90° gedreht gegenüber Fig. 1.

Ein Portalkran mit einem Grundgerüst aus vier Kranstützen, einem schwenkbaren Ausleger und einer darauf verfahrbaren Katze zum Umschlagen von Containern an einem Containerplatz ist zur Erhöhung seiner Mobilität mit einem nicht schienenge­ bundenen Fahrwerk ausgerüstet. Dies eröffnet ihm die Möglichkeit, Hindernissen auf seinem Fahrweg auszuweichen.

Jede der vier Portalecken ruht auf einer Fahrwerksgruppe gemäß der Erfindung. Alle oder ein Teil der Räder können in an sich bekannter Weise elektrisch oder hydrau­ lisch angetrieben sein. Der Übersichtlichkeit halber sind die Räder in den Figuren mitlaufend, d. h. ohne Antrieb dargestellt.

Die im Betrieb im wesentlichen horizontale Fahrwerkschwinge 1 ist gelenkig mit der Kranstütze verbunden. Zu diesem Zweck ist sie mit einem mittigen Laschenpaar 7, in das ein Bolzen 11 eingreift, ausgerüstet. Die Gelenkachse 8 liegt quer zur Fahrt­ richtung. Die von der vertikalen Kranstütze über diese Gelenkverbindung in die Fahrwerkschwinge 1 eingetragene Last wird auf drei Doppelradpaare 3 verteilt. Jedes dieser Radpaare ist in einer separaten Doppelradschwinge 2 angeordnet. Die einzelnen Radschwingen 2 sind in der Fahrwerkschwinge 1 gelenkig gelagert mittels beidseitiger Anlenkböcke 5 und 6 der Schwingen 1 und 2, in deren Durch­ gangsbohrungen Gelenkbolzen 4 eingreifen. Die Längsachsen 10 dieser Lager 9 zwischen Fahrwerk- und Radschwingen verlaufen parallel zur Fahrtrichtung. Alle drei Lager 9 liegen dabei auf einer Symmetrieachse.

Beim Fahren des Portalkranes auf einer Beton- oder Asphaltfahrbahn können Neigungen und Unebenheiten, die die Gefahr einseitiger Belastungen oder Über­ lastungen in sich bergen, kompensiert werden. Niveauunterschiede zwischen den Standorten des vorderen und des hinteren Radpaares 3 werden durch Bewegungen der Fahrwerkschwinge 1 um ihre Gelenkachse 8 ausgeglichen. Die auf jedes Rad­ paar 3 einwirkende Last bleibt damit gleich. Werden diese in Fahrtrichtung auftre­ tenden Niveauunterschiede überlagert von einer Neigung senkrecht zur Fahrtrich­ tung, bspw. aufgrund einer gewölbten Ausbildung der Fahrbahn, so daß neben­ einander laufende Räder 3 ungleich belastet werden, so vollzieht Doppelradschwinge 2 eine nach außen oder innen gerichtete Schwenkbewegung um die Lagerachse 10. Das Radpaar hat dabei stets das Bestreben, senkrecht zum Untergrund zu stehen. Fährt das Kranfahrzeug über ein konvexe Oberfläche, so werden die Radschwingen 2 geringfügig nach innen ausschwenken. Betrachtet in der Perspektive gemäß Fig. 2, nehmen sie dann entsprechend der Wölbung des Untergrundes einen spitzen Winkel zur Vertikalen ein. Da vorzugsweise jede Radschwinge 2 einzeln aufgehängt ist, können die Radpaare 3 völlig unabhängig voneinander auf sie einwirkende Fahrbahn­ unebenheiten ausgleichen.

Dies hat eine hohe Variabilität aller Laufräder zur Folge, die keine der Lösungen des Standes der Technik erreicht.

Claims (8)

1. Fahrwerk für einen Kran mit einem Grundgerüst aus annähernd vertikalen Kranstützen und einem Ausleger mit mindestens einer Laufkatze, der auf einem befestigten, annähernd ebenen Untergrund verfahrbar ist und extrem hohe Radlasten aufzunehmen vermag, wobei jede Kranstütze entweder mit einer Fahrwerkgruppe oder unter Vermittlung mindestens einer übergeordneten Zwischenschwinge und einer Hauptfahrwerkschwinge mit mehreren Fahrwerkgruppen in Wirkverbindung steht, und in den Fahrwerkschwingen Radschwingen zur Aufnahme der Laufräder gelenkig gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Fahrwerkschwinge (1) mindestens zwei Doppelradschwingen (2) gelenkig gelagert sind und deren Gelenkachsen (10) gegenüber der Gelenkachse (8) der übergeordneten Fahrwerkschwinge (1) um 90° versetzt sind.

2. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachsen (10) der Doppelradschwingen (2) parallel zur Fahrtrichtung verlaufen.

3. Fahrwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rad paar (3) in einer separaten Doppelradschwinge (2) angeordnet ist.

4. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkige Verbindung der Doppelradschwinge (2) in Fahrwerkschwinge (1) über einen Gelenkbolzen (4) erfolgt, der in Durchgangsbohrungen an den Anlenkböcken (5) und (6) der beteiligten Schwingen (1) und (2) eingreift.

5. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufräder (3) als Bandagenräder ausgebildet sind.

6. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufräder (3) gummibereift sind.

7. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kran ein mobiler, nicht schienengebundener Portalkran ist.

8. Verfahren zum Ausgleich von Bodenunebenheiten, die auf ein Fahrwerk mit in mindestens zwei Ebenen angeordneten Schwingen einwirken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gelenkachsen der Schwingen einer Ebene gegenüber den Ge­ lenkachsen der Schwingen der übergeordneten Ebene um 90° versetzt sind.