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Die Erfindung betrifft einen mobilen Anhängerkran, der eine in Leichtbauweise ausgeführte Tragkonstruktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.
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Derartige Anhängerkräne sind mit einem Zugfahrzeug zu einem Einsatzort bewegbar, und hier kann dann der insbesondere mit mehreren Teleskopschüssen versehene Ausleger in jeweilige Bedienstellungen gebracht werden. Dabei ist der Ausleger im Bereich eines einen Drehkranz aufweisenden Unterbaus auf einem Tragrahmen abgestützt, und dieser Tragrahmen weist jeweilige in Arbeitslage vor Ort in eine bodenseitigen Bedienstellung verlagerbare Stützfüße auf (
Prospekt der Firma Hermann Paus Maschinenfabrik GmbH, "Skywalker", Prospekt-Nr. 542402/F4; 2012).
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Bei einem als selbstfahrender Kran gemäß
DE 36 05 462 A1 ausgebildeten Konstruktion sind am Fahrgestell vertikal verlagerbare Hydraulikzylinder als Stützfüße vorgesehen, so dass an diesen Hydraulikzylindern vorgesehene Geber den Hydraulikdruck erfassen und damit die Standsicherheit gewährleistet wird. Bei einem stationären Turmdrehkran gemäß
DE 196 53 579 A1 wird die auf das Hubseil wirkende Hubkraft gemessen, in einer Überwachungs- und Steuereinheit ausgewertet und damit eine Grenzlastkurve vorgegeben. Ein selbstfahrendes Kranfahrzeug gemäß
EP 0 779 238 A1 ist mit einer den horizontalen Ausfahrzustand von zwei Schiebeholmen mit Stützfüßen erfassenden Überwachung versehen, so dass die Standsicherheit des Krans gefährdende Grenzen vorgegeben sind und mittels der Messwerte der Kran als immer auf der sicheren Seite verbleibend bewegt wird.
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Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, einen mobilen Anhängerkran zu schaffen, der im Bereich seiner vier klappbare Schenkel aufweisenden Stützkonstruktion mit geringem Aufwand eine Lagekontrolle ermöglicht und dabei das kontrollierbare Sicherungssystem durch vergleichsweise einfache Baugruppen mit geringen Gestehungskosten realisierbar ist.
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Die Erfindung löst dieses Problem mit einem Anhängerkran mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 12 verwiesen.
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Der auf einer Tragkonstruktion in Leichtbauweise basierende Anhängerkran weist in erfindungsgemäßer Ausführung jeweilige an Tragschenkeln befindliche Bodenstützen auf, die aus ihrer jeweiligen im Wesentlichen vertikalen Transportstellung am Tragrahmen jeweils diagonal gegenüberliegend abgeschwenkt werden können. Diese ”klappbaren” Bodenstützen sind im Bereich ihrer jeweiligen, als Auflagerungen vorgesehenen Stützfüße mit deren Bodendruck direkt erfassenden Kraftaufnehmern versehen.
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Dabei ist das Konzept so ausgeführt, dass eine in das Antriebs- und Bediensystem des Anhängerkrans integrierte Überwachungseinrichtung mit jeweiligen, die Stützkräfte im Bereich der verlagerbaren Stützfüße unmittelbar aufnehmenden Sensoren zusammenwirkt. Für den als ein Leichtbau-Kran ausgebildeten Anhängerkran wird damit eine optimale Vierpunktmessung realisiert, die mit geringem Aufwand in die Bauteile der Bodenstützen integriert werden kann.
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Das Konzept mit den vier direkt wirksamen Sensoren sieht vor, dass diese in die Bauteile der Stützfüße so integriert werden, dass an diesen mittels vergleichsweise einfacher Erfassung einer Längen- oder Abstandsänderung eine sensorische Krafterfassung möglich und nach entsprechender Signalwandlung eine optimale Steuerung des Systems durchführbar ist. In vorteilhafter Ausführung dieses Erfassungssystems ist vorgesehen, dass zur Stützkraftmessung in jeden der Stützfüße ein Dehnungsmessstreifen (DMS) als Sensorelement installiert wird.
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Ausgehend von der Anhänger-Konstruktion mit den die Stützfüße als jeweilige Tragbaugruppen aufnehmenden Bodenstützen ist vorgesehen, dass in deren Bereich zumindest eines der tragenden Elemente für eine elastische Verformung positioniert ist, so dass mit dem in diesem Bereich fixierten DMS-Element ein optimales Sensorsignal erzeugt werden kann. In vorteilhafter Ausführung einer so konzipierten Soll-Verformungszone ist vorgesehen, dass ein die Stützkräfte im Bauteilverbund aufnehmendes Tragelement mit einer das DMS-Element aufnehmenden Messprofilierung versehen wird. Mit diesen identisch geformten Messprofilen können an jedem der Stützfüße weitgehend identische Messpunkte vorgegeben werden.
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Denkbar ist auch, dass die im Bereich des jeweiligen Stützfußes vorgesehene Tragbaugruppe mit einem parallel zu dieser angeordneten Verformungskörper zusammenwirkt, wobei dieser gleichzeitig mit dem tragenden Element die Stützkräfte aufnimmt und an diesem Verformungskörper das DMS-Element wirksam ist.
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Die als jeweiliger Messort vorgesehenen Stützfüße sind im Bereich der Bodenstütze an einem jeweiligen, vorderseitig teleskopischen und insgesamt klappbaren Tragschenkel gehalten. Dabei ist in der abgeklappten Position ein an den Stützfüßen vorgesehenes Plattenteil bodenseitig auflegbar.
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Dieses Plattenteil ist über eine – das verformbare Tragelement für das DMS-Element aufweisende – Tragbaugruppe mit dem stirnseitigen Ende des teleskopierbaren Tragschenkels verbunden. In zweckmäßiger Ausführung ist zumindest der den Dehnungsmessstreifen (DMS) aufweisende Bereich der Tragbaugruppe mit einer dieses System nach außen hin abschirmenden Abdeckung versehen. Dabei ist in zweckmäßiger Ausbildung eine fluiddichte Umhüllung zumindest der DMS-Elemente vorgesehen, so dass das System auch unter rauen Einsatzbedingungen langzeitstabil einsetzbar ist.
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Mit dem DMS-System in den Bodenstützen des Anhängerkranes wird eine Überwachungseinheit ohne bewegliche Teile realisiert. Mittels der direkten und stufenlosen Messung von jeweiligen Stützkräften ist eine effektive Belastungserfassung möglich. Dabei wird erreicht, dass im Bereich der klappbaren Stützfüße – im Unterschied zu an sich bekannten, horizontal verschiebbaren Ausführungen – eine Minimierung von Winkelfehlern erreicht wird. Die Messung der Verformung in den Stützfüßen ermöglicht eine hohe Auflösung der Messdaten. Dabei können Überbelastungen der Stützfüße auch im Bereich hoher Aufstützkräfte erfasst werden. Zur Bestimmung der Standsicherheit können die Reststützkräfte mit geringem Aufwand ermittelt werden. Mittels eines Erfassungs- und Steuersystems können die gemeinsamen Kräfte bewertet und in entsprechende Steuerbefehle umgesetzt werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der im Bereich des Anhängerkranes vorgesehenen Überwachungseinrichtung veranschaulichen. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Seitenansicht des Anhängerkrans in Fahrstellung,
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2 eine Seitenansicht des Anhängerkranes in einer Benutzungssituation,
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3 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung der Tragkonstruktion im Bereich des die Bodenstützen mit Stützfüßen tragenden Tragrahmens,
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4 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung des an einem Tragschenkel der Bodenstütze befindlichen Stützfußes mit DMS-Element,
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5 eine perspektivische Einzeldarstellung eines DMS-Elemente aufnehmenden Tragelementes des Sensors,
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6 eine Draufsicht auf die vier in Bedienstellung ausgeklappten Tragarme der Bodenstützen des Anhängerkranes,
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7 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung ähnlich 4 mit die DMS-Elemente umgebendem Schutz, und
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8 eine Schnittdarstellung des Sensors gemäß einer Linie I-II in 7.
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In 1 ist ein insgesamt mit 1 bezeichneter Anhängerkran dargestellt, der aus einer Transportstellung in die aus 2 ersichtliche Bedienstellung verlagerbar ist. Dieser Anhängerkran 1 ist mittels eines nicht näher dargestellten Anhängerfahrzeuges zu einem jeweiligen Anwendungsort zu transportieren. Dabei weist der Anhängerkran 1 eine insbesondere in Leichtbauweise ausgeführte Tragkonstruktion K auf, an der ein in Leichtbauweise – insbesondere aus Aluminium – bestehender Ausleger 2 gehalten ist.
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Die Tragkonstruktion K weist dabei einen von einem Drehkranz 3 getragenen Unterbau 4 auf, der im Bereich einer Schwenkachse A mit dem Ausleger 2 verbunden ist.
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Der Drehkranz 3 ist dabei auf einem insgesamt mit 5 bezeichneten Tragrahmen so abgestützt, dass eine Schwenkbewegung um die vertikale Hochachse H möglich ist. Der Tragrahmen 5 weist zum bodenseitigen Bereich B hin ein insbesondere einachsiges Fahrgestell 6 und jeweilige in einer dargestellten bodenseitigen Bedienstellung befindliche Stützfüße 7, 8, 9, 10 auf (6). Für die Bewegung der nicht näher dargestellten Stellelemente im Bereich des Auslegers 2 sowie jeweiliger Stellzylinder 11 im Bereich der an jeweiligen Tragschenkeln 12 der Bodenstützen gehaltenen Stützfüße 7, 8, 9, 10 weist das System ein insgesamt mit 13 bezeichnetes Antriebssystem (3) auf.
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Die Stützfüße 7, 8, 9, 10 sind mittels des als Stellorgan vorgesehenen Stellzylinders 11 in die bodenseitige Bedienstellung (2, 6) verlagerbar, so dass für den in Arbeitsstellung (2) befindlichen Teleskop-Ausleger 2 eine stabil abgestützte Lage erreicht wird.
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Die erfindungsgemäße Ausführung des mobilen Anhängerkrans 1 mit den ”klappbaren Stützfüßen” im Bereich der Tragschenkel 12 zeichnet sich dadurch aus, dass eine in das Antriebs- und Bediensystem 13 des Anhängerkrans 1 integrierte Überwachungseinrichtung mit jeweiligen, die Stützkräfte im Bereich der Stützfüße 7, 8, 9, 10 unmittelbar aufnehmenden Sensoren S zusammenwirkt (4).
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Aus der Draufsicht gemäß 6 wird deutlich, dass die vier Stützfüße 7, 8, 9, 10 an einem jeweiligen Tragschenkel 12 angeordnet sind. Diese als Gleichbauteile konzipierten Tragschenkel 12 sind – ausgehend von einer im Wesentlichen vertikalen Transportstellung (3) – diagonal zueinander in eine gemeinsame Stützstellung ausklappbar (6) und aus dieser in die Transportstellung rückführbar (Pfeil C, 3).
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Aus der Zusammenschau von 3 und 6 wird deutlich, dass die an den Tragschenkeln 12 befindlichen Stützfüße im Nahbereich der bodenseitigen Auflageposition auch in eine jeweilige Auszugstellung gemäß Pfeil Z verlagert werden können (6). Diese Verlagerung erfolgt insbesondere von Hand und kann dabei an die jeweiligen Auflagebedingungen im Bereich des beispielsweise profilierten Bodens B angepasst werden. Dabei ist denkbar, sämtliche der Stützfüße 7, 8, 9, 10 in Auszugstellung Z zu verlagern (wie dargestellt) oder nur einzelne Stützfüße nach dem Abklappen der Tragschenkel 12 lagestabil zu fixieren. Es versteht sich, dass die Stützfüße 7, 8, 9,10 aus der jeweiligen, im Wesentlichen frei wählbaren Auszugstellung Z in Gebrauchslage nachfolgend von Hand in die Nichtgebrauchsstellung (6, 3) rückführbar sind.
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Für dieses gewichtsoptimale Konzept des Leichtbau-Anhängerkrans 1 ist vorgesehen, dass mittels eines eine Längen- oder Abstandsänderung nutzenden Sensors S die Stützkraft im Bereich einer insgesamt mit 14 bezeichneten Tragbaugruppe am jeweiligen Stützfuß 7, 8, 9, 10 erfasst wird (4). In vorteilhafter Ausführung ist zur Erfassung der Stützkraft F zumindest ein jeweiliger Dehnungsmessstreifen (DMS) als Aufnehmer 15 des Sensors S vorgesehen. Denkbar ist auch, für diese direkte Kraftmessung eine Sensorbaugruppe mit Widerstandsmessung oder kapazitiver Messung einzusetzen (nicht dargestellt).
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Die konstruktive Umsetzung des DMS-Messsystems sieht vor, dass in die jeweilige Tragbaugruppe 14 ein eine elastische Verformung auf das DMS-Element 15 übertragendes Tragelement 16 integriert ist. Aus der Einzeldarstellung dieses Tragelementes 16 gemäß 5 wird deutlich, dass das Tragelement 16 mit einer für das DMS-Element 15 einen optimalen Verformungsbereich vorgebenden Messprofilierung 17 geformt ist. In der dargestellten Ausführung ist das als ein Druckstempel mit zylindrischem Aufnahmeprofil 18 und kugelförmigem Auflageprofil 19 versehene Tragelement 16 im Bereich der Messprofilierung 17 mit Materialaussparungen 22 versehen, derart, dass im Bereich jeweiliger verbleibender Stege 20 optimale Verformungsbereiche für zumindest eines der hier vorgesehenen DMS-Elemente 15 vorgegeben sind (4).
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In einer weiteren Ausführung des Verformungs-Konzeptes ist denkbar, dass die Tragbaugruppe 14 des jeweiligen Stützfußes 7, 8, 9, 10 mit einem zusätzlich zum Tragelement 16 mit der Stützkraft F belastbaren und zumindest eines der DMS-Elemente 15 aufnehmenden zweiten Verformungskörper versehen wird (nicht dargestellt), so dass eine parallele und gezielt verformbare Zone für den Sensor S vorgegeben wird.
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Die technische Umsetzung der Bodenstützen mit Sensoren S im Bereich des Leichtbau-Anhängerkrans 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die an jeweiligen teleskopischen Teilbereichen der Tragschenkel 12 befindlichen Stützfüßen 7, 8, 9, 10 mit einem auf den Boden B auflegbaren Plattenteil 21 an der Tragbaugruppe 14 versehen sind. Dieses für eine Krafteinleitung – auch in unterschiedlichen Druckrichtungen D, D' – optimale Plattenteil 21 ist mittels der das verformbare Tragelement 16 für das DMS-Element 15 aufweisenden Tragbaugruppe 14 mit dem stirnseitigen Ende 23 des Tragschenkels 12 verbunden.
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Für die Signalübertragung – ausgehend vom DMS-Element 15 – sind entsprechende Verbindungsdrähte denkbar. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die vom DMS-Element 15 erzeugten Messsignale drahtlos zur Überwachungseinrichtung 13 übermittelt werden.
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In der dargestellten Ausführung ist das Sensorsystem S in einer ”offenen” Einbaulage zwischen Tragschenkel 12 und Plattenteil 21 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass diese Baugruppe oder zumindest Teile davon mit einer im Wesentlichen fluiddichten Abdeckung versehen sein können. Damit wird ein langzeitig stabiler Einsatz des Systems gewährleistet.
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In 7 und 8 sind weitere Details des Sensors S mit erfindungsgemäß platzierten DMS-Elementen 15 in der Einbaulage dargestellt. Ausgehend von einer optimierbaren Einbaulage des Tragelementes 16 mit kugelförmigem Auflageprofil 19 – in 4 und 7 – zeigt die Schnittdarstellung gemäß 8 jeweilige Hohlräume 22'. Diese die DMS-Elemente 15 umgebenden Hohlräume 22' sind vorteilhaft mit einem Deckelteil 24 verschlossen, so dass eine insbesondere fluiddichte Abdeckung des Systems erreicht ist. Diese Hohlräume 22' können ggf. auch mit einem Gießharz o. dgl. Kunststoff vergossen werden.
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Ausgehend von den beiden in 8 dargestellten DMS-Elementen 15 (es können auch vier oder mehr Elemente vorgesehen sein, 5) wird deren elektrische Verbindung über Leitungen 25, 26 zu einem Messverstärker 27 hin deutlich. Dieser ist seinerseits in einem Innenraum 29 des Sensors S gehalten. Der Innenraum 29 ist mit einer Deckkappe 28 (7) fluiddicht so abgedeckt, dass über jeweilige lösbare Schrauben 31, 32 die Deckkappe 28 abnehmbar und die elektrische Baugruppe zugänglich ist. Über einen Kabelanschluss 30 sind die DMS-Elemente 15 bzw. der Sensor S mit der Überwachungseinrichtung 13 des Anhängerkrans 1 verbunden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3605462 A1 [0003]
- DE 19653579 A1 [0003]
- EP 0779238 A1 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Prospekt der Firma Hermann Paus Maschinenfabrik GmbH, ”Skywalker”, Prospekt-Nr. 542402/F4; 2012 [0002]
