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Die Erfindung betrifft einen Mobilkran mit einem angetriebenen Unterwagen und einem drehbar darauf angeordneten Oberwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Stand der Technik
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Mobilkrane sind gängige Maschinen zum Heben von Lasten und werden regelmäßig auf öffentlichen Straßen zwischen den Einsatzorten verfahren. Dadurch sind sie den gesetzlichen Vorgaben bezüglich, Abmessungen, Achslasten und auch Emissionen, speziell Abgasemissionen, unterworfen. Stetig verschärfte Auflagen führen zu steigendem Raumbedarf für Motor, Kühler und Abgasnachbehandlung. Gleichzeitig wird eine Reduzierung der Achslast und auf der Baustelle gut manövrierfähige Mobilkrane bei gleichzeitig hoher oder steigender Traglast gefordert. Die Abmessungen der Mobilkrane lassen sich aufgrund der Zulassungsvorschriften nicht beliebig gestalten und führen in Kombination mit den oben aufgestellten Forderungen zu technisch nicht immer optimalen Kompromissen. Die Zukunftsfähigkeit älterer Mobilkrane ist gering wegen deren begrenzten Nachrüstbarkeit auf strengere Abgasnormen.
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Aus der Hafentechnik sind schienengebundene Krane bekannt, die emissionsfrei über Kabel mit Strom versorgt werden. Diese Krane sind typischerweise an feste Verfahrwege gebunden und besitzen aufgrund ihrer limitierten Kabellänge einen definierten Einsatzraum.
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Aus der Firmenzeitschrift LBC-141-B-04/80-5.d ist ein Turmdrehkran mit horizontalem Ausleger und Laufkatze bekannt, der auf ein selbstfahrendes Raupenfahrwerk aufgesetzt und damit frei verfahrbar ist. Der Antrieb besagten Raupenfahrwerks erfolgt über eine dieselelektrische Kraftquelle mit Batterien. Das Raupenfahrwerk ist mit rund 5 m Transportbreite und einer Geschwindigkeit von etwa 0.5 km/h nur für Fahrten am Einsatzort vorgesehen. Der Fahrantrieb ist mit den üblichen Emissionen verbunden.
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Aus der
DE-AS 1 231 867 ist ein für den Straßenverkehr geeigneter Mobilkran bekannt, der aus einer Sattelzugmaschine und einem als Sattelauflieger gestalteten Unterwagen mit einem drehbar darauf angeordneten Oberwagen besteht. Der Oberwagen ist mit einem wippbaren Hauptausleger und einer Kabine für den Kranführer sowie einem Gegengewicht versehen. Der Kran wird elektrisch betrieben, der dafür benötigte Strom wird von einem Dieselmotor mit einem von diesem angetriebenen Generator geliefert. Die Sattelzugmaschine ist nicht näher beschrieben und wird offensichtlich konventionell mit einem Verbrennungsmotor angetrieben. Fahr- und Kranbetrieb sind mit den üblichen Emissionen verbunden.
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Aus dem Patent
DE 199 48 831 B4 ist ein für den Straßenverkehr geeigneter Mobilkran bekannt, der einen kombinierten Antrieb aus dieselelektrischer Stromquelle und Batterien zum Puffer von Verbrauchsspitzen benutzt. Dadurch wird der Dieselmotor in einem für Emissionen günstigen Betriebszustand gehalten. Generator und Batterien sind im Gegengewicht am Oberwagen angebracht. Der Mobilkran ist bei Abnahme des Gegengewichts zur Gewichtsreduzierung immobil.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen emissionsarmen und im Idealfall emissionsfreien, Mobilkran anzugeben, der uneingeschränkt und ohne Vorgabe eines bestimmten Weges am Einsatzort verfahren und Arbeiten ausführen kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Mobilkran mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die Erfindung schlägt einen Mobilkran vor mit einem Unterwagen der einen Fahrantrieb, beispielsweise Räder oder Raupenketten, aufweist und einem drehbar darauf angeordneten Oberwagen, an dem ein wippbarer Hauptausleger, eine Fahrerkabine und bei Bedarf ein Gegengewicht angeordnet ist, wobei der Fahr- und Kranbetrieb mittels mindestens eines Elektromotors erfolgt. Die Stromquelle zur Energieversorgung für den Fahr- und Kranbetrieb ist hierbei ein Speichersystem für elektrische Energie, beispielsweise eine wieder aufladbare Batterie. Zur optimierten Nutzung von frei werdender elektrischer Energie beispielsweise aus Abbrems- oder lastsenkenden Vorgängen werden Kondensatoren verwendet, die ebenfalls zur Stromversorgung herangezogen werden. Vorteilhafterweise sind die Batterien so am Mobilkran angeordnet, dass sie den Raumbedarf der tragenden Struktur nur wenig beschränken und die Standsicherheit des Mobilkrans vergrößern, beispielsweise hinter der Drehmitte des Oberwagens. Durch den Wegfall der mechanischen Komponenten zwischen Kraftquelle und Fahrantrieb, sind die Komponenten sehr frei im Mobilkran anordenbar. Dadurch vereinfacht sich zudem der Aufbau des Mobilkrans hinsichtlich seiner Traglast und verbessert seine Schwerpunktlage. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Anordnung der Batterie am Oberwagen oder im Unterwagen das Gesamtgewicht des Mobilkrans durch zeitweiliges Entfernen des Gegengewichts verringert wird, ohne seine Mobilität einzuschränken oder seine Emissionen zu erhöhen. Dadurch ist der Fremdtransport vereinfacht und die Brücken- und Straßenbelastung bei Fahrten unter eigener Kraft durch die niedrigeren Achslasten verringert.
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Lösungsgemäß wird also mindestens ein Elektromotor als Antrieb verwendet und für die Energieversorgung für den Fahr- bzw. Kranbetrieb ein Energiespeicher, vorzugsweise eine Batterie, verwendet, die mittels elektrischer Leiter, beispielsweise Kabeln, mit dem oder den Elektromotoren verbindbar ist. Die Aufladung des Energiespeichers erfolgt bevorzugt über externe und emissionsfreie Stromquellen, beispielsweise durch Netzstrom. Eine Variante wäre die Aufladung durch eine zusätzliche, interne Stromquelle, beispielsweise durch einen Verbrennungsmotor mit Generator oder eine Brennstoffzelle, um die Nutzungsdauer des Mobilkrans ohne externe Stromquelle zu verlängern. Vorzugsweise erfolgt der Fahrantrieb durch elektrisch antreibbare Motoren, beispielsweise Radnabenmotoren bei Mobilkranen mit Radantrieb oder am Antriebsturas bei Mobilkranen mit Kettenlaufwerk.
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Ausführungsbeispiel
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In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäß ausgebildete Fahrzeugkran näher erläutert. Es zeigen:
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1 in einer Seitenansicht einen Mobilkran in konventioneller Bauweise.
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2 in einer Seitenansicht einen Mobilkran mit elektrischem Antrieb.
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3 ein Schemabild des elektrischen Antriebs.
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In 1 ist in einer Seitenansicht ein Mobilkran in konventioneller Bauweise dargestellt. Er besteht aus einem Unterwagen 1, mit mindestens zwei Achsen 2, 2', 2'' und einem auf dem Unterwagen 1 drehbar angeordneten Oberwagen 3. Am Oberwagen 3 sind angeordnet ein Hauptausleger mit Grundkörper 4 und mindestens einem teleskopierbaren Auslegerschuss 5, 5', 5'', wobei am Kopfschuss 6 Rollen zur Führung des hier nicht dargestellten Hubseils angeordnet sind. Am Oberwagen sind weiterhin eine Kabine 12 für den Kranführer und ein Gegengewicht 7 angeordnet. Der Fahrantrieb besteht aus einem üblichen Dieselmotor 8 mit angeflanschtem Getriebe 9. Das Getriebe 9 ist über eine Gelenkwelle 11 mit einem Verteilergetriebe 10 verbunden. Vom Verteilergetriebe führen Gelenkwellen 14, 14', 14'' zu den angetriebenen Achsen 13, 13', 13'' im vorderen und hinteren Teil des Mobilkrans.
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In 2 ist in einer Seitenansicht ein Mobilkran mit emissionsfreiem Antrieb dargestellt. Wesentlich dabei ist, dass die Batterie so angeordnet ist, dass sie in jedem Rüstzustand mit dem Mobilkran verbunden ist und somit seine Mobilität und Arbeitsfähigkeit sicherstellt. Der emissionsfreie Antrieb besteht aus einer Batterie 20, die über Kabel 21 und eine geeignet ausgebildete Drehdurchführung 22 mit einer Leistungselektronik 23 verbunden ist. Die Leistungselektronik verteilt die in der Batterie gespeicherte elektrische Energie über Kabel 24, 24' auf Elektromotoren 25, 25'. In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit ist am Oberwagen zusätzlich eine Brennstoffzelle 26 oder einen Verbrennungsmotor mit gekoppeltem Generator angeordnet, die über Kabel 27 mit der Leistungselektronik verbindbar ist. In diesem in 2 dargestellten Beispiel sind nur die erste und die letzte Achse des Mobilkrans mit einem Elektromotor mechanisch verbunden. Alternativ ist es auch möglich, jede Achse mit einem Elektromotor anzutreiben oder die Anzahl der angetriebenen sowie der nicht angetriebenen Achsen zu erhöhen oder zu verringern. Alternativ ist es auch möglich, jedes einzelne Rad mit einem Elektromotor in oder nahe der Radnabe anzutreiben, wobei die Elektromotoren über Kabel mit der Leistungselektronik verbunden sind.
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In 3 zeigt beispielhaft ein Schemabild des elektrischen Antriebs. Der in der Batterie 20 gespeicherte Strom wird über Kabel 22 einer Leistungselektronik 23 zugeführt, die den Strom über Kabel 24, 24' weiterleitet an zwei Elektromotoren 25, 25'. In diesem in 3 dargestellten Beispiel ist für jede angetriebene Achse 2, 2'' ein Elektromotor vorgesehen, der mechanisch mit einem Ausgleichsgetriebe 28, 28' verbunden ist. Alternativ ist es auch möglich, in jedem Rad einen elektrisch antreibbaren Radnabenmotor anzuordnen und ihn über Kabel mit der Leistungselektronik 23 zu verbinden. In einer weiteren Alternative ist es möglich, jedes Rad über einen mit ihm in der Nähe angeordneten Elektromotor über Gelenkwellen zu verbinden. Die Brennstoffzelle 26 oder der Verbrennungsmotor mit gekoppeltem Generator ist ebenfalls über Kabel 27 mit der Leistungselektronik 23 verbunden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1231867 [0005]
- DE 19948831 B4 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Firmenzeitschrift LBC-141-B-04/80-5.d [0004]
