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Die Erfindung betrifft einen Verriegelungskopf für einen Teleskopierzylinder eines Teleskopauslegers mit mehreren Teleskopschüssen, umfassend ein Gehäuse, wenigstens einen im Gehäuse gelagerten Fixierungsbolzen zum Fixieren des Teleskopierzylinders an einem Teleskopschuss sowie einem auf der Gehäuseoberseite angeordneten Joch zur Betätigung eines Verriegelungsbolzens für die Verriegelung benachbarter Teleskopschüsse, wobei die Gehäuseoberseite dem Obergurt der Teleskopschüsse zugewandt ist.
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Gattungsgemäße Verriegelungsköpfe werden am Teleskopierzylinder eines Teleskopauslegers montiert. Der Teleskopierzylinder dient zum Ausschieben bzw. Einziehen einzelner Teleskopschüsse des Auslegers. Daran montiert ist ein Verriegelungskopf, der wahlweise mit den einzelnen Schüssen verbunden werden kann um diese zu bewegen. Ferner dient der Verriegelungskopf dazu, die Bolzenverbindung zwischen benachbarten Teleskopschüssen zu setzen bzw. zu lösen. Hierzu weist der Verriegelungskopf ein Joch auf, das eine klauenartige Aufnahme für den Ziehpilz des Verriegelungsbolzens hat.
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Der hier diskutierte Verriegelungskopf kommt bei Teleskopauslegern zum Einsatz, bei diesen der zu betätigende Verriegelungsbolzen stets am Obergurt des innen liegenden Teleskopschusses liegt.
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Für den Teleskopiervorgang muss der Teleskopzylinder zunächst mit dem zu teleskopierenden Schuss mittels des Fixierungsbolzens verbunden werden. Dazu muss der Telekopierzylinder so zum Schuss positioniert werden, dass der Fixierungsbolzen gesetzt und das Joch den Verriegelungsbolzen des Teleskopschusses greifen kann. Bislang kann die Steuerung bei Verriegelungsköpfen des Standes der Technik allerdings nicht erkennen, ob der Ziehpilz des Verriegelungsbolzens ordnungsgemäß innerhalb des Jochs liegt. Die Steuerung geht dann von einer ordnungsgemäßen Verrieglung aus, wenn der Jochantrieb verfahren wurde.. Es ist bislang also nur eine indirekte Überwachung des Verriegelungsbolzens bzw. der Position des Ziehpilzes möglich.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Verriegelungskopf zu entwickeln, der eine zuverlässigere Überwachung des Verriegelungsvorgangs zwischen zwei Teleskopschüssen ermöglicht.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Verriegelungskopf gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verriegelungskopfes sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird ausgehend von einem gattungsgemäßen Verriegelungskopf vorgeschlagen, auf der Gehäuseoberseite seitlich versetzt zum Joch wenigstens einen Sensor anzuordnen, der einen innerhalb des Jochs aufgenommenen Verriegelungsbolzens erfassen kann. Grundsätzlich genügt es, wenn die Sensorik die Existenz des Verriegelungsbolzens bzw. eines Teils des Verriegelungsbolzens zuverlässig detektieren kann. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Sensor zudem die Relativlage des Verriegelungsbolzens zum Sensor und damit zum Joch hinreichend exakt bestimmen kann. Die erfindungsgemäße dedizierte Sensorik gestattet es nun, ein innerhalb des Jochs positioniertes Objekt zuverlässig zu detektieren, idealerweise die korrekte Positionierung des aufzunehmenden Verriegelungsbolzens innerhalb des Jochs zu erkennen.
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Als geeigneter Sensortyp erweist sich bspw. ein Näherungssensor, der in geeignetem Abstand zum Joch, seitlich versetzt zu diesem montiert ist. Denkbar ist es, dass der Sensor den Verriegelungsbolzen direkt oder den Ziehpilz innerhalb des Jochs detektiert. Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Sensor ein Verbindungsglied zwischen Ziehpilz und Verrieglungsbolzen erfasst, insbesondere eine am Verbindungsglied angebrachte Markierung. Diese Markierung liegt bei einem mittels des Jochs aufgenommenen Ziehpilzes knapp oberhalb des Jochs, so dass auch der Sensor knapp über das Joch übersteht und sein Erfassungsbereich den Bereich oberhalb des Jochs abdeckt.
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Eine geeignete Markierung kann bspw. eine Schaltfahne sein, um gegebenenfalls die Detektionsfläche zu vergrößern und den Abstand zwischen Verbindungsglied und Sensor zu minimieren.
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Beispielsweise ist das Verbindungsglied eine Gewindestange, um den Ziehpilz am Verriegelungsbolzen zu verschrauben. Durch die Positionserfassung der Schaltfahne lässt damit auch der Einschraubzustand des Ziehpilzes relativ zum Verriegelungsbolzen erkennen und überwachen.
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Die Sensormontage am Verriegelungskopf kann bevorzugt mittels geeignetem Sensorhalter erfolgen. Der Sensorhalter ist beispielsweise ein plattenartiger Aufnahmekörper mit ein oder mehreren Öffnungen, Bohrungen, etc. zur Unterbringung der Sensorik. Der Sensorhalter ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.
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Die Befestigung am Verriegelungskopf kann über wenigstens eine Montagekonsole, insbesondere Montageblech erfolgen, das senkrecht stehend auf der Gehäuseoberfläche angebracht ist. Im Idealfall sind die ein oder mehreren Sensorhalter federnd am Montageblech gelagert um einen erforderlichen Mindestabstand zwischen Sensor und zu detektierenden Objekten sicherzustellen.
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Ferner ist es vorstellbar, dass am Montageblech wenigstens ein weiterer Sensorhalter zur Lagerung eines zusätzlichen Sensors vorgesehen ist. Ein zusätzlicher Sensor wird bspw. für die Erkennung der relativen Lage eines Teleskopschusses benötigt. Ein solcher Sensor kann im Idealfall den verbundenen Schuss eindeutig identifizieren. Der Zusatzsensor kann entweder am selben Sensorhalter oder aber an einem separaten, bspw. parallel zum ersten Sensorhalter ausgerichteten und am Montageblech gelagerten Sensorhalter aufgenommen sein.
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Bei den meisten Konstruktionen eines Verriegelungskopfes ist die Montage eines entsprechenden Sensors auf der Gehäuseoberseite aus Platzgründen kaum möglich, da zum einen die Zylinder des Jochantriebs nach oben aus dem Gehäuse herausragen und den Platz neben dem Joch einnehmen, zum anderen aber auch ein spezielles Führungselement für die Unterstützung der Jochbewegung in diesem Bereich vorgehalten wird. Vor diesem Hintergrund sind bei der vorliegenden Erfindung der Jochantrieb und/oder das Führungselement platzsparend konstruiert, um auf der Gehäuseoberseite ausreichend Bauraum für die Platzierung des Sensors zu schaffen.
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Zum einen kann gemäß bevorzugter Ausführung der Jochantrieb, bevorzugt in Form ein oder mehrerer Zylinder, besonders bevorzugt Hydraulikzylinder, tiefer oder nahezu vollständig in das Gehäuse eingelassen sein, um so Bauraum auf der Gehäuseoberseite zur Verfügung zu stellen. Unter Umständen genügt die Gehäusehöhe nicht zur vollständigen Unterbringung des benötigten Zylindergehäuses, das neben der Kolbenstange gegebenenfalls auch eine Rückstellfeder für die Kolbenstange aufnehmen muss. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, auf der Gehäuseunterseite ein oder mehrere zusätzliche Hülsen anzubringen, die insbesondere fluchtend mit der Mittelachse des Zylinders liegen und somit eine Erweiterung des verfügbaren Zylinderraums bilden. Insbesondere sind die Hülsen so gestaltet, um den zusätzlich benötigten Zylinderraum für die Aufnahme der Rückstellfeder der Kolbenstange bereitzustellen.
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Gemäß bevorzugter Ausführung kann das Joch eine Bodenplatte vorsehen, die wenigstens einen seitlichen Überstand zur Lagerung des Jochantriebes aufweist. Insbesondere dient der Überstand zur Befestigung ein oder mehrerer Kolbenstangen des Jochantriebes sowie gegebenenfalls wenigstens eines Sicherungselementes, das nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Gemäß weiter bevorzugter Ausführung der Erfindung ist wenigstens ein Führungselement zur Jochführung vorgesehen, das plattenartig mit entsprechenden Durchbrüchen für die Kolbenstangen des Jochantriebs ausgestaltet ist und unmittelbar auf der Gehäuseoberseite montiert ist. Denkbar ist ebenfalls eine teilweise Einbettung des Führungselementes in die Gehäuseoberfläche. Hierdurch wird ebenfalls weiterer Montageraum seitlich neben dem Joch frei.
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Der wenigstens eine Zylinder des Jochantriebs kann als einfach wirkender Zylinder ausgeführt sein. Eine Druckbeaufschlagung der Ringfläche führt zum Einfahren der Kolbenstange in das Gehäuse bzw. in den verfügbaren Zylinderraum vorzugsweise gegen die Kraft einer Rückstellfeder. Dadurch wird das Joch in Richtung der Gehäuseoberseite abgesenkt und ein im Joch aufgenommener Verriegelungsbolzen gezogen. Die innerhalb des verfügbaren Zylinderraums untergebrachte Rückstellfeder sorgt dafür, dass die Kolbenstange bei Druckreduzierung ausgefahren wird. Feder und Zylinder arbeiten demzufolge in gemeinsamer Wirkrichtung, wodurch ein optimierter Kraftfluss gegeben ist.
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Beispielsweise kann der Jochantrieb aus insgesamt vier Zylindern bestehen.
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Der Verriegelungskopf kann weiterhin vorteilhafterweise wenigstens ein Sicherungselement umfassen, das unmittelbar mit dem Joch verbunden ist und mit diesem synchron bewegt wird. Bei abgesenktem Joch (gezogenem Verriegelungsbolzen) wird dieses Sicherungselement gleichzeitig in das Gehäuse eingeschoben und erstreckt sich durch einen im Gehäuse vorgehaltenen Rückzugsraum des wenigstens einen Fixierungsbolzens zur Fixierung eines Teleskopschusses am Teleskopierzylinder. Das im Rückzugsraum befindliche Sicherungselement verhindert das Einziehen des Fixierungsbolzens und damit das Lösen des Teleskopschusses vom Teleskopierzylinder bei eingefahrenem Joch. Wird das Joch ausgefahren verlässt das Sicherungselement synchron den Rückzugsraum.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Sicherungselement ein spezielles Umfangsprofil mit ein oder mehreren Abflachungen in Umfangsrichtung umfassen. Ein solches Spezialprofil verhindert ein ungewolltes Verdrehen des Sicherungselementes relativ zum Gehäuse.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verriegelungskopf betrifft die vorliegende Erfindung zudem einen Teleskopausleger mit einer Vielzahl von teleskopierbaren Teleskopschüssen. Die Teleskopschüsse weisen zumindest teilweise Verriegelungsbolzen im Bereich ihrer Obergurte auf, wodurch diese in der gewünschten Teleskopierlänge miteinander verbolzbar sind. Der Teleskopausleger weist zudem wenigstens einen Teleskopierzylinder mit einem Verriegelungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung auf. Für den Teleskopausleger ergeben sich damit dieselben Vorteile und Eigenschaften, wie sie bereits vorstehend anhand des Verriegelungskopfes aufgezeigt wurden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird diesbezüglich auf weitere Ausführungen verzichtet.
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Zuletzt betrifft die Erfindung einen Kran, insbesondere einen Mobilkran, mit einem Teleskopausleger gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Nachfolgend sollen weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1: eine perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Verriegelungskopfes mit aufgenommenem Verriegelungsbolzen,
- 2: eine Vorderansicht des Verriegelungskopfes gemäß 1,
- 3: eine Detailaufnahme des Verriegelungskopfes im Bereich des Jochs und der Sensoranordnung,
- 4: eine Schnittdarstellung durch den Verriegelungskopf entlang der Mittenachse eines Zylinderpaares des Jochantriebs,
- 5: eine weitere Schnittdarstellung des Verriegelungskopfes entlang der Mittelachse der Fixierungsbolzen und
- 6: eine Seitenansicht des Verriegelungskopfes gemäß 1.
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1 zeigt eine vollständige Ansicht des erfindungsgemäßen Verriegelungskopfes, der üblicherweise an dem Zylinderrohr eines hier nicht gezeigten Teleskopierzylinder montiert ist. Über eine durch das Gehäuse 5 des Verriegelungskopfes durchgehende Bohrung 5a kann die Kolbenstange des Telekopierzylinders aufgenommen werden.
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Dargestellt ist ebenfalls der Verriegelungsbolzen 11 eines nicht gezeigten Teleskopschusses eines Teleskopauslegers für einen Kran, der zur Verbolzung benachbarter Teleskopschüsse des Auslegers im Bereich ihrer Obergurte dient. Zum Verbolzen der Schüsse muss dieser vertikal nach oben bewegt werden, das Lösen der Verbolzung erfolgt umgekehrt durch eine Vertikalbewegung des Bolzens 11 nach unten. Der Bolzen 11 steht über die Gewindestange 19 mit einem Ziehpilz 13 zur Bolzenbetätigung in Verbindung. Auf der Gewindestange 19 ist eine Schaltfahne 12 montiert.
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In der Darstellung gemäß den 1,2 und insbesondere der Detailaufnahme in 3 ist der Ziehpilz 13 zwischen den klauenartigen Wänden des Jochs 1 aufgenommen, das zur Bolzenbetätigung über zwei Zylinderpaare 3 zum Stecken und Lösen des Verriegelungsbolzens 11 ausgefahren bzw. auf die Oberseite des Gehäuses 5 abgesenkt werden kann. Die Wirkfläche A des Jochs 1 greift beim Ziehen des Verriegelungsbolzens am Ziehpilz 13 an, während die Wirkfläche B der Bodenplatte des Jochs 1 den Bolzen zur Verriegelung der Schüsse nach oben schiebt. Die Zylinder 3 des Jochantriebs sind dabei vollständig in das Gehäuse 5 eingelassen, wie dies insbesondere 4 zu entnehmen ist. Die Kolbenstangen 3b lassen sich senkrecht zur Gehäuseoberseite aus dem Gehäuse 5 ausfahren und stehen endseitig mit dem Joch 7 in Verbindung. Hierzu weist die Bodenplatte des Jochs 7 auf beiden Seiten einen seitlichen Überstand 1a auf, der mit passenden Bohrungen zur Verbindung der Kolbenstangen 3b des Jochantriebs versehen ist.
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Auf einer Seite des Jochs 7 ist in unmittelbarer Nähe ein Ziehpilzsensor 14 angeordnet, der nach dem Prinzip eines Näherungssensors arbeitet und die Position der Schaltfahne 12 in seinem Sensorbereich zuverlässig erkennen kann. Durch die Lageerfassung der Schaltfahne 12 relativ zum Sensor kann der Sensor 14 darauf schließen, dass der Ziehpilz 13 innerhalb des Jochs 7 liegt. Zudem lässt die erfasste Lage einen Rückschluss darauf zu, ob die Gewindestange 19 ordnungsgemäß in den Verriegelungsbolzen 11 eingedreht ist.
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Der Ziehpilzsensor 14 ist durch den gesonderten Sensorhalter 17 aus Kunststoff mittig aufgenommen und dadurch zentral und leicht oberhalb des Jochs 7 positioniert. Der Sensorerfassungsbereich deckt demzufolge die Fläche oberhalb des Jochs ab. Der Sensorhalter 17 ist über die Federelemente 23 federnd am senkrecht auf dem Gehäuse 5 stehenden Montageblech 16 gelagert. Die federnde Lagerung sichert den notwendigen Abstand des Ziehpilzsensors 14 zur Schaltfahne 12. Auf der gegenüberliegenden Seite des Montageblechs 16 ist zudem ein weiterer Sensorhalter 17 gelagert, der einen Spursensor 15 trägt, mittels dem ein über den Verriegelungskopf am Teleskopierzylinder aufgenommener Teleskopschuss erkannt und gegebenenfalls identifiziert werden kann.
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Um eine gute Führung der Jochbewegung sicherzustellen, ist das plattenartige Führungselement 4 platzsparend auf der Gehäuseoberseite angebracht. Die Kolbenstangen 3b des Jochantriebs erstrecken sich durch Bohrung des Führungselementes 4 hindurch. Das Führungselement 4 dient gleichzeitig zur Aufnahme des Montageblechs 16.
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Durch die platzsparende Anordnung des Führungselementes 4 und die vollständige Integration der Zylinder 3 des Jochantriebs in das Gehäuse 5 wurde überhaupt erst ausreichend Bauraum für die Anordnung des Sensorhalteblechs 16 mit den daran befestigten Sensorhaltern 17 und den entsprechenden Sensoren 14, 15 geschaffen.
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Der Aufbau eines jeden Zylinders 3 sieht die Kolbenstange 3b mit dem dort befestigten Kolben 3a vor. Weiterhin befindet sich innerhalb der Kolbenseitedes Zylinderraums 16 eine Rückstellfeder 6, deren Federkraft die Kolbenstange 3b entgegen der Ölkraft aus dem Zylindergehäuse nach oben drückt und dadurch dafür sorgt, dass das Joch 7 nach oben von der Gehäuseoberseite angehoben wird. Da der verfügbare Bauraum innerhalb des Gehäuses 5 jedoch begrenzt ist und der benötigte Zylinderraum für die Unterbringung der Rückstellfeder 6 die verfügbare Gehäusehöhe übersteigt, sind an der Gehäuseunterseite Hülsen 7 montiert, die mit der Zylinderachse fluchtend liegen und den verfügbaren Zylinderraum in Längsrichtung erweitern. Zu entnehmen ist dies beispielsweise der 4.
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Quer zur Arbeitsrichtung der Zylinder 3 und seitlich aus dem Gehäuse 5 des Verriegelungskopfes ragen die Fixierungsbolzen 9 hervor, die zur temporären Fixierung des Verriegelungskopfes bzw. des Teleskopierzylinders mit dem zu teleskopierenden Schuss dienen. Diese Bolzen 9 lassen sich seitlich aus dem Gehäuse 5 herausfahren und dementsprechend in die passenden Bolzenaufnahmen im Seitengurt des Teleskopschusses einführen.
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Wie dies ebenfalls der Schnittdarstellung der 4 zu entnehmen ist, ist für die Bolzen 9 auf jeder Seite des Gehäuses ein passender Rückzugsraum 21 innerhalb des Gehäuses 5 vorgesehen, in den die Bolzen 9 zum Lösen des Teleskopschusses vom Teleskopierzylinder verlagert werden können.
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Mit dem Joch 1 ist über den seitlichen Überstand 1a der Bodenplatte auf jeder Seite ein Sicherungselement 2 verbunden, das synchron mit der Jochbewegung in Vertikalrichtung verfahren wird. Ist das Joch 1 vollständig auf die Gehäuseoberseite abgesenkt, so ragt das Sicherungselement 2 in den Rückzugsraum 21 der Fixierungsbolzen 9 hinein, sodass diese in diesem Zustand nicht in das Gehäuse 5 bzw. den Rückzugsraum 21 zurückgezogen werden können. Ein Lösen der Fixierungsbolzen 9 vom Teleskopschuss wird in diesem Zustand, d.h. bei eingefahrenem Joch 7 verhindert. Eine seitliche Abflachung 8 am Sicherungselement 2 verhindert ein Verdrehen des Sicherungselementes 2 um seine Längsachse.
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Die separate Anordnung des Sicherungselementes 2 und dessen unmittelbare Verbindung mit dem Joch 1 führt ebenfalls dazu, dass auf der Gehäuseoberseite ausreichend Platz für die Sensoranordnung der Sensoren 14 und 15 geschaffen wird.
