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Kran Die Erfindung betrifft einen Kran mit einer am Boden abgestützten
Kranbasis zur Aufnahme einer waagerechten Lastplattform, die um eine erste senkrechte
Achse in Bezug auf die Kranbasis drehbar ist, mit einem schräg nach oben von der
Lastplattform aufragenden Hauptausleger, der an der Lastplattform um eine waagerechte
Achse schwenkbar angebracht ist und Hubeinrichtungen trägt, mit einem aufrechten
Stützausleger, der auf der Lastplattform befestigt ist, und mit einer Antriebs-
und Windeneinheit zur Betätigung der Hubeinrichtungen.
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Krane werden nach ihrer Hubleistung bei maximaler Auskragung unter
stabilen Bedingungen klassifiziert. Während Kippstabilität relativ leicht erreicht
werden kann bei feststehenden Konstruktionen mit Hilfe geeigneter Verankerungen,
treten erhebliche Probleme auf, wenn extrem schwere Lasten anzuheben und mit Hilfe
der Hubeinrichtung in großen Bögen bis zu und einschließlich 180° und mehr geschwenkt
werden müssen. Wenn die Beweglichkeit des Krans unter Last notwendig ist, werden
die Schwierigkeiten zur Erreichung der Stabilität stark vergrößert.
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Es ist bekannt, einen ausgestreckten, am Boden sich abstützenden Gegengewichtsarm
einem drehbaren Kran hinzuzufügen und so Stabilität zu erreichen und das Kippmoment
in dem Kran unter Last zu überwinden. Im allgemeinen läßt sich sagen, daß die Länge
des Armes und somit die seitliche Versetzung der Gegengewichtskraft die Hubleistung
des Krans bestimmt oder begrenzt.
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Bei einer bekannten Krankonstruktion ist ein selbsttätig drehbarer
Kran auf einem Fahrzeug montiert, das mit einem unbeweglichen, ausgestreckten Anhänger
versehen ist, der ein bewegliches Gegengewicht trägt, das veränderlich außerhalb
auf dem Anhänger angeordnet werden kann, wenn die angehobene Last eine Größe erreicht,
bei der die Gefahr eines Kippens des Fahrzeugkranes besteht. Bei dieser Konstruktion
ist der Betrieb auf einen kleinen Bogen begrenzt, über den der Kran gedreht und
die Last geschwenkt werden kann, wobei die Länge des Bogens auf jeder Seite abnimmt,
wenn die angehobene Last größer wird. Gelegentlich werden Ausleger verwendet, durch
die die Basis des Fahrzeugkrans vergrößert wird, jedoch schließen diese jede Bewegung
des Krans unter Last aus.
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Bei einem anderen bekannten Kransystem ist ein selbsttätig drehbarer
Kran vorgesehen, der einen Gegengewichts-Anhänger aufweist, der dem Fahrzeugrahmen
schwenkbar zugeordnet ist und in rechten Winkeln zu dem feststehenden Fahrzeug gegenüber
dem Kran unbeweglich angeordnet werden kann, wenn der Kran auf einer Seite des Fahrzeugs
ausgeschwenkt wird. Diese Anordnung stellt eine dreiarmige Basis für den schwenkbaren
Kran dar und gestattet
einen etwas größeren Bogen, über den die
Last geschwenkt werden kann, bevor ein Kippmoment auftritt. Wenn jedoch die Last
einmal so weit geschwenkt wird, daß dler Gegengewichtseffekt aufgehört hat, geht
die Stabilität verloren. Auch hier verringern sich bei zunehmenden Lasten der Schwenkbogen
und die seitlichen Bewegungsmöglichkeiten der Last.
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Bei einem anderen bekannten Kransystem mit Kranwagen trägt ein fahrbarer,
sich auf dem Boden abstützender Kran eine Drehplatte mit einem Hauptausleger und
einem Stütz ausleger;, die dort zusammen mit einer Antriebseinheit aus einer Antrifiebsguelle
und einer Winde vorgesehen sind und ein Heben der Last sowie eine relative Einstellung
des flauptauslegers und des Stützauslegers gestatten. Bei diesem System ist ein
/Gegengewicht auf einem Anhänger hinter und gegenüber dem Hauptausleger angeordnet.
Der Anhänger ist starr mit der Drehplatte verbunden. Henn der Bedienungsmann die
Drehplatte dreht, läuft der Anhanger in einem Bogen um die Drehachse herum. Die
erforderliche Kraft zur Bewirkung dieser Anhängerbewegung wird derselben Quelle
entnommen, die auch die Drehplatte dreht. Da das Gegengewicht üblicherweise schwer
ist und einen erheblichen Flächendruck über die bodenberührenden Elemente ausübt,
liegt es auf der Hand, daß ein erhebliches Drehmoment durch den Drehplatten-Antrieb
aufzubringen ist. Da weiterhin die Drehung der Drehplatte unter beträchtlichen Lasten
ein sehr schwieriger Vorgang sein kann, kann die zusätzliche Belastung durch das
Gegengewicht äußerst störend wirken. Ferner wird bei dieser Konstruktion das Gewicht
der Antriebseinheit durch die Kranbasis getragen und begrenzt deren Beweglichkeit.
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Demgegenüber gehört es zu den wesentlichen Merkmalen der Erfindung,
eine Kranbasis mit einer drehbaren Plattform zur Abstützung eines Hauptauslegers
und eines Stützauslegers mit großer Hubleistung zu versehen, die gegenüber einem
Kippen durch ein ausgleichendes, am Boden sich abstützendes, selbstfahrendes Fahrzeug
stabilisiert wird, das seitlich gegenüber der Drehachse versetzt ist und mit der
drehbaren Lastplattform
starr gekuppelt ist und somit diese und
ihre Last genau dreht, wenn sich das Fahrzeug um die Plattform herum bewegt.
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Die Kranbasis ist nicht notwendig beweglich, in der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung jedoch mit steuerbaren, sich am Boden abstützenden Einrichtungen wie
endlosen Ketten oder Mehrfachrädern versehen. Auf diese Weise kann die gesamte Krananordnung
mit und ohne Last über den Boden bewegt werden, so daß sich ihre Nutzbarkeit erhöht.
Die Bewegung kann mit der Kranbasis vor oder hinter dem Fahrzeug erfolgen, oder
die Kranbasis und das Fahrzeug können sich zugleich auf parallelen Bahnen in alle
radialen Richtungen von einem Ausgangspunkt aus bewegen.
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Weiterhin gehört es zu den Merkmalen der Erfindung, zum Gewichtsausgleich
gegenüber dem Hauptausleger und dessen Last das Gewicht der üblichen Antriebsquelle
und Winde vorzusehen, die zur Einstellung des Hauptauslegers und Stützauslegers
und zum Antreiben des Hubgetriebes des Kranes notwendig sind.
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Im einzelnen ist der erfindungsgemäße Kran gekennzeichnet durch die
Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten
Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Krans mit Gewichtsausgleich
im Betrieb; Fig. 2 ist eine Draufsicht des Krans der Fig. 1; Fig. 3 ist eine Seitenansicht
einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Krans; Fig. 4 ist eine Seitenansicht
einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Krans mit einer Abwandlung
der Anordnung des Hauptauslegers.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung trägt die flache, bodengetragene Kranbasis
10 die
waagerechte Lastplattform 12, die auf der Kranbasis befestigt und um die senkrechte
Achse 20-20 drehbar ist. Vorzugsweise ist die Kranbasis 10 beweglich, und sie kann
selbst angetrieben sein, und zwar gemäß der Zeichnung mit Hilfe von endlosen Ketten
14, die durch einen Antrieb 16 bewegt werden.
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Der Hauptausleger 18 ist schwenkbar auf der Lastplattform 12 angebracht
und kann um eine waagerechte Achse in verschiedenen, aufrechten Winkelstellungen
geneigt werden. Die teleskopischen Ausleger-Anschläge 19 stützen den Ausleger ab
und verhindern, daß der Ausleger ohne Last über die senkrechte Stellung hinaus bewegt
wird. Bei extrem schweren Lasten kann das Seilsystem 22 vierundzwanzig Seile von
31 mm oder noch größerem Durchmesser aufweisen.
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In seitlichem Abstand von der Kranbasis 10 ist die selbstangetriebene,
fahrbare Einheit 30 vorgesehen, die endlose Ketten 32 umfaßt und deren Antrieb 34
und Maschinenraum 36 auf einer Drehzapfenbasis 38 um eine senkrechte Achse drehbar
sind. Der Maschinenraum 36 kann einen Ausgleichs-Ballast 40 sowie nicht gezeigte
Antriebs- und Windeneinrichtungen enthalten, zu denen das Hauptseil 42 des Seilsystems
22 verläuft. Das Hauptseil 42 verläuft nach unten auf der Rückseite des Hauptauslegers
18 über eine Führung 44 und um eine Umlenkrolle 46 herum, die sich an der unteren
Rückseite des Hauptauslegers 18 befindet, und sodann zu dem Maschinenraum 36.
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Bei den meisten Einsatzfällen, bei denen schwere Lasten anzuheben
und um die Achse 20 der Lastplattform 12 zu schwenken sind, liegen die Ketten 32
der fahrbaren Einheit 30 so in Bezug auf die Kranbasis 10, daß die Einheit 30 in
einer Umfangsbahn um die Achse 20 beweglich ist. In anderen Fällen können die Ketten
der Einheit 30 mit der Kranbasis 10 ausgerichtet sein, so daß die gesamte Anordnung
mit oder ohne Last geradlinig bewegt werden kann.
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Der Querbaum 50 verbindet die Lastplattform 12 und die fahrbare Einheit
30 miteinander. Am Ende weist der Querbaum 50 ein Paar von im Abstand liegenden
Armen auf, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die schwenkbar an den waagerechten Achsen
52 und 54 angebracht sind. Diese Doppelverbindungen gestatten es, daß der Querbaum
50 aufwärts und abwärts geschwenkt wird, bewirken jedoch, daß beim Fahren der Einheit
30 auf den Ketten 32 in der Umfangsbahn um die Achse 20 ein Drehmoment zur Drehung
der Lastplattform 12 und damit zur Drehung des Hauptauslegers 18, der durch die
Lastplattform getragen wird, ausgeübt wird.
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Bei der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform, bei der der
Kran zum Heben extremer Lasten ausgelegt ist, ist es wünschenswert, einen Stützausleger
60 zu verwenden, der schwenkbar in der Achse 61 mit dem unteren Ende auf der Lastplattform
12 gegenüber dem Hauptausleger 18 befestigt ist. Der Stützausleger 60 ist in aufrechter
Winkelstellung hinter dem Hauptausleger 18 und etwa über dem Querbaum 50 und der
fahrbaren Einheit 30 angeordnet. Die Ausleger-Anschläge 63 dienen zur Begrenzung
der Bewegung des Stützauslegers 60. Das einstellbare Verankerungsseil 62 verbindet
die oberen Enden des Hauptauslegers 18 und des Stützauslegers 60, und das Verankerungsseil
64 erstreckt sich zwischen dem oberen Ende des Stützauslegers 60 und dem Haltebock
66, der auf der Rückseite des Maschinenraums 36 befestigt ist. Mit Hilfe der Verankerungsseile
62 und 64 wird das Gewicht der beweglichen Einheit 30 mit dem oberen Ende des Hauptauslegers
18 zum Gewichtsausgleich und zur Stabilisierung der durch das Seilsystem 22 angehobenen
Lasten verbunden.
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Wenn eine Last mit dem Kran der Fig. 1 angehoben wird und radial um
die Achse 20 in eine andere Stellung geschwenkt werden soll, wird der Antrieb der
Einheit 30 eingeschaltet.
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Wenn sich die Einheit 30 auf ihrer bogenförmigen Bahn um die Achse
20 bewegt, übt sie ein Drehmoment über den'Querbaum 50 auf die Lastplattform 12
aus und trägt diese. Aufgrund dieser Anordnung kann der Bedienungsmann der Einheit
30 den Kran um
die Achse 20 mit großer Genauigkeit und Sicherheit
schwenken.
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Während sich die Einheit 30 bewegt, dreht sich der Stützausleger 60
ebenfalls, und der Verankerungseffekt und das Gegengewicht der Einheit 30 in Bezug
auf den auptausleger 18 bleiben unverändert.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 1 beträgt der Winkel A zwischen dem
Hauptausleger 18 und dem Verankerungsseil 62: 550 der Winkel B zwischen dem Stützausleger
60 und dem Verankerungsseil 62: 66,5° der Winkel C zwischen dem Hauptausleger 18
und dem Seilsystem 22: 14,50 der Winkel D zwischen dem Stützausleger 60 und dem
Verankerungsseil 64: 440.
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Das Gewicht der Kranbasis 10 sei mit 150 t und das Gewicht der Einheit
30 mit 250 t angenommen. Bei einer Last von 500 t beträgt die Druckkraft auf den
Hauptausleger 18 597 t und die Druckkraft auf den Stützausleger 60 204 t. Das Verankerungsseil
62 hat eine Zugkraft von 200t aufzunehmen. Die Gesamtbelastung des Bodens unter
der Kranbasis 10 ist zu 900 t berechnet worden, die angesichts der großen Fläche
der Ketten 14 eine Belastung von etwa 2,8 kg/cm² ergeben. Unter den gezeigten Bedingungen
liegt der Lastschwerpunkt etwa 10,5 m außerhalb der Achse 20.
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Der Querbaum 50 ist in Fig. 1 und 2 im Querschnitt ebenso dargestellt
wie der Hauptausleger 18 und der Stützausleger 60.
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Alle diese Teile können durch die Hinzufügung gleicher Zwischenteile
mit gleichem Aufbau verlängert werden. Beispielsweise kann in den Querbaum 50 ein
Ahschnitt eingesetzt werden, so daß die Gewichtsausgleichs-Einheit 30 nach außen
in Bezug auf die Kranbasis 10 um einen größeren Abstand versetzt ist und folglich
einen größeren Gewichtsausgleichseffekt erzielt.
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Das Verankerungsseil 62 ist längeneinstellbar mit Hilfe des Verankerungsseils
64 veränderlicher Länge. Eine Verlängerung des Verankerungsseils 62 verringert den
Winkel A und vergrößert den Winkel C und damit die Reichweite des Hauptauslegers
18. Wenn die Last wiederum 500 t beträgt, kann es notwendig sein, den Ausgleichseffekt
der Einheit 30 zu verstärken. Dies kann erreicht werden durch Hinzufügung zusätzlichen
Ballasts 40 oder durch Verringerung des Querbaums 50 oder durch beide Maßnahmen.
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Verschiedene andere Einstellvorgänge, die üblicherweise bei Kränen
durchgeführt werden, können ebenfalls zur Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen
vorgenommen werden. Eine Vergrößerung des Winkels D führt zu einem vorteilhaften
Ergebnis.
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Diese Maßnahme hat zur Folge, daß eine größere Druckkraft auf den
Querbaum 50 ausgeübt und die proportionale Druckkraft auf den Stützausleger 60 verringert
wird.
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Bei der alternativen Anordnung gemäß Fig. 3 tragen die Kranbasis 10
und ihre Latplattform 12 einen verlängerten Hauptausleger 78, der durch das obere
Verankerungsseil 62 getragen wird, das sich zur Spitze des Stützauslegers 80 erstreckt,
der seinerseits ebenfalls verlängert ist. Der Stützausleger 80 wird ebenfalls auf
der Lastplattform 12 abgestützt. Das Verankerungsseil 64 erstreckt sich zwischen
dem Haltebock 66 auf dem Maschinenraum 36 der Einheit 30 und dem oberen Ende des
Stützauslegers 80. Die Anschläge 63 erstrecken sich von der Einheit 30 zu der Rückseite
des Stützauslegers 80.
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üblicherweise können folgende Abmessungen für die Anordnung der Fig.
3 verwendet werden: Länge des Hauptauslegers 78: 102 m Länge des Stützauslegers
80: 78 m Winkel A: 40° Winkel B: 620 Winkel C: 600 Winkel D: 160 Last 50 t
Reichweite
(Abstand der Mitte der Kranbasis 10 von der Lastmitte): 90 m Druckkraft auf den
Hauptausleger 78: 96,3 t Druckkraft auf den Stützausleger 80: 24 t Zugkraft im Verankerungsseil
62: 73,5 t Zugkraft im Verankerungsseil 64: 250 t Mit der Anordnung der Fig. 3 ist
es möglich, die beträchtliche Last von 50 t bei einer Reichweite von 90 m anzuheben
und mit großer Genauigkeit in einer sehr großen bogenförmigen Bahn zu handhaben
und zu schwenken.
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Gemäß Fig. 4 trägt die Kranbasis 90 eine drehbare Lastplattform 91,
in deren Achse der Hauptausleger 92 montiert ist. An einer Seite ist die selbstangetriebene,
fahrbare Einheit 93 über den Querbaum 94 mit der Lastplattform 91 verbunden. Ein
Ballast-Behälter 95 befindet sich auf der Einheit 93 und kann als Gegengewicht im
Bedarfsfalle mit Wasser, Metallkugeln oder Sand beladen werden. Der Stützausleger
96 ist in der Achse 97 schwenkbar mit der Lastplattform 91 verbunden und verläuft
in einem Winkel hinter dem Hauptausleger 92 und oberhalb des Querbaums 94. Verankerungsseile
98 verbinden das obere Ende des Stützauslegers 96 mit der Einheit 73, so daß die
Last der Einheit stabilisierend in abwärtsgerichteter Richtung einwirkt. Das Verankerungsseil
89 erstreckt sich zwischen den oberen Enden des Hauptauslegers 92 und des Stützauslegers
96, und das Verankerungsseil 99 verläuft zu einer Windentrommel 101 der Antriebseinheit
100, die auf dem Querbaum 94 in dessen Endbereich neben der Einheit 93 vorgesehen
ist. Das Hauptlastseil 102 verläuft von dem Flaschenzug 103 zum Anheben der Last
über Führungen 104 und 105 zu der Windentrommel 106 der Antriebseinheit 100. Die
Ausleger-Anschläge 107 und 108 erstrecken sich zwischen dem Querbaum 94 einerseits
und dem Hauptausleger 92 und dem Stützausleger 96 andererseits. Der Querbaum 94
kann aus zwei Teilen bestehen und im Punkt 110 schwenkbar sein, so daß die Kranbasis
90 und die Einheit 93 in gewissem Umfang in Bezug aufeinander um die Längsachse
des Querbaums 90 drehbar
sind. Es mag einen Eindruck von der Größe
der Vorrichtung der Fig. 4 vermitteln, daß der Abstand zwischen der Achse der Lastplattform
91 und dem Drehzentrum der selbstangetriebenen Einheit 93 in der Größenordnung von
18 m liegt.
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Ein Kran gemäß Fig. 1, 2 und 4 kann schwere Lasten anheben und schwenken,
die bis zu etwa 500 t betragen, und zwar wegen des Ausgleichseffektes der fahrbaren
Einheit und deren Fähigkeit, ein Drehmoment zur Drehung des Elauptauslegers unter
Last mit großer Genauigkeit und Sicherheit auszuüben.
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Ein Kran gemäß Fig. 5 kann beträchtliche Lasten bis zu etwa 50 t in
großer Reichweite anheben und seitlich über einen vollen Kreis schwenken, und zwar
aufgrund des Ausgleichs- und Stabilisierungseffektes der fahrbaren Einheit und des
Fehlens von Verankerungseinrichtungen, die andernfalls die Bewegungen behindern.
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Der allgemeine Gedanke der Erfindung kann gesehen werden in der Kombination
eines steifen Querbaumes zwischen dem drehbaren Teil einer den Hauptausleger drehbar
tragenden Kranbasis und einer im Abstand liegenden, selbstangetriebenen, fahrbaren
Einheit, die als Gegengewicht für den Hauptausleger und zu dessen Drehung dient.
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Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Anordnung in Bezug auf die Schwenkstellung
des Hauptauslegers und des Stützauslegers.
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Eine alternative Anordnung mit einer Schwenkung des Hauptauslegers
und des Stützauslegers um eine gemeinsame Achse ist in Fig. 4 gezeigt.
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Die Torsionsfreiheit des Querbaumes im Punkt 110 in Fig. 4 ist ebenfalls
mit der Bezugsziffer 53 in Fig. 1 und 51 in Fig. 3 angeordnet. Auf diese Weise kann
das Gestänge sich an verschiedene relative waagerechte Anordnungen anpassen, die
sich zwischen den Einheiten 93 und 90 (Fig. 4) bzw. 10 und 30 (Fig. 1 und 3) ergeben,
wenn sich die selbstangetriebene Einheit über unebenen Boden bewegt und derart gekippt
wird,
daß Torsionskräfte auftreten, die bestrebt sind, den Querbaum
um seine Längsachse zu drehen.