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Turmkran
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Die Erfindung bezieht sich auf Turmkräne, insbesondere auf Turmkräne
mit horizontalem Ausleger und Laufkatze.
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Turmkräne werden zum Bewegen von Lasten in horizontaler und vertikaler
Richtung benutzt, z. 3. auf Baustellen bekannte Turmkräne mit horizontalem Ausleger
und Laufkatze, sowie auch Turmkräne mit Hadelausleger oder Kuickausleger, haben
das gemeinsame Merkmal, daß die Tragfähigkeit des Kranes t wachsendem Abstand des
Hebeortes zur Turmmitte progressiv sinkt. Es ist ein Turmkran mit teleskopischem
Ausleger be= kannt gemacht worden (BRD 24 31 293), der diesem Nachteil be= gegnen
sollte.
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Tatsächlich wird durch die Verkürzung des überhängenden Aus= legers
eine geringe Verbesserung der Tragfähigkeit erreicht, die jedoch in keinem Verhältnis
zum zusetzlichen konstruktivem Aufwand steht. Der Kran wird durch diese Modifizierung
schwe= rer, komplizierter und teurer. Die erhöhung der Tragfähigkeit bezieht sich
nur auf den mittleren Teil des Auslegers, wohin= gegen im vorderen Teil des Auslegers
eine Minderung der Trag fähigkeit, durch die besondere jonstruktion und das erhöhte
Eigengewicht bedingt, eintritt.
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Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits die Trag= fihitfrkeit
eines Turmkranes wesentlich zu steigern, ohne da= durch andererseits das Eigengewicht
des Gerätes zu erhöhen und somit die Mobilität zu mindern, sondern vielmehr auch
noch das Materialgewicht im Verhältnis zum Hublastgewicht zu senken, so daß ganz
allgemein die ;Wirtschaftlichkeit des Gerätes gestei= gert und die Einsatzmöglichkeiten
erweitert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Turmlcran
mit horizontalem Ausleger der Abstand der Lauf= katze, des Gegengewichtes und der
Auslegerspitzen sowohl zuein= ander, als auch zur Mitte der Zentralsäule bezogen,
verändert wird, indem Arbeitsausleger und Gegenausleger einer konstruk= tiven Einheit
verschmolzen und über eine geeignete Führung, z.
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B. den Laufkatzschienen, am oberen Ende der Zentral säule über der
Bedienungskanzel verschoben wird. Dies geschieht in einer Halterung, die z. B. aus
ollen und Gegenrollen gebildet wer= den kann. Wird fiir die Laufkatzschienen z.
B. ein T- bzw. Dop= pel-T-Profil verwendet, so kann die innere Spur für Laufkatze
und Gegengewicht und die äußere opur zur Führung des Auslegers dienen, wobei die
Laufkatze oder des Gegengewicht mindestens bis in die Mitte des Turmes verfahren
werden könnten. Wird z.
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B. dann für das Gegengewicht abweichend eine eigene Laufschie= ne
im Auslegerprofil oder auf dem Ausleger obenauf vorgesehen, so können die beiden
Auslegerarme wüjlweise Arbeitsausle ger bzw. Gegenausleger werden, indem Laufkatze
und Gegengewicht auch gänzlich auf die Jeweils gegenüber liegende eite ver= schiebbar
sind.
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Wesentlicher Vorteil dieser Lösung ist die erhöhte Nutztrag= fähigkeit
des Auslegers (und dadurch des gesamten Turmkranes) durch die Anpassung der Auslegerlänge
an den Lastabstand: Das sonst überhängende Auslegerstück wird auf die Gegenseite
ver= schoben und dadurch das Kippmoment verringert und die Trag= fähig des Auslegers
erhöht. Einen weiteren wesentlichen Vor= teil bildet die Verfahrbaikeit von Laufkatze
und Gegengewicht, die fiir alle nicht die maximale Tragfähigkeit erfordernden Lastfälle
eine schnelle Anpassung des Kranes an das zu erwar= tende Kippmoment ermöglichen,
ohne den ausleger über eine baustellenspezifische Vorzugsstellung ainaus verschieben
zu
müssen. Durch die Verschiebbarkeit des Gegengewichtes können
die auftretenden Biegemomente im Turm besonders klein ge= nalten werden, d. h. es
treten in der Praxis nur Druckbelas= tungen auf. Deshalb können Zentral säule und
Kugeldrehverbin= dung vorteilhafterweise leichter und billiger dimensioniert werden.
Außerdem dürfte sich der wegfall der Biegemomente ins= gesamt sehr verschleißmindernd
auswirken, sowie auch höhere Turmkonstruktionen erlauben. Der besondere Vorteil
der Aus= tauschbarkeit von Arbeits- und Gegenausleger ergibt sich bei Einsatzfällen
mit eingeschränktem Schwenkbereich, wobei dieses Handikap einfach durch Verfahren
von Laufkatze und Gegenge= wicht elegant gelöst wird.
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In einer erweiterten Aufgabenstellung wird die Laust ellen- bzw.
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Straßenverfahrbarkeit des Kranes angestrebt. Dies geschiet in Fortführung
der Erfindung, indem die Verschiebbarkeit des Auslegers dahingehend genutzt wird,
daß der Ausleger in Mittelstellung verfahren wird, damit dieser gleichsohenklig
am 'l'urm abgekkappt werden kann. Zu diesem Zwecke wird der Ausleger 3-teilig ausgebildet
und mit Schanieren versehen, sowie mit entsprechenden Seilzägen für den Klappmechanismus
ausgestattet.
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Das Gegengewicht kann wahlweise auf den Fahrchassis, das den gesamten
Turrnkran trägt, oder auf einem separaten Fahrgestell abgesetzt werden. Der Turm
selbst kann dann in bekanilter Weise als ieleskopturm ausgebildet sein, der eingefahren
und mit angeklappten Auslegern auch ohne Schienen auf der Baustelle verfahren wird.
Für den Straßenverkehr wird die ganze zusammengefaltete Turmkonstruktion mittels
eines verschiebbaren Scharniers und einer Hilfswinde auf dem Bahrchassis, das sowohl
selbstfahrend als auch als Anhängerfahrzeug ausgebildet sein kann, verschoben und
umgelegt.
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Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß der Kran in zusammengeklappten
Zustand an verschiedenen Einsatzorten verfahren werden kann, ohne daP. erhebliche
Zeitverluste durch vollständiges auf- und abbauen entstehen.
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Eine zusätzliche erweiterte Aufgabenstellung besteht darin, den Kranführer
von dem komplexen Problem der Krananpassung an das zu erwartende Kippmoment und
der daraus resultierenden Koordination der möglichen bewegungen von Ausleger, Gegengewicht
und Laufkatze zu entlasten.
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Dies wird dadurch gelöst, indem eine Steuerungseinrichtung, bestehend
aus einem Meßwertgeber, einer nachgeschalteten Einrichtung zur Berechnung des zu
erwartenden Kippmomentes, sowie davon abhängigen Sicherungs-, Sperr- und Auswahleinrichtungen
zur Steuerung und Koordinierung der Bewegungen des Auslegers, des Gegengewichtes
und der Baufkatze, Eingebaut wird. Als Meß= wertgeber werden Piezoide eingesetzt.
Der Vorteil einer derart integrierten Steuerung besteht darin, daß Lenkung und Nutzung
des Kranes, trotz zusätzlicher Variablen, nicht erschwert wird, und Unfälle durch
Oberbelastungen oder menschliches Versagen vermieden werden.
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Die Erfindung wird nun anhand einer bevorzugten Ausführungs= beispieles
in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt.
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Dabei zeigen: Fig. 1 ein Belastungsdiagramm eines konventionellen
Kranes, Fig. 2 eine Verteilungskurve der Lastspiele, Fig. 3 das Belastungsdiagramm
des erfindungsgemäßen Kranes, Fig. 4 einen erfindungsgern inen Kran in Arbeitsstellung,
Fig 5 den Turmkran gemäRJ Fiir. 4 zusammengeklappt zum Verfahren auf der Baustelle,
Fig. 6 den Kran gemß Fig. 4 und 5 liegend zum Straßentrans= port, Fig. 7 ein Detail
der Verschiebelagerung des Auslegers, darge= stellt nach Linie VII - VII in Fig.
4, Fig. 8 ein anderes Beispiel einer Verschiebelagerung, sowie Fig. 9 ein ftrbeitsschema
ne Steuerung des erfindungsgemaßen Turmkrane 5.
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Die Fig. 1 zeigt ein Bel ungsdiagramm wie es für bekannte Turmkräne
typisch ist. Die Kurve wird dadurch gebildet, daß
senkrecht die
maximal zulässige Belastung (in Tonnen) waage= recht dem jeweiligen Lastabstand
vom Turm (in Meter) zuge= ordnet wird.
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Die Fig. 2 zeigt eine Häufigkeitskurve, die dadurch entsteht, daß
horizontal die Entfernung der Lastfälle vom Turm (in Mea tern) gemessen und vertikal
die Zahl (n) der Lastfälle reis.
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triert wird.
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Die Fig. 3 zeigt ein Belastungsdiagramm wie es von einem er= findungsgemäßen
Kran erreicht wird. Dabei gelten die gleichen Maßstäbe wie in Fig. 1.
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Die Fig. 4 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines er findungsgemäßen
Turmkranes in Arbeitsstellung. Auf einem Fahr= chassis 1 ist die Zentralsäule 2,
bestehend aus dem Standge= stell 2a und den Teleskopteilen 2b und 2c, durch die
Verschie= be- und Schwenkvorrichtung 16 stehend gehalten. Entsprechend der Richtung
des Pfeiles unter der Schwenkvorrichtung 16 kann der Kran, wie in Fig. 6 gezeigt,
verschoben und umgelegt wer= den. über dem Zentralsäulenteil 2c ist ein sich nach
oben ver breiternder Turmteil, der nützlicherweise gleichzeitig auch die Bedienungskanzel
4 enthält, durch die Drehkranzverbindung 3 verschwenkbar angeordnet, wie durch Pfeil
E angedeutet. Da= rüber befindet sich die Verschiebelagerung 5, auf die noch bei
der Erläuterung der Fig. 7 eingegangen wird, in der der Ausle= ger 6, der aus dem
Gegenausleger 6a, dem Mittelteil 6b und dem Arbeitsausleger 6c gebildeldet wird,
in Pfeilrichtung A ver= schiebbar ist. Die Auslcgerspitzen 6' sind Bezugspunkte
zur Abstandsermittlung von der oystemmitte a, der Mittellinie in der Zentralsäule
2. Die Laufkatze 7 und das Gegengewicht 8 sind in den Führungsschienen 12 in Pfeilrichtung
B bzw. C ver= schiebbar gehalten. -*Seil D steht für die Hubbewegungen der Laufkatze
7, während Pfeil F die Absenkbarkeit des Gemenge wichtes 8, wie auch in Fig. 5 dargestellt,
anzeigt. Dies ge= schieht indem der Ausleger 6 genau in I;ittelstellung geschoben
wird, damit das Zusammenklappen erfolgen kann. Das Gegenge= wicht 8 kann entweder
auf dem Fnhrchassis 1 oder separat abge setzt werden. Danach wird der Teleskopturm
2 in Pfeilrichtung
li eingefahren. Nun werden die Auslegerteile
6a und 6c um die Drehpunkte 9a und 9b mittels der Seilrollen 10 und Seile 10' an
den Turm angeklappt. In Fig. 5 ist der Kran jetzt in Pfeil= richtung baustellenverfahrbar,
in fig. 6, nachdem der Kran mittels der Schwenkvorrichtung 16 verschoben und in
die Hori= zontale umgelegt wurde, auch straßenverfahrbar. In der Arbeits= stellung
nach lig. 4 dienen die Verriegelungseinrichtungen 15 als sicherung gegen unerwünscht
es Herunterklappen der Ausleger gerteile 6a und 6c.
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Die Fig. 7 bezieht sich auf die Linie VII-VII in Fig. 4 und zeit die
Verschiebelagerung 5 etwas detailierter. Es handelt sich dabei in diesem ausführungsbeispiel
um eine Doppelrollena lagerung, bestehend us einer Gegen- oder Führungsrolle 13a
und einer Tragrolle 3b, die in der Führungsschiene 12 am un= teren Schienenflansch
12b oben bzw. unten anliegen. Der obere Flansch 12a dient zur festen Verbindung
mit dem Ausleger 6, bzw. ist selbst ein eil des Auslegers. Die Lagerflansche 14
der ollen 13a und 13b sind mit dem Bedienungskanzelteil 4 des Turmes 2 festverbunden.
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Linie Fig. 8 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Ver= schiebelagerung:
Hier wird von der gemeinsamen Führungsschiene für dei Laufkatze 7, den Ausleger
6 und das Gegengewicht 8 abgegangen. Der Vorteil dieser Version ist, das die Laufkatze
7 mit Last G bis in die Turmmitte, bzw. darüberhinaus auf die Gegenseite gefahren
werden kann. Dabei wird die Laufkatze 7 mit ihrer Last G an dem i?ahrrahmen 31 in
den Führungsschienen 12, die nun als Doppel-T-Profil ausgebildet sind, geh#alten.
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Die Innenflansche der Führungsschienen 12 dienen dabei zur Führung
der Laufkatze 7, während die Außenflansche die Ausle= gerführung bilden. Die Rollen
13a und 13b werden von Tragele= menten 34, die mit der Bedienungskanzel 4 festverbunden
sind und ein durchfahrfähiges Tor bilden, gehalten.
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Weitere, untergeordnete Ausführungsbeispiele, wie z. B.
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eigene Schienen im oder auf dem Ausleger für das Gegengewicht, sowie
die Anordnung der Drehkranzverbindung als Untendreher, brauchen nicht näher beschrieben
zu werden, da dem Fachmann ohnehin weitere Variationen auf der Basis der offengelegten
Grundideen möglich sind.
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In Fig. 9 wird ein Arbeitsschema einer Steuepungseinrichtung eines
erfindungsgemäXen Turmkranes dargestellt. Die von der Last G auf die Laufkatze 7
ausgeübte Kraft wird über einen Meßwertgeber, z. B. einen Piezoid, an die Einrichtung
20, die die davon zu erwartende Kippmomentbelastung des Kransystems berechnet, als
Meßimpuls übermittelt. Je nach Erfordernis gibt nun die Einrichtung 20 Steuerimpulse
an die Sicherungs- 21, die Sperr- 22 oder die Auswahl einrichtung 23 weiter. Unter
dem kompletten Steuerungsblock, der wie in Fig. 5 gezeigt in der Bedienungskanzel
4 untergebracht ist, wird eine Belastungskurve S1 gezeigt, die sich z. B. ergibt
wenn der Ausleger 6c maximal und der Gegenausleger 6a dadurch minimal ausgefahren
ist.
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Fällt der zu erwartende Belastungsfall in das Leistungsfeld S1 hinein,
so wird über die Auswahl einrichtung 23 ein Impuls I7 an die Laufkatze gegeben,
d. h. die Last kann gehoben werden.
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Wird hingegen das Leistungsfeld S1 überschritten, so wird über die
Sicherungseinrichtung 21 und die Auswahleinrichtung 23 ein Impuls I6 an den Ausleger
6 und/oder ein Impuls 18 an das Ge= Gegengewicht 8 gegeben, damit entweder der Ausleger
oder das Gegengewicht oder beide soweit verschoben werden, damit sich das Leistungsfeld
mit Kurve S2 bildet: Danach kann wiederum der Impuls 17 für dio ilubbewogung erfolgen.
wollte für einen weiteren Belastungsfall das Leistungfeld S2 nicht ausreichen, so
wird,wie wie schon vorstehend beschriebenweiter verfahren bis sich das Leistungsfeld
mit Kurve S3 bildet. Dieses Spiel kann solange getrieben werden bis die Leistungsgrenze
des Kranes erreicht ist; danach wird über die Sperreinrichtung 22 ein EIub verhindert.
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Die Steuerungseinrichtung wirkt sowohl bei Lastaufnahme, wie auch
bei -abgabe. Die Anpassung des Kransystems wird gleich= falls beim Verfahren der
tastkatze vorgenommen. Somit ist in jeder Phase gewährleistet, daß der Kran nicht
unzulässig be= ansprucht wird. Mit l-iezoiden als Meßwertgeber läßt sich die lange
Verzögerungszeit der Mechanik, der Spannungsauf- oder -abbau,besonders günstig ausnutzen.
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L e e r s e i t e