DE3433117C2 - Turmkran mit dreiteiligem Ausleger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Turmkran nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Aus dem DE-GM 80 09 033 ist ein Turmkran der gattungs­ gemäßen Art bekannt, bei dem ein Auslegerspitzen-Montage­ seil am Auslegerfuß befestigt, über eine Führungsrolle am auslegerspitzenseitigen Ende geführt und an einem Fixpunkt an der Auslegerspitze befestigt ist. Beim Hochschwenken des Auslegerfußes und dem damit verbundenen Aufschwenken des Ausleger-Mittelstücks in eine zum Auslegerfuß gestreckte Lage wird dieses Seil relativ zur Auslegerspitze verkürzt, wodurch auch die Ausleger­ spitze in eine relativ zum Ausleger-Mittelstück gestreckte Lage verschwenkt wird.

Da die Belastung des zum Strecken der Auslegerspitze dienenden Montageseiles in gestrecktem Zustand des Auslegers und insbesondere im Betrieb unter einer Kranlast extrem groß ist, müssen die Obergurte des Ausleger-Mittelstücks und der Auslegerspitze durch selbsttätige Verbindungsmittel miteinander verbunden werden. Sind solche Verbindungsmittel nicht da, dann ist die Lage der Ausle­ gerspitze relativ zum Ausleger-Mittelstück während des Betriebs unter einer Kranlast nicht eindeutig definiert.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 34 28 122 A1 ist ein Turmkran bekannt, der weitgehend der gattungsgemäßen Art entspricht. Als Einrichtung zum Ver­ schwenken der Auslegerspitze relativ zum Ausleger-Mittelstück ist hierbei ein 5-Gelenk-System vorgesehen, wobei ein etwa dreieckförmiger Hebel vorgesehen ist, dessen eine Spitze mittels Gelenks mit dem Ausleger-Mittelstück verbunden ist, während an einer weiteren Spitze eine mit dem Auslegerfuß gekoppelte Zug­ stange angreift. An der dritten Spitze ist eine Kupplungsstange angelenkt, die wiederum mit ihrem anderen Ende an der Auslegerspitze angelenkt ist.

Aus DE-AS 12 87 779 ist ein Ladekran bekannt, der einen teleskopartig aus­ fahrbaren Tragarm aufweist, an dem wiederum ein Knickarm angelenkt ist. Zur Verschwenkung des Knickarmes ist ein druckmittelbeaufschlagbarer Kolben-Zylin­ derantrieb vorgesehen, dessen Gehäuse im Tragarm verschiebbar und schwenk­ bar gelagert ist. Am geschlossenen Ende des Gehäuses sind zwei Lenker ange­ lenkt, von denen einer mit einem Ansatz am Tragarm und der andere mit dem Knickarm jeweils gelenkig verbunden ist. Durch Einfahren bzw. Ausfahren der Kolbenstange des Antriebes ist ein Verschwenken des Knickarms relativ zum Tragarm möglich. Eine definierte gestreckte Stellung zwischen Knickarm und Tragarm ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Turmkran der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß ohne zusätzliche Verriegelungsmittel zwischen den Obergurten von Ausleger-Mittelstück und Auslegerspitze auch unter einer Betriebslast eine stabile gestreckte Lage von Ausleger-Mittelstück und Auslegerspitze beibehalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnungstei­ les des Anspruches 1 gelöst. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die vom Seil her auf das Hebelsystem ausgeübte Seilkraft sehr viel kleiner ist als die im Auslegerspitzen-Hebel auftretende Zugkraft. Auch wenn unter einer an der Aus­ legerspitze hängenden Last diese Zugkraft ein beträchtliches Maß erreichen sollte, so bleibt die Seilkraft erheblich kleiner mit der Folge, daß eine sichere Lage zwischen Ausleger-Mittelstück und Auslegerspitze beibehalten wird.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 2 wird erreicht, daß der senkrechte Ab­ stand des Auslegerspitzen-Hebels von dem Gelenk, mit dem der Mittelstück-Hebel am Ausleger-Mittelstück angelenkt ist, absolut besonders klein wird, wodurch die geschilderten Hebelverhältnisse und damit auch die geschilderten Kraftverhältnisse optimiert werden.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist sichergestellt, daß bei Wegfall der an den Hebeln angreifenden Seilkraft, also bei Entlastung des an den Hebeln angreifenden Seiles die Auslegerspitze ohne weitere Hilfsmittel aufgrund ihres Eigengewichtes relativ zum Ausleger-Mit­ telstück abgeklappt wird.

Demgegenüber wird durch die Maßnahmen nach Anspruch 4 sichergestellt, daß die das Hebelsystem bildenden Hebel kurz vor Erreichen der gestreckten Lage von Ausleger-Mittelstück und Auslegerspitze einen Totpunkt durchlaufen, so daß in gestreckter Lage von Mittelstück und Auslegerspitze die am Auslegerspitzen-Hebel angrei­ fende, durch das Eigengewicht der Auslegerspitze und gegebenenfalls eine Kranlast gebildete Zugkraft im Sinne einer Stabilisierung der gestreckten Lage von Mittelstück und Auslegerspitze wirkt. Aus diesem Grunde ist eine entgegenwirkende Kraft, die durch eine Druckfeder nach Anspruch 5 erzeugt werden kann, vorgesehen, die in entgegengesetzter Richtung wirkt und so dimensioniert ist, daß sie bei Wegfall der Seilkraft und bei Nichtvorhandensein einer Last an der Auslegerspitze die lediglich aufgrund des Eigenge­ wichts der Auslegerspitze auftretende Zugkraft überwin­ det. Eine solche Ausgestaltung ist also besonders betriebssicher.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausfüh­ rungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Turmkran nach der Erfindung in schematischer Teildarstellung, wobei der dreiteilige Ausleger zusammengeklappt am senkrecht stehenden Turm anliegt,

Fig. 2 den Turmkran nach Fig. 1 mit teilweise gestreck­ tem Ausleger,

Fig. 3 den Turmkran nach den Fig. 1 und 2 mit völlig gestrecktem Ausleger,

Fig. 4 ein Detail aus Fig. 3 in vergrößertem Maßstab entsprechend der Hinweisziffer IV in Fig. 3 und

Fig. 5 eine geänderte Ausführungsform in einer Darstel­ lung entsprechend Fig. 4.

Der in der Zeichnung dargestellte Turmkran weist einen Teleskop-Turm 1 auf, von dem nur ein in einem unteren Außenturm teleskopierbar geführter Innenturm 2 darge­ stellt ist. Am oberen Ende des Innenturms 2, also am Turmkopf 3, ist ein dreiteiliger Ausleger 4 mittels eines Gelenks 5 mit horizontaler Achse angelenkt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Untergurt 6 des Auslegers 4 in einem solchen Abstand von dem Gelenk 5 am Turmkopf 3 angeordnet, daß der Ausleger 4 parallel zum Turm 1 an diesen angelenkt werden kann.

Der Ausleger 4 besteht aus einem Auslegerfuß 7, der am Turmkopf 3 angelenkt ist, einem Ausleger-Mittelstück 8 und einer Auslegerspitze 9. Auslegerfuß 7 und Ausleger-Mittel­ stück 8 sind mittels eines im Bereich ihres Obergurtes 10 angeordneten Gelenks 11 mit horizontaler Drehachse miteinander verbunden. Ausleger-Mittelstück 8 und Auslegerspitze 9 sind mittels eines im Bereich des Untergurtes 6 angeordneten Gelenks 12 mit horizon­ taler Drehachse miteinander verbunden.

Der Auslegerfuß 7 ragt in Richtung auf sein der Ausleger­ spitze 9 entgegengesetztes hinteres Ende über den Turmkopf 3 bzw. das Gelenk 5 vor. An diesem hinteren Ende 13 greift ein Ausleger-Aufricht- und Halteseil 14 an, das in üblicher Weise an einem den Turm 1 tragenden Oberwagen angebracht ist bzw. wird. Mittels dieses Seils 14 wird der Auslegerfuß 7 aus der in Fig. 1 dargestellten an den Turm 1 angelegten Lage in die in Fig. 3 dargestellte waagerechte Lage hochgeschwenkt.

Am Turmkopf 3 einerseits und im Bereich des hinteren Endes 13 des Auslegerfußes 7 andererseits sind Rollen 15 bzw. 16 eines Flaschenzuges 17 angebracht, über die ein Mittelstück-Abspannseil 18 geschert ist. Dieses Abspannseil 18 ist über eine im Bereich des Obergurtes 10 des Auslegerfußes 7 angeordnete Führungsrolle 19 zum freien Ende eines Hebels 20 geführt, der am Mittelstück 8 und zwar im Bereich von dessen Untergurt 6 angelenkt ist. Wenn durch entsprechendes Nachlassen des Halteseils 14 der Auslegerfuß 7 um das Gelenk 11 nach unten ge­ schwenkt wird, wird der Flaschenzug 17 auseinander­ gezogen, was zu einer Verkürzung des zwischen der Führungsrolle 19 und dem freien Ende des Hebels 20 befindlichen Abschnitt des Abspannseils 18 führt. Der Hebel 20 wird durch diese Verkürzung des Abspann­ seils 18 in eine zur Längsrichtung des Mittelstücks 8 etwa senkrechte Stellung hochgeschwenkt und in dieser Lage durch einen Anschlag 21 gehalten. Durch die Verkür­ zung des Abspannseils 18 wird dann das Ausleger-Mittel­ stück 8 um das Gelenk 11 an den Auslegerfuß 7 ange­ klappt, und zwar bis in die in Fig. 1 dargestellte Stellung. Der Abstand der Führungsrolle 19 vom Gelenk 11 ist größer als die Länge des Hebels 20. In der Endphase des Zusammenklappens von Auslegerfuß 7 und Ausleger-Mit­ telstück 8 hebt der Hebel 20 von dem Anschlag 21 ab, da er - wie in Fig. 1 angedeutet - dann direkt zur Führungsrolle 19 gerichtet ist. Er steht dann auch nicht mehr hinderlich aus dem Ausleger-Mittelstück 8 nach oben hervor. Beim Hochschwenken des Ausleger­ fußes 7 mittels des Halteseils 14 schwenkt das Ausleger-Mittel­ stück 8 selbsttätig aufgrund seines Eigengewichts vom Auslegerfuß 7 ab in eine relativ zum Auslegerfuß 7 gestreckte Lage, was aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht.

Dies wird dadurch ermöglicht, daß beim Hochschwenken des Auslegerfußes 7 die Rollen 15, 16 des Flaschenzuges 17 ihren Abstand verringern, was zu einer Verlängerung des Abspannseiles 18 im Bereich zwischen der Führungsrol­ le 19 und dem Hebel 20 führt.

Um bei diesem Strecken des Auslegers 4 auch ein selbst­ tätiges Hochschwenken der Auslegerspitze 9 zu erreichen, ist zwischen Mittelstück 8 und Auslegerspitze 9 ein Hebelsystem 22 vorgesehen. Dieses Hebelsystem 22 besteht aus zwei Hebeln, die im Bereich der jeweiligen Obergurte 10 von Ausleger-Mittelstück 8 und Auslegerspitze 9 mittels Gelenken 23, 24 angelenkt sind, und zwar im Bereich der einander zugewandten Stirnseiten 25, 26 von Ausleger-Mittelstück 8 und Auslegerspitze 9. Der Mittelstück-Hebel 27 ist kürzer als der Auslegerspitzen-Hebel 28. Außerdem ist das Gelenk 23 des Mittelstück- Hebels 27 unterhalb des Gelenks 24 des Auslegerspitzen-Hebels 28 angeordnet. Aufgrund dieser Ausgestaltung und Anordnung schließen die beiden mittels eines Spitzen-Gelenks 29 miteinander verbundenen Hebel 27, 28 einen relativ kleinen Winkel zwischen sich ein, wenn Ausleger-Mittel­ stück 8 und Auslegerspitze 9 sich in der in Fig. 3 und 4 dargestellten gestreckten horizontalen Stellung befinden. Andererseits sind die beiden Hebel 27, 28 so ausgebildet, daß bei einem Anklappen des Auslegerfußes 7 an den Turm 1 und dem dadurch bedingten Hochklappen des Ausleger-Mittelstücks 8 die Ausleger­ spitze 9 um das Gelenk 12 nach unten geklappt wird und sich - wie aus Fig. 1 ersichtlich - an das Mittelstück 8 anlegt.

Am Auslegerfuß 7 ist zwischen der Führungsrolle 19 und dem Gelenk 11 am Obergurt 10 ein Auslegerspitzen-Ab­ spannseil 30 befestigt, das unter zwei Führungsrollen 31, 32 am Obergurt 10 des Mittelstücks 8 geführt ist. Die dem Gelenk 11 näher liegende Führungsrolle 31 hat zu diesem etwa den gleichen Abstand, wie die Befesti­ gungsstelle 33 des Abspannseils 30 am Auslegerfuß 7. Von der dem Hebelsystem 22 zugewandten Führungsrolle 32 ist das Abspannseil 30 zum Gelenk 29 geführt, wo es mit den beiden Hebeln 27, 28 verbunden ist. Wenn der Ausleger 4 gestreckt, also der Auslegerfuß 7 mittels des Halteseils 14 in seine waagerechte Lage hochge­ schwenkt wird, dann vergrößert sich der Abstand der Befestigungsstelle 33 und der Führungsrolle 31, d. h. entsprechend muß sich der Abstand zwischen der Führungs­ rolle 32 und dem Spitzen-Gelenk 29 der Hebel 27, 28 verkürzen. Die Auslegerspitze 9 wird also aus der in Fig. 1 dargestellten an das Mittelstück 8 angeklappten Stellung über die in Fig. 2 dargestellte Lage in die gestreckte Stellung nach Fig. 3 und 4 verschwenkt.

Der Mittelstück-Hebel 27 wirkt hierbei als Druckstab, während der Auslegerspitzen-Hebel 28 als Zugstab wirkt. Damit bei der in Fig. 1 dargestellten zusammengeklappten Lage des Auslegers 4 zu Beginn des Hochschwenkens und Streckens des Auslegers 4 das Abspannseil 30 in einer Richtung an den Hebeln 27, 28 angreift, die das Hochschwenken der Auslegerspitze 9 in der Anfangsphase überhaupt ermöglicht, ist ein Abweiser 34 vorgesehen. Dieser Abweiser 34 ist etwa unter einem rechten Winkel an dem Mittelstück-Hebel 27 im Bereich seines Gelenks 23 angebracht. Dieser Abweiser 34 befindet sich oberhalb der Stirnseite 25 des Mittelstücks 8, wenn der Ausleger 4 zusammengeklappt ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Wenn der Ausleger 4 sich in der in den Fig. 3 und 4 dargestellten gestreckten Lage befindet, dann greift an den Hebeln 27, 28 im Bereich des Spitzen-Gelenks 29 eine Seilkraft S in Richtung des Abspannseils 30 an, die um das Gelenk 23 ein Drehmoment ausübt, das durch das Produkt aus der Seilkraft S und dem Abstand a zwischen Gelenk 29 und Gelenk 23 gebildet ist. Anderer­ seits greift am Gelenk 23 ein Drehmoment an, das durch das Produkt aus der im Auslegerfuß-Hebel 28 angreifenden Zugkraft Z und dem hierzu senkrechten Abstand b zwischen dem Gelenk 24 und dem Gelenk 23 gebildet ist. Aus diesen geometrischen Verhältnissen ergibt sich, daß die zur Streckung von Ausleger-Mittelstück 8 und Aus­ legerspitze 9 relativ zueinander und zum Verriegeln dieser beiden Teile miteinander erforderliche Seilkraft S umso kleiner ist, je größer das Verhältnis von a zu b ist. Der Begriff Verriegeln wird hierbei im statischen Sinne verstanden; er umfaßt also auch das Halten der Auslegerspitze 9 unter einer von ihr zu tragenden Last.

Damit die vorstehend genannten Bedingungen in besonders optimaler Weise erfüllt sind, soll der durch das Spitzen-Gelenk 29 gebildete Angriffspunkt des Abspannseiles 30 möglichst dicht auf den Obergurt 10 herunterkommen, damit der projizierte Hebelarm mit der Länge a möglichst nahe an die Länge des Mittelstück-Hebels 27 herankommt. Weiterhin sollte zum gleichen Zweck und zur Reduktion des Hebelarms b das Gelenk 23 so nah wie möglich unter­ halb des Obergurtes 10 angeordnet werden, wobei es aber auf jeden Fall unterhalb des Gelenkes 24 angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß das von der Zugkraft Z ausgeübte Drehmoment immer entgegengesetzt dem von der Seilkraft S ausgeübten Drehmoment wirkt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist das Gelenk 23′ des Mittelstück-Hebels 27′ oberhalb des Gelenks 24′ des Auslegerspitzen-Hebels 28′ angeordnet, so daß beim Strecken von Ausleger-Mittelstück 8 und Ausleger­ spitze 9 die beiden Hebel 27′, 28′ ihren Totpunkt durchlaufen, d. h. miteinander zur Deckung gelangen und dann noch bis zur endgültigen Streckung der Ausleger­ teile sich wiederum um einen kleinen Winkel voneinander entfernen. Die Drehmomente, die durch die Seilkraft S′ und die Zugkraft Z′ um das Gelenk 23′ ausgeübt werden, sind bei vollständig relativ zueinander gestreck­ tem Mittelstück 8 und Auslegerspitze 9 in derselben Drehrichtung gerichtet. Je größer die an der Ausleger­ spitze 9 angreifende Last ist, umso größer ist die Zugkraft Z′ im Auslegerspitzen-Hebel 28′ mit der Konse­ quenz, daß das eine Streckung von Mittelstück 8 und Auslegerspitze 9 bewirkende Drehmoment um so größer wird. Die die jeweiligen Drehmomente bewirkenden Hebelarme sind mit a′ und b′ bezeichnet.

Um überhaupt ein Öffnen der Verriegelung zwischen Mittelstück 8 und Auslegerspitze 9 zu ermöglichen, ist am Ausleger-Mittelstück 8, und zwar zwischen dessen Obergurt 10 und dem Spitzen-Gelenk 29 eine Druckfeder 35 vorgesehen, die auf die Hebel 27′, 28′ eine den Dreh­ momenten aus den Kräften S′ und Z′ entgegenwirkende Kraft F ausübt, die um das Gelenk 23′ ein entsprechendes Drehmoment F×c ausübt. Diese Druckfeder 35 wird so dimensioniert, daß folgende Beziehung gilt:
F×c < Z′×b′, wobei Z′ nur durch das Eigengewicht der Auslegerspitze 9 bestimmt ist. Wenn also S′ = O wird, dann reicht die Kraft F der Druckfeder 35 aus, die Hebel 27′, 28′ über ihren Totpunkt zu heben, so daß die Auslegerspitze 9 abgeklappt werden kann. Anson­ sten sind die gleichen Verhältnisse wie bei der Ausfüh­ rungsform nach den Fig. 1 bis 4. Die Abwandlung nach Fig. 5 weist den Vorteil auf, daß die Betriebssicherheit größer ist.

Die Kraft S bzw. S′ muß nicht von der Relativbewegung zwischen Auslegerfuß 7 und Ausleger-Mittelstück 8 abgeleitet werden. Sie kann gleichermaßen aus der Relativbewegung zwischen Auslegerfuß 7 und Turm 1 abgeleitet werden, wobei ebenfalls ein Seil zur Übertra­ gung eingesetzt würde. Darüber hinaus kann eine solche Kraft aber auch von einem direkten Antrieb, beispielsweise einer entsprechenden Winde od. dgl. abgeleitet werden.

Claims (5)

1. Turmkran mit einem Turm und mit einem am Turmkopf angelenkten dreiteiligen Ausleger, der aus einem am Turmkopf angelenkten Auslegerfuß, einem an diesem im Bereich des Obergurtes angelenkten Ausleger-Mittel­ stück und aus einer an letzterem im Bereich des Untergur­ tes angelenkten Auslegerspitze besteht, wobei eine Einrichtung zum Hochschwenken des Auslegerfußes aus einer am Turm anliegenden Stellung in eine im wesentli­ chen horizontale Stellung bzw. zum Ablassen in die am Turm anliegende Stellung, eine Einrichtung zum Verschwenken des Ausleger-Mittelstücks aus einer am Auslegerfuß anliegenden Stellung in eine relativ hierzu gestreckte Lage bzw. zum Verschwenken in umgekehrter Richtung und eine Einrichtung zum Verschwenken der Auslegerspitze aus einer am Ausleger-Mittelstück anlie­ genden Stellung in eine relativ hierzu gestreckte Lage bzw. zum Verschwenken in umgekehrter Richtung vorgesehen sind, wobei zum Ausüben der Verschwenkbe­ wegung der Auslegerspitze relativ zum Ausleger-Mittel­ stück ein eine Seilkraft auf die Auslegerspitze über­ tragendes Seil entlang des Ausleger-Mittelstücks geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verschwenken der Auslegerspitze (9) relativ zum Ausle­ ger-Mittelstück (8) ein Hebelsystem (22) mit einem Mittelstück-Hebel (27, 27′) und einem Auslegerspitzen-Hebel (28, 28′) aufweist, die im Bereich der einander benachbarten Stirnseiten (25, 26) des Ausleger-Mittel­ stücks (8) und der Auslegerspitze (9) an letzteren mittels Gelenken (23, 24; 23′, 24′) angelenkt sind, daß die Hebel (27, 28; 27′, 28;) mittels eines gemein­ samen Gelenks (Spitzen-Gelenk 29) miteinander verbunden sind, wo das Seil (Auslegerspitzen-Abspannseil 30) angreift, und daß in zueinander gestrecktem Zustand von Ausleger-Mittelstück (8) und Auslegerspitze (9) der senkrechte Abstand (b; b′) des Auslegerspitzen-He­ bels (28; 28′) von dem Gelenk (23; 23′) des Mittelstück-Hebels (27; 27′) deutlich kleiner ist als der senkrechte Abstand (a; a′) der Richtung der Seilkraft (S; S′) von dem Gelenk (23; 23′) des Mittelstück-Hebels (27; 27′).

2. Turmkran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in zueinander gestrecktem Zustand von Mittelstück (8) und Auslegerspitze (9) der vom Mittelstück-Hebel (27; 27′) und vom Auslegerspitzen-Hebel (28; 28′) eingeschlossene Winkel klein ist.

3. Turmkran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in zueinander gestrecktem Zustand und in nicht völlig gestrecktem Zustand von Mittelstück (8) und Auslegerspitze (9) der Auslegerspitzen-Hebel (28) sich oberhalb des Mittelstück-Hebels (27) befindet.

4. Turmkran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß in zueinander nicht völlig gestrecktem zustand von Mittelstück (8) und Auslegerspitze (9) der Ausleger­ spitzen-Hebel (28′) sich oberhalb des Mittelstück-He­ bels (27′) befindet, während er sich bei völlig gestreck­ tem Zustand von Mittelstück (8) und Auslegerspitze (9) geringfügig unterhalb des Mittelstück-Hebels (27′) befindet und daß an den Hebeln (27′, 28′) im Bereich ihres gemeinsamen Gelenks (Spitzen-Gelenk 29) eine dem Drehsinn der Seilkraft (S′) entgegengesetzt gerich­ tete Kraft (F) angreift.

5. Turmkran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mittelstück (8) und den Hebeln (27′, 28′) eine Druckfeder (35) angeordnet ist.