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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Mobilkran nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Ein Beispiel derartiger Kräne wird durch
AU 22414 67 A offenbart.
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Ein
Baugerät,
wie beispielsweise Kräne
oder Greifbagger, müssen
oft von einer Baustelle zu einer anderen bewegt werden. Ein Bewegen
eines Krans oder eines Greifbaggers kann eine beachtliche Aufgabe
dann sein, wenn die Maschine groß und schwer ist. Zum Beispiel
müssen
Straßenbeschränkungen für Fahrzeugachslasten
beachtet werden, und obenliegende Hindernisse können lange, unbequeme Wege
zu der Baustelle vorgeben.
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Eine
Lösung,
um die Mobilität
von großen Baumaschinen,
wie beispielsweise Kränen,
zu verbessern, ist diejenige, sie in kleinere, einfacher zu handhabende
Bauteile zu zerlegen. Die getrennten Bauteile können dann zu der neuen Baustelle
transportiert werden, wo sie wieder zusammengebaut werden.
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Die
typische Praxis ist diejenige gewesen, einen Hilfskran zu verwenden,
um den Kran in separate Bauteile zu zerlegen. Der Hilfskran wird
dann dazu verwendet, die Bauteile auf deren jeweiligen Transportanhänger zu
beladen. An der neuen Baustelle wird dann ein anderer Hilfskran
verwendet, um die Bauteile abzuladen und den Kran dann wieder zusammenzubauen.
Da die Bauteile für
einen großen Kran
bis zu 36.287 kg (80.000 Ibs) wiegen können, stellt die Tragfähigkeit
des Hilfskrans, die erforderlich ist, sehr wesentliche Transportkosten
dar.
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Als
eine Folge haben Designer versucht, Selbsthandhabungssysteme für die Montage
und das Zerlegen von Kränen
zu entwickeln. Der Hauptteil der selbsthandhabenden Systeme, die
bis hier entwickelt sind, sind auf kleinere Kräne gerichtet worden, die in
nur ein paar Bauteile zerlegt werden müssen.
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Die
Entwicklung von selbsthandhabenden Systemen für größere Kräne hat allerdings nur begrenzt
zum Erfolg geführt.
Ein Grund hierfür
ist derjenige, dass größere Kräne in zahlreiche
Bauteile zerlegt werden müssen,
was demzufolge zeitaufwän dige
Zerlege- und Zusammenbauvorgänge
erfordert. Zum Beispiel verwendet ein Kran mit großer Tragfähigkeit
typischerweise ein kompliziertes und aufwändiges Aufstellsystem, um den
Winkel des Auslegers zu kontrollieren. Komponenten eines Ausleger-Aufstellsystems,
wie beispielsweise den Equilizer, den Backhitch und das Drahtseil-Rigg,
sind schwer und schwierig für
den Transport zu zerlegen. Ein anderer Grund für den begrenzten Erfolg von
selbstaufbauenden Kränen
nach dem Stand der Technik ist derjenige, dass sie typischerweise
auf zusätzlichen
Kranbauteilen beruhen, die nur für
eine Montage und ein Zerlegen des Krans verwendet werden. Zum Beispiel können einige
selbstmontierende Kräne
zusätzliche Drahtseilführungen
und Seilrollen an dem Auslegerstumpf erfordern, so dass ein Lasthebezeugseil
in Verbindung mit dem Auslegerstumpf verwendet werden kann, um verschiedene
Bauteile während
des Montagevorgangs anzuheben. Ein Beispiel eines Verfahrens nach
dem Stand der Technik zum Zerlegen eines typischen Krans mit großer Tragfähigkeit ist
in dem US-Patent Nr. 5,484,069 offenbart.
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Es
ist deshalb erwünscht,
einen Kran und ein Verfahren für
die Selbstmontage zu schaffen, die die Anzahl von Teilen verringern,
die abgebaut werden müssen
und entfernt werden müssen,
um den Kran für
einen Transport zu zerlegen. Zusätzlich
ist es erwünscht,
redundante Bauteile, die nur während
des Vorgangs der Montage des Krans verwendet werden, zu beseitigen.
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Kräne und andere
Geräte
verwenden oftmals hydraulische Aktuatoren, Primärmotoren und Zylinder, um die
Bauteile des Geräts
zu betreiben. Die hydraulische Energie für solche Aktuatoren wird normalerweise
durch einen Dieselmotor oder mehrere Dieselmotoren, die eine oder
mehrere hydraulische Pumpen antreiben, geliefert. Die hydraulischen Systeme
für Kräne und andere
Geräte
sind gewöhnlich
Systeme mit offenem Kreis gewesen, wo ein Hydraulikfluid von einem
Reservoir mit niedrigem Druck, wie beispielsweise einem Behälter unter
Atmosphärendruck,
in den Einlass der Pumpe gezogen wird. Fluid, das durch die Aktuatoren
abgegeben wird, wird zu dem Reservoir zurückgeführt. Hydraulische Systeme mit
geschlossenem Kreis sind energieeffizienter, sind aber allgemein
komplizierter. Es wäre
vorteilhaft, wenn ein hydraulisches System mit geschlossenem Kreis
dazu verwendet werden würde,
die verschiedenen Bauteile des Geräts, einschließlich der Ausleger-Hebezeugzylinder,
zu betätigen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Diese
Probleme werden durch einen Mobilkran nach Anspruch 1 gelöst.
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Der
Ausleger-Hebezeugzylinderkran eines Aspekts weist einen Aufbau,
drehbar befestigt an einem Unterbau, einen Ausleger, schwenkbar
befestigt an dem Aufbau, einen Mast und einen hydraulischen Zylinder
auf. Der Mast und der hydraulische Zylinder sind beide schwenkbar
mit dem Aufbau verbunden. Die Verbindung des Masts mit dem Aufbau
befindet sich an einer Stelle getrennt von der Höhe der Verbindung des hydraulischen
Zylinders mit dem Aufbau, und unter einer Höhe darunter. Der Mast ist schwenkbar
mit dem hydraulischen Zylinder verbunden. Der Ausleger ist hängend mit
entweder dem Mast oder dem hydraulischen Zylinder an einer Stelle
nahe der Verbindung zwischen dem Mast und dem hydraulischen Zylinder
verbunden.
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Die
Anordnung des Ausleger-Hebezeugzylinders verringert die Anzahl von
Bauteilen des Krans durch Beseitigen des Equalizers, des Back/hitch,
des Ausleger-Hebezeugdrahtseil-Riggs,
der Ausleger-Hebezeugriggtrommel und des Motors, ebenso wie andere
Bauteile, die sich auf das Ausleger-Hebezeugrigg beziehen. Weiterhin
können
der hydraulische Ausleger-Hebezeugzylinder und der Mast auf die
Oberseite des Aufbaus gelegt werden, ohne getrennt zu werden. Dies
verringert stark die Anzahl von Bauteilen, die abgeriggt werden
müssen
und die von dem Kran für
einen Transport zu einer unterschiedlichen Baustelle zerlegt werden
müssen,
um dadurch stark die Abbau- und Aufbauzeit zu verringern. Eine dynamische
Belastung des Masts wird auch aufgrund des festen Trägers, gebildet
durch den hydraulischen Ausleger-Hebezeugzylinder, verringert.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine rechtsseitige Aufrissansicht eines vollständigen Ausleger-Hebezeug-Zylinderkrans,
der einen hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder, einen Hydraulikkreis,
um den hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder zu steuern, eine Mehrfach-Position-Drahtseilführung, einen
ein Gegengewicht positionierenden Mechanismus und eine Ausleger-Ruhevorrichtung,
hergestellt gemäß den Lehren
dieser Erfindung, einsetzt.
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2 zeigt
eine teilweise rechtsseitige Aufrissansicht des Ausleger-Hebezeug-Zylinderkrans, einen
Teil der inneren Bauteile des Kranaufbaus darstellend.
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3–7 zeigen
rechtsseitige Aufrissansichten des Krans in aufeinanderfolgenden
Stufen einer Unterbauanordnung.
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8–10 zeigen
rechtsseitige Aufrissansichten des Krans in aufeinanderfolgenden
Stufen einer oberen Gegengewichtanordnung.
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11–12 zeigen
rechtsseitige Teilaufrissansichten des Krans in aufeinanderfolgenden Stufen
einer Umpositionierung der Drahtseilführung.
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13–15 zeigen
rechtsseitige Aufrissansichten des Krans in aufeinanderfolgenden
Stufen einer Auslegeroberseite und einer Auslegereinsetzanordnung.
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16 zeigt
eine teilweise rechtsseitige Aufrissansicht des Krans mit der Auslegerruhevorrichtung
in Eingriff gebracht.
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17–20 zeigen
rechtsseitige Teilaufrissansichten des Krans in aufeinanderfolgenden Stufen
der Umpositionierung einer alternativen Ausführungsform der Drahtseilführung.
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21 zeigt
eine Schematik des Hydraulikkreises, der den hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder
steuert.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
UND BEVORZUGTER
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Während die
vorliegende Erfindung Anwendung in allen Typen von Kränen oder
Baumaschinen finden wird, wird die bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung in Verbindung mit einem Ausleger-Hebezeug-Zylinder-Laufkettenkran 10 der 1 und 2 beschrieben.
Der Ausleger-Hebezeug-Zylinder-Laufkettenkran 10 umfasst
einen Aufbau 12, der ein sich drehendes Bett 14 besitzt,
das drehbar an einem Unterbau 16 durch ein Schwenklager 18 verbunden
ist. Der Unterbau 16 umfasst ein Fahrgestell 20, Fahrgestell-Gegengewichte 22 und
zwei unabhängig angetriebene
Laufketten 24.
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Der
Aufbau umfasst einen Ausleger 26, der schwenkbar mit dem
Aufbau 12 verbunden ist. Der Ausleger 26 weist
eine Auslegeroberseite 28 und einen konisch verlaufenden
Auslegerstumpf 30 auf. Der Ausleger 26 kann auch
einen oder mehrere Auslegereinsätze 32,
verbunden zwischen der Auslegeroberseite 28 und dem Auslegerstumpf 30,
umfassen, um die Gesamtlänge
des Auslegers 26 zu vergrößern. Der Winkel des Auslegers 26 wird
durch ein Paar hydraulischer Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34, schwenkbar
verbunden an dem Aufbau 12, kontrolliert. Ein Mast 36 ist
schwenkbar zwischen den Kolbenstangen 38 der hydraulischen
Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 und dem Aufbau 12 verbunden.
Die Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 sind
mit dem Aufbau 12 an einem Punkt, vorzugsweise nahe dem
unteren Ende der Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34, verbunden,
können
allerdings an der Auflage 12 an irgendeinem Punkt entlang
der Bohrung 40 der Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 verbunden sein.
Der Ausleger 26 ist mit den Kolbenstangen 38 der
hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 und dem Mast
durch ein oder mehrere der Ausleger-Aufhängeteil(e) 42 verbunden.
Die Ausleger-Aufhängeteile 42 sind
an einem Punkt nahe der Verbindung zwischen dem Mast 36 und
den Kolbenstangen 38 der hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 verbunden.
Ein rückwärtiger Anschlag 44 für den Ausleger
ist so vorgesehen, um zu verhindern, dass der Ausleger 26 einen
sicheren Betriebswinkel überschreitet.
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Die
Position des Auslegers 26 wird durch hydraulische Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 kontrolliert.
Der Mast 36 trägt
die Verbindung zwischen dem hydraulischen Auslege-Hebezeug-Zylinder 34 und den
Ausleger-Aufhängeteilen 42 an
einer Stelle, die von der Achse des Auslegers 26 beabstandet
ist, um die Kräfte
in den Ausleger-Aufhängeteilen 42 und dem
hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 zu optimieren.
Diese Anordnung ermöglicht
auch, dass die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 eine Kraft
aufbringen, die eine Komponente haben, die senkrecht zu der Achse
des Auslegers 26 liegt. Diese Kraft wird auf das Ende des
Auslegers 26 durch die Ausleger-Aufhängeteile 42 übertragen.
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Ein
Verlängern
der hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 verringert
den Winkel zwischen der Vorderseite des Auslegers 26 und
dem Boden. Umgekehrt erhöht
ein Zurückziehen
der hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 den Winkel zwischen
der Vorderseite des Auslegers 26 und dem Boden. Unter normalen Betriebsbedingungen
befinden sich die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 und
die Ausleger-Aufhängeteile 42 unter Spannung
aufgrund des Gewichts des Auslegers 26 und können unter
Last durch den Kran 10 angehoben werden. Umgekehrt befindet
sich der Mast 36 unter Druck unter den normalen Betriebsbedingungen.
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Wie
am besten in 2 zu sehen ist, sind der Mast 36 und
die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 schwenkbar
mit der Oberseite des sich drehenden Betts 14 des Aufbaus 12 verbunden. Die
Verbindung der Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 mit
dem sich drehenden Bett 14 befindet sich an einer Position,
die hinter und unter einer größeren Höhe als die
Verbindung des Mastes 36 mit dem sich drehenden Bett 14 liegt.
Wie am besten in den 3–4 zu sehen
ist, ermöglicht
dieser Aufbau, dass die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 und
der Mast 36 zu einer ungefähr horizontalen Position an
der Oberseite des Aufbaus 14 herabgelassen werden können, wenn
der Kran 10 für
den Transport demontiert worden ist. Es ist wichtig, die gesamte
Höhe des
demontierten Krans 10 so zu minimieren, dass die Einschränkungen
der Höhe
der Straßen
nicht während
eines Transports zu und von der Baustelle übertreten werden. Dieser Aufbau
ermöglicht
auch, dass die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 den
Ausleger 26 gerade dann kontrollieren, wenn der Ausleger
zu einem Winkel herabgelassen worden ist, der unterhalb der Horizontalen
liegt.
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In
dem Kran 10 der bevorzugten Ausführungsform, die dargestellt
ist, werden zwei hydraulische Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 zusammen verwendet.
Allerdings sollte verständlich
werden, dass irgendeine Anzahl von hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylindern 34,
einschließlich
eines einzelnen, hydraulischen Zylinders, in der vorstehend beschriebenen
Anordnung verwendet werden kann. Die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 müssen eine
ausreichende Kapazität
haben, um unter den Lasten, erzeugt durch den Betrieb des Krans 10,
zu arbeiten, wenn Gegenstände
angehoben werden. Die Kolben 38 der hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 sollten
einen Hub einer ausreichenden Länge
haben, um so auf die Oberseite des Aufbaus 12 für eine Demontage
und einen Transport, ohne dass eine Trennung von dem Ausleger 36 erforderlich
ist, herabgelassen zu werden. In der bevorzugten Ausführungsform,
die dargestellt ist, die für
einen Kran mit einer Bemessung von 120–175 Tonnen dient, besitzt
jeder hydraulische Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 einen
Hub von 160 Inch.
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In
der bevorzugten Ausführungsform,
die dargestellt ist, ist der Mast 36 aus einem Rahmen aufgebaut.
Alternativ kann der Mast 36 aus einem Paar einzelner Streben
aufgebaut sein. Der Mast 36 sollte nicht den Betrieb der
Last-Hebezeug-Seile 36 oder
des rückwärtigen Anschlags 44 des
Auslegers beeinträchtigen.
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Der
Aufbau 12 umfasst weiter eine oder mehrere Last-Hebezeug-Seile 46 zum
Anheben von Lasten. Jedes Last-Hebezeug-Seil 46 ist um
eine Hebezeug-Seiltrommel 48,
getragen an dem sich drehenden Bett 14 des Aufbaus 12,
eingeschert. Die Last-Hebezeug-Seiltrommeln 48 werden so
gedreht, um entweder die Last-Hebezeug-Seile 46 ablaufen zu
lassen oder zurückzuziehen.
Die Last-Hebezeug-Seile 46 führen durch
eine Drahtseilführung 50, befestigt
an der oberen Innenseite des Auslegerstumpfes 30, hindurch
und werden über
eine Mehrzahl von Ausleger-Oberseiten-Laufrollen 52, angeordnet
an dem oberen Ende der Oberseite 28 des Auslegers, auslaufen
gelassen. Die Drahtseilführung 50 verhindert,
dass die Last-Hebezeug-Seile 46 mit der Gitterstruktur
des Auslegerbaums 26 in Wechselwirkung treten. Ein Hakenblock 54 ist
typischerweise an jedem Last-Hebezeug-Seil 46 befestigt.
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Wie
am besten in 2 zu sehen ist, umfasst der
Aufbau 12 weiterhin eine Antriebseinheit 46, wie
beispielsweise einen Dieselmotor, der durch ein Antriebsgehäuse 58 umschlossen
ist und an einer Antriebsbasis 60 getragen ist. Die Antriebsbasis 60 ist
mit der Rückseite
des sich drehenden Betts 14 verbunden. Verbunden mit der
Antriebsbasis 60 ist eine obere Gegengewichtanordnung 62,
die eine Mehrzahl von Gegengewichten 64, getragen an einer Gegengewichtauflage 66,
aufweist. Die Antriebseinheit 56 liefert Energie für die verschiedenen
mechanischen und hydraulischen Vorgänge des Krans 10, einschließlich einer
Bewegung der Laufketten 24, der Drehung des sich drehenden
Betts 14, der Drehung der Last-Hebezeug-Seiltrommeln 48 und für den Betrieb
der hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34. Die mechanischen
und hydraulischen Verbindungen zwischen der Antriebseinheit 46 und
den vorstehend aufgeführten
Bauteilen sind für
die Deutlichkeit weggelassen worden. Die Betriebsweise der verschiedenen
Funktionen des Krans 10 werden von der Kabine 68 des
Bedieners aus kontrolliert.
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Wie
am besten in den 11 und 12 zu sehen
ist, weist die Drahtseilführung 50 mindestens eine
positionierbare Seilrolle 80 auf. Die positionierbare Seilrolle 80 ist
zwischen einer ersten Position an dem Ende des Auslegerstumpfes 30 (siehe 11) und
einer zweiten Position an der oberen Innenseite des Auslegerstumpfes 30 (siehe 12)
bewegbar. Wie in größerem Detail
nachfolgend in Verbindung mit dem bevorzugten Verfahren einer Montage
des Krans 10 beschrieben werden wird, ermöglicht ein Anordnen
der positionierbaren Seilrolle 80 in der ersten Position
an dem Ende des Auslegerstumpfes 30, dass ein Last-Hebezeug-Seil 46 zum
Anheben von Gegenständen
vor einer Montage an der Oberseite 28 des Auslegers und
irgendwelcher Einsätze 32 an dem
Auslegerstumpf 30 des Krans 10 verwendet werden
kann. Die Drahtseilführung 50 verhindert, wenn
sie sich in dieser Position befindet (wie am besten in den 5–7 zu
sehen ist), dass das Last-Hebezeug-Seil 46 mit der Gittertstruktur
des Baumstumpfs 30 in Wechselwirkung tritt, indem das Last-Hebezeug-Seil 46 um
das Ende des Auslegerstumpfes 30 herumgeführt wird.
Die Drahtseilführung 50 minimiert
auch eine exzentrische Belastung des Auslegerstumpfes 30,
wenn das Last-Hebezeug-Seil 46 dazu verwendet wird, Objekte
anzuheben.
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Wenn
die Auslegeroberseite 28 und irgendwelche Auslegereinsätze 32 an
dem Kran 10 montiert sind, wird die positionierbare Seilrolle 80 an
der oberen Innenseite des Auslegerstumpfes 30 angeordnet (siehe 1).
Die Drahtseilführung 50 verhindert, wenn
sie sich in dieser Position befindet (siehe 1), dass
die Last-Hebezeug-Seile 46 mit
dem Ausleger 26 in Wechselwirkung treten, indem eine Trennung
zwischen den Last-Hebezeug-Seilen 46 und der Oberseite 28 des
Auslegers und irgendwelcher Auslegereinsätze 32, unabhängig von
dem Winkel des Auslegers, beibehalten wird.
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Wie
am besten in den 11 und 12 zu sehen
ist, ist die positionierbare Seilrolle 80 durch einen Schwenkrahmen 82,
schwenkbar verbunden mit dem Auslegerstumpf 30, an oder
nahe der inneren Kante 84, die die obere Innenseite und
das Ende des Auslegerstumpfes 30 verbindet, getragen. Die
Drahtseilführung 50 der
bevorzugten Ausführungsform weist
auch eine stationäre
Seilrolle 86 auf, die an der oberen Innenseite des Auslegerstumpfes 30 angeordnet
ist. Die stationäre
Seilrolle 86 ist durch einen stationären Rahmen 88, befestigt
an der Innenseite des Auslegerstumpfes 30, getragen. Der
stationäre Rahmen 88 trägt auch
den Schwenkrahmen 82, wenn sich die positionierbare Seilrolle 80 in
der zweiten Position an der oberen Innenseite des Auslegerstumpfes 30 befindet
(wie in 12 dargestellt ist). Wenn sich
die positionierbare Seilrolle 80 in der ersten Position
an dem Ende des Auslegerstumpfes 30 befindet, ist der Schwenkrahmen 82 mit
dem Ende des Auslegerstumpfes 30 an oder nahe der Außenkante 90,
die die obere Außenseite
und das Ende des Auslegerstumpfes 30 miteinander verbindet,
verbunden (siehe 11).
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Eine
alternative Ausführungsform
einer positionierbaren Drahtseilführung, auch bezeichnet als Last-Hebezeug-Seilführung, ist
in den 17–20 dargestellt.
Wie am besten in 17 zu sehen ist, ist die Drahtseilführung 300 der
alternativen Ausführungsform
aus einer ersten Seilrolle 302 und einer zweiten Seilrolle 304 aufgebaut.
Die erste Seilrolle 302 wird durch einen ersten Rahmen 306 getragen
und die zweite Seilrolle 304 wird durch einen zweiten Rahmen 308 getragen.
Der erste Rahmen 306 ist schwenkbar mit einer Kante des
Endes des Auslegerstumpfes 30 verbunden. Der erste Rahmen 306 ist
auch schwenkbar mit dem zweiten Rahmen 308 verbunden. Der
zweite Rahmen 308 ist abnehmbar mit der gegenüberliegenden
Kante des Endes des Auslegerstumpfes 30 verbunden, wenn
die Drahtseilführung 300 an
dem Ende des Auslegerstumpfes 30 positioniert ist. In der
alternativen Ausführungsform,
die dargestellt ist, ist eine zusammenlegbare Strebe 310 zwischen
dem ersten Rahmen 306 und dem zweiten Rahmen 308 verbunden,
um so eine Steifigkeit zwischen der ersten Seilrolle 302 und der
zweiten Seilrolle 304 dann aufrecht zu erhalten, wenn die
Drahtseilführung 300 an
dem Ende des Auslegerstumpfes 30 positioniert ist. Eine
Aufrigg-Plattform 312 ist auch an dem ersten Rahmen 306 vorgesehen
(siehe 20).
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Der
Kran 10 der bevorzugten Ausführungsform weist auch ein Selbsthandhabungssystem
zum Zusammenbauen und Zerlegen der oberen Gegengewicht-Anordnung 62 auf.
Wie am besten in 8 zu sehen ist, weist die obere
Gegengewicht-Anordnung 62 des Selbsthandhabungssystems
ein Paar Gegengewicht-Aufhängeteile 110,
verbunden mit einem Gegengewicht-Schwenkrahmen 114 durch
ein Paar Verbindungen 112, auf. Die Funktion dieser Bauteile
wird in größerem Detail
nachfolgend unter Bezugnahme auf den Vorgang für eine Selbstmontage des Krans 10 der
bevorzugten Ausführungsform diskutiert
werden. Allerdings werden diese Bauteile auch als eine Ruhevorrichtung
für den
Ausleger 26 verwendet. Wie in
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16 dargestellt
ist, kann der Winkel des Auslegers 26 gesichert werden,
während
sich der Kran 10 nicht in Benutzung befindet, indem die
Gegengewicht-Aufhängeteile 110 mit
den Verbindungen 112 verbunden sind. Die Verbindungen 112 und
der Gegengewicht-Schwenkrahmen 114 sind beide mit der oberen
Gegengewicht-Anordnung 62 verbunden, die
wiederum mit der Antriebsbasis 60 verbunden ist. Diese
Verbindungen werden in größerem Detail nachfolgend
unter Bezugnahme auf den Vorgang einer Selbstmontage des Krans 10 der
bevorzugten Ausführungsform
diskutiert. Wenn einmal die Gegengewicht-Aufhängeteile 110 verbunden
sind, kann der Druck in den hydraulischen Baum-Hebezeug-Zylindern 34 freigegeben
werden, um zu ermöglichen, dass
das Gewicht des Auslegers 26 durch die obere Gegengewicht-Anordnung 62 und
die Antriebseinheit 56 getragen zu werden, um dadurch das
Erfordernis zu beseitigen, einen konstanten Druck in den hydraulischen
Ausleger-Hebezeug-Zylindern 34 beizubehalten,
um den Winkel des Auslegers beizubehalten.
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Das
bevorzugte Verfahren einer Selbstmontage des Ausleger-Hebezeug-Zylinder-Laufkettenkrans 10 ist
am besten unter Bezugnahme auf die 3–15 und
die Beschreibung vorstehend zu sehen.
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Wie 3 zeigt,
wird der zerlegte Ausleger-Hebezeug-Zylinder-Laufkettenkran 10 zu der Baustelle
auf einem Transportanhänger 100 angeliefert.
Zusätzliche
Bauteile, wie beispielsweise die Oberseite 28 des Auslegers,
irgendwelche Auslegereinsätze 32,
die Laufketten 24, die Fahrzeugkarosserie-Gegengewichte 22 und
die obere Gegengewicht-Anordnung 62 werden auf getrennten
Transportanhängern
(nicht dargestellt) vor deren Montage an dem Kran 10 angeliefert.
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Wie
die 3–4 zeigen,
sind die Kolben 38 der hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 so
zurückgezogen,
um die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 und den Mast 36 von
dem Transportanhänger 100 hoch
anzuheben. Ein Auslegerstumpf-Aufhängeteil 102 wird dann
zwischen dem Ende des Auslegerstumpfes 30 und dem Mast 36 verbunden.
In dem bevorzugten Verfahren einer Selbstmontage wird die Drahtseilführung 50 zu
Anfang an dem Ende des Auslegerstumpfes 30 positioniert.
Ein Ende des Auslegerstumpf-Aufhängungsteils 102 wird
dann mit dem Mast 36 an einem Punkt nahe der Verbindung
zwischen dem Mast 36 und den Auslegerstumpf-Zylindern 34 verbunden.
Das andere Ende des Auslegerstumpf-Aufhängungsteils 102 wird dann
mit dem Schwenkrahmen 82 der Drahtseil führung 50 verbunden.
Das Auslegerstumpf-Aufhängungsteil 102 verbleibt,
wenn es nicht in Benutzung ist, an dem Mast 36 verbunden,
und wird daran verstaut. Die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 werden
dann einen zusätzlichen
Weg zurückgezogen,
um den Auslegerstumpf 30 von dem Transportanhänger 100 anzuheben
(4).
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Eine
Vielzahl von Anhebe-Zylindern 104, befestigt an der Fahrzeugkarosserie 20,
werden in eine Position geschwungen, in der sie sich von dem Transportanhänger 100 wegspreizen.
Die Anhebe-Zylinder 104 werden dann so ausgefahren, um
die Fahrzeugkarosserie 20 von dem Transportanhänger 100 weg
anzuheben. Der Transportanhänger 100 kann
dann entfernt werden.
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Wie
die 5–6 zeigen,
wird ein Last-Hebezeug-Seil 46 um die stationäre Seilrolle 36 und
die positionierbare Seilrolle 80 der Drahtseilführung 50 eingeschert.
Ein Hakenblock 54 wird an dem Last-Hebezeug-Seil 46 aufgeriggt.
Das Ende des Last-Hebezeug-Seils 46 wird dann mit dem Auslegerstumpf 30 verbunden.
Das Last-Hebezeug-Seil 46 und
die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 werden
nun dazu verwendet, die Laufketten 34 von dem Transportanhänger 100 zu
entfernen und sie für
eine Befestigung an der Fahrzeugkarosserie 20 zu positionieren.
Der Hakenblock 54 kann durch Drehen der Last-Hebezeug-Seiltrommel 48 angehoben
oder abgesenkt werden, um das Last-Hebezeug-Seil 46 entweder
auszufahren oder zurückzuziehen.
Der Winkel des Auslegerstumpfes 30 kann durch entweder
Verlängern
oder Zurückziehen
der hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 geändert werden,
um dadurch einen Gegenstand, befestigt an dem Hakenblock 54,
weiter von dem Kran 10 weg oder näher dazu zu bewegen. Die Position
des Aufbaus 12 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 20 wird durch
Drehung des Schwenklagers 18 kontrolliert. Wenn einmal
eine Laufkette 24 geeignet positioniert worden ist, dann
wird sie an der Fahrzeugkarosserie 20 befestigt. Ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Montieren der Laufketten 24 an
der Fahrzeugkarosserie 20 ist in dem US-Patent Nr. 5,427,256
offenbart. Ein anderes Verfahren zum Montieren der Laufketten 24 an
der Fahrzeugkarosserie 20 ist in der US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 07/762,764 offenbart.
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Nachdem
beide Laufketten 24 an der Fahrzeugkarosserie 20 befestigt
worden sind, können
die Anhebe-Zylinder 104 zurückgezogen werden, um den Kran 10 auf den
Boden abzusenken. Die Anhebe-Zylinder 104 werden dann gegen
die Seite der Fahrzeugkarosserie 20 in ihrer Ruhestellung
positioniert. In der Alternativen können die Anhebe-Zylinder 104 von
dem Kran 10 entfernt werden.
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Wie
die 7 zeigt, kann der Kran 10 nun dazu verwendet
werden, andere Kranbauteile für eine
Montage an dem Kran 10 zu positionieren. Zum Beispiel können das
Last-Hebezeug-Seil 46 und die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 dazu verwendet
werden, die Fahrzeugkarosserie-Gegengewichte 22 an der
Fahrzeugkarosserie 20 zu positionieren und zu montieren.
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Die
hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 werden auch
dazu verwendet, die obere Gegengewicht-Anordnung 62 an
dem Aufbau 12 zu montieren. Wie am besten in 8 zu
sehen ist, wird der Kran 10 dazu verwendet, die obere Gegengewicht-Anordnung 62 von
dem Transportanhänger (nicht
dargestellt) weg anzuheben und sie auf dem Boden hinter dem Kran 10 zu
platzieren. Ein Paar Gegengewicht-Aufhängeteile 110 wird
dann an einer Verbindung 112, verbunden an jeder Seite
des Gegengewicht-Schwenkrahmens 114, befestigt. Ein Ende
jedes Gegengewicht-Aufhängungsteils 110 wird
an dem Mast 36 an einem Punkt nahe der Verbindung zwischen
dem hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 und dem
Mast 36 verbolzt. Die Gegengewicht-Aufhängeteile 110 verbleiben,
wenn sie nicht verwendet werden, an dem Mast 36 verbunden
und werden daran aufbewahrt (siehe 7).
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Der
Gegengewicht-Schwenkrahmen 114 der bevorzugten Ausführungsform
ist aus einem U-förmigen
Rahmen, der Schenkel des "U" zwischen der Antriebsbasis 60 und
der oberen Gegengewicht-Anordnung 62 besitzt, aufgebaut.
Das Querelement, das zwischen den Schenkeln des U-förmigen Rahmens verbunden
ist, trägt
zu der Steifigkeit der Struktur bei. Alternativ ist der Gegengewicht-Schwenkrahmen 114 aus
einem Paar Streben aufgebaut, wobei eine Strebe schwenkbar mit jeder
Seite der Antriebsbasis 60 verbunden ist.
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Wie
am besten in 8 zu sehen ist, weist die obere
Gegengewicht-Anordnung 62 der
bevorzugten Ausführungsform
eine Vielzahl von Gegengewichten 64, getragen an einer
Gegengewicht-Auflage 66, auf. Befestigt an der Innenseite
jeder Seite der Gegengewicht-Auflage 66 ist eine Vielzahl
von Aufhängungsteilen 116.
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In
dem bevorzugten Verfahren einer Selbstmontage wird der Kran 10 so
manövriert,
um den Gegengewicht-Schwenkrahmen 114 zu der oberen Gegengewicht-Anordnung 62 auszurichten.
Der Gegengewicht-Schwenkrahmen 114 wird dann an den Aufhängungsteilen 116,
befestigt an der Gegengewicht-Auflage 66, verbolzt (siehe 8).
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Wie
am besten in 9 zu sehen ist, werden die hydraulischen
Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 dann
so verlängert,
um die obere Gegengewicht-Anordnung 62 von dem Boden abzuheben.
Wenn sich die obere Gegengewicht-Anordnung 62 nach oben durch
die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 anhebt,
schwenkt der Gegengewicht-Schwenkrahmen 114 die obere Gegengewicht-Anordnung 62 über einen
vertikalen Bogen um die Achse der Verbindung des Gegengewicht-Schwenkrahmens 114 zu
der Auflage 12. Die Verbindung der Aufhängungsteile 116 an
dem Gegengewicht-Schwenkrahmen 114 liegt vor dem Schwerpunkt
der oberen Gegengewicht-Anordnung 62, so dass die obere
Gegengewicht-Anordnung 62 zu
der Rückseite
des Krans 10 hin kippt, wenn sie durch den Schwenkrahmen 114 aufgehängt ist.
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Wenn
die obere Gegengewicht-Anordnung 62 in ihre Betriebsposition
an der Rückseite
des Aufbaus 12 angehoben ist, greift eine Rolle 118 in
die Unterseite der Antriebsbasis 60 ein (siehe 9A). Wenn
die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 weiter verlängert werden,
führt die
Rolle 118 die obere Gegengewicht-Anordnung 62 nach vorne, bis
ein Haken 120 an jeder Seite der Gegengewicht-Auflage 66 in
einen Bolzen 122 an jeder Seite der Antriebsbasis 60 eingreift.
Die rückwärtige Kippung
der aufgehängten,
oberen Gegengewicht-Anordnung 62 ermöglicht, dass die Haken 120 von
den Bolzen 122 während
des Anhebevorgangs frei sind. Wenn die Haken 120 in die
Bolzen 122 eingreifen, werden die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 weiter
verlängert,
bis ein Bolzen- bzw. Bolzenloch 124, angeordnet nahe der
Rückseite
an jeder Seite der Gegengewicht-Auflage 66, zu einem oval geformten
Loch 126, angeordnet an jeder Seite der Antriebsbasis 60,
ausgerichtet ist (siehe 9B). Ein Begrenzungsschalter
(nicht dargestellt) verhindert, dass die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 zu
stark verlängert
werden. Ein Bolzen 128 wird dann durch jedes Bolzenloch 124 und
das oval geformte Loch 126 hindurch platziert, um die obere
Gegengewicht-Anordnung 62 an der Antriebsbasis 60 zu
befestigen. Wenn sich die Bolzen 128 an Ort und Stelle
befinden, werden die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 zurückgezogen,
um die Spannung in den Gegengewicht-Aufhängungsteilen 110 und
den Verbindungen 112 wegzunehmen. Die Gegengewicht-Aufhängungsteile 110 werden
dann von den Verbindungen 112 getrennt und an dem Mast 36 aufbewahrt.
In ähnlicher
Weise werden die Verbindungen 112 an der Antriebsbasis 60 aufbewahrt.
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In
dem bevorzugten Montageverfahren wird mindestens eines der Fahrzeugkarosserie-Gegengewichte 22 an
der Fahrzeugkarosserie 20 vor einer Montage der oberen
Gegengewicht-Anordnung 62 an dem Aufbau 12 montiert,
um zu der Stabilität
des Krans 10 beizutragen. Eine Installation des zweiten Fahrzeugkarosserie-Gegengewichts 22 kann
die Installation der oberen Gegengewicht-Anordnung 62 an
dem Aufbau 12 beeinträchtigen.
Falls nur eines der Fahrzeugkarosserie-Gegengewichte 22 vor der Montage
der oberen Gegengewicht-Anordnung 62 an dem Aufbau 12 installiert
wurde, dann sollte das zweite Fahrzeugkarosserie-Gegengewicht 22 in dieser Stufe
des Kran-Selbstmontageverfahrens installiert werden.
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Die
Drahtseilführung 50 wird,
wie die 11–12 zeigen,
von einer ersten Position an dem Ende des Auslegerstumpfes 30 zu
einer zweiten Position an der oberen Innenseite des Auslegerstumpfes 30 umgesetzt.
Wie am besten in 11 zu sehen ist, werden die
hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 so verlängert, um
den Auslegerstumpf 30 auf den Boden aufzulegen. Ein Auflageblock 130 wird
unter der Außenkante 90 des
Auslegerstumpfes 30 platziert, um zu verhindern, dass der Boden
durch die Drahtseilführung 50 beeinträchtigt wird.
Der Hakenblock 54 und das Last-Hebezeug-Seil 46 werden
dann abgeriggt und von der Drahtseilführung 50 entfernt.
Ein Bolzen 132, der den Schwenkrahmen 82 an der
Außenkante 90 des
Auslegerstumpfes verbindet, wird dann entfernt. Die hydraulischen
Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 werden dann
zurückgezogen,
um den Schwenkrahmen 82 in einem nach oben gerichteten
Bogen um die Schwenkverbindung des Schwenkrahmens 82 herum
zu der Innenkante 84 des Auslegerstumpfes 30 anzuheben.
Wie in 12 dargestellt ist, ist der Schwenkrahmen 82 benachbart
zu dem stationären Rahmen 88 positioniert.
Der Schwenkrahmen 82 wird dann mit dem stationären Rahmen 88 durch
Installieren eines Bolzens 134 durch Löcher in dem Schwenkrahmen 82 und
dem stationären
Rahmen 88 verbunden.
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Die
alternative Ausführungsform
der positionierbaren Drahtseilführung 300,
dargestellt in den 17–20, wird über einen ähnlichen
Vorgang umgebaut. Wie in den 17–18 dargestellt
ist, wird ein Bolzen 314 von der zusammenlegbaren Strebe 310 entfernt,
um der Strebe 310 zu ermöglichen, sich zu falten. Der
Bolzen 316 wird dann entfernt, um die Verbindung zwischen
dem zweiten Rahmen 308 und dem Ende des Auslegerstumpfes 30 freizugeben.
Die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 werden dann verlängert, um
dem ersten Rahmen 306 zu ermöglichen, nach unten gegen den
Anschlag 318 zu schwenken.
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Das
Auslegerstumpf-Aufhängungsteil 102 wird,
wie die 17–18 zeigen,
von dem ersten Rahmen 306 getrennt und wieder mit einer
Anhebe Verbindung 320 an dem zweiten Rahmen 308 verbunden.
Der Anhebe-Verbindungsbolzen 322, der die Anhebe-Verbindung 320 sichert,
wenn sie nicht in Benutzung ist, wird entfernt, um der Anhebe-Verbindung 320 zu
ermöglichen,
mit der Auslegerstumpf-Hebeeinrichtung 102 zu
schwenken. Die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 werden dann
zurückgezogen,
um den zweiten Rahmen 308 nach oben zu dem ersten Rahmen 306 hin
durch Schwenken des zweiten Rahmens 308 um die schwenkbare
Verbindung zwischen dem ersten Rahmen 306 und dem zweiten
Rahmen 308 zu ziehen. Die zusammenlegbare Strebe 310 wird
gleichzeitig gefaltet, wenn der zweite Rahmen 308 angehoben wird.
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Der
zweite Rahmen 308 wird, wie 19 zeigt,
zu einer Position am nächsten
zu dem ersten Rahmen 306 angehoben. Ein Bolzen 324 wird
dann installiert, um fest den zweiten Rahmen 308 an dem ersten
Rahmen 306 zu verbinden. Die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 werden
dann weiter zurückgezogen,
um die Drahtseilführung 300 nach oben
zu schwenken, bis sie über
die Mitte hinaus umklappt.
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Die
Drahtseilführung 300 wird
dann, wie 20 zeigt, weiter zu der oberen
Innenseite des Auslegerstumpfes 30 durch Verlängern der
hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 herabgelassen.
Ein Bolzen 326 wird dann installiert, um fest den ersten
Rahmen 306 der Drahtseilführung 300 mit der oberen
Innenseite des Auslegerstumpfes 30 zu verbinden. Die Aufrigg-Plattform 312 wird
dann in ihre Position herabgelassen.
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Die
Auslegeroberseite 28 und irgendwelche Auslegereinsätze 32 werden,
wie 13 zeigt, zusammen auf dem Boden, benachbart zu
dem Auslegerstumpf 30, montiert. Ein Block 130 wird
typischerweise verwendet, um die Oberseite 28 des Auslegers und
die Auslegereinsätze 32 während des
Montagevorgangs zu tragen. Das montierte Auslegerendstück 28 und
die Auslegereinsätze 32 werden
dann mit der Innenkante 84 des Endes des Auslegerstumpfes 30 verbunden.
Die Verbindungen zwischen dem Auslegerstumpf 30, dem Endstück 28 des
Auslegers und irgendwelchen Auslegereinsätzen 32 können eine Verbindung
oder können
mehrere Verbindungen, dargestellt in dem US-Patent Nr. 5,199,586,
sein.
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Wie 14 zeigt,
werden die hydraulischen Ausleger-Hebezeug-Zylinder 34 zurückgezogen,
um den Ausleger 26 so anzuheben, um die Achse des Auslegerstumpfes 30 zu
der Achse des montierten Auslegerendes 28 und irgendwelchen
Auslegereinsätzen 30 auszurichten.
Die Außenkante 90 des
Endes des Auslegerstumpfes 30 wird dann so mit dem montierten
Auslegerende 28 und irgendwelchen Auslegereinsätzen 32 verbunden,
um die Montage des Auslegers 26 abzuschließen.
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Das
Auslegerstumpf-Aufhängungsteil 102 wird,
wie 15 zeigt, getrennt und vorzugsweise an dem Mast 36 aufbewahrt.
Die Ausleger-Aufhängungsteile 42 werden
dann zwischen dem Mast 36 und dem Auslegerende 28 verbunden.
Die Last-Hebezeug-Seile 46 werden dann durch die Drahtseilführung 50 hindurch
geführt
und um die Auslegerendseilrollen 52 geschert. Schließlich wird
ein Hakenblock 54 oder werden mehrere Hakenblöcke 54 an die
Last-Hebezeug-Seile 46 angebracht (siehe 1).
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Der
Selbstabbau des Krans 10 wird dadurch vorgenommen, dass
dem Verfahren, das vorstehend beschrieben wird, in einer umgekehrten
Reihenfolge gefolgt wird.
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Normalerweise
werden die doppelwirkenden Zylinder, ähnlich den Zylindern 34,
durch Pumpen in offenem Kreis betätigt, da das Kolbenende des
Zylinders weniger Fluid benötigt,
um den Kolben zu bewegen, als dann, wenn er von dem Kolbenende des
Zylinders heraus verschoben wird. Pumpen in offenem Kreis ziehen
Hydraulikfluid von einem Reservoir und das Fluid wird von dem Zylinder
zu dem Re servoir zurückgeführt. Das
Volumen-Differenzial zwischen dem Stangenende und dem Kolbenende
des Zylinders können
dann einfach aufgenommen werden.
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Allerdings
sind Pumpen mit offenem Kreis nicht so leistungseffizient wie Pumpen
in geschlossenem Kreis, und drehen sich viel langsamer, führen geringere
Strömungsraten
zu, als vergleichbare Pumpen mit geschlossenem Kreis. Auch sind
Pumpen mit offenem Kreis mit vergleichbarer Leistung kostspieliger
als Pumpen mit geschlossenem Kreis. Pumpen mit offenem Kreis mit
einem größeren Durchsatz
erfordern eine Hochleistungspumpe, die dieselbe Strömungsrate
wie eine Hauptpumpe in offenem Kreis bezieht. Aufgrund dieser Nachteile
wurde ein einzigartiger, hydraulischer Kreis, unter Verwendung einer
Pumpe mit geschlossenem Kreis, für den
Kran 10 entwickelt. Der Hydraulikkreis ist in 21 dargestellt.
Wie vorstehend erläutert
ist, sind die hydraulischen Zylinder 34 vorzugsweise doppelwirkende
Zylinder und werden während
eines normalen Betriebs des Krans dazu verwendet, den Auslegerwinkel
zu kontrollieren, und während
Kraneinstellvorgängen,
insbesondere dann, wenn die obere Gegengewicht-Anordnung 62 installiert
wird. Die Zylinder 34 befinden sich, wenn sie dazu verwendet
werden, den Auslegerwinkel während
eines normalen Hebevorgangs zu kontrollieren, allgemein unter Zugspannung.
Während
eines Positionierungsvorgangs des Gegengewichts befinden sich die
Zylinder 34 in einem Druckzustand. Als eine Folge werden
die Zylinder manchmal so kontrolliert, um sich in einer Richtung
zu bewegen, die für
sie natürlich
ist, um unter den Lasten, die darauf aufgebracht werden, zu folgen.
In dieser Situation handhabt die Pumpe eine Revisionslast. Das bedeutet,
die Pumpe lässt
den Dieselmotor an oder treibt ihn an, der typischerweise dazu verwendet
wird, die Pumpe anzutreiben. In dem bevorzugten Kreis wird die Pumpe
Revisionslasten manchmal dann unterworfen, wenn die Zylinder ausgefahren
werden, und manchmal dann, wenn die Zylinder zurückgezogen werden.
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Die
Hauptkomponenten des Kreises umfassen die Pumpe 201 in
geschlossenem Kreis, die doppelwirkenden Zylinder 34, die
Systempumpe 203, eine Hilfspumpe 205, auch bezeichnet
als eine Nebenpumpe, da sie auch dazu verwendet wird, hydraulische
Hilfsnebenaggregate anzutreiben, ein Zylinderrichtungs-Steuerventil 225 und
einen Verteiler zum Regenerieren von heißem Öl, dargestellt durch eine punktierte
Linie 206, die ein Überdruckventil 227 und
ein Zweiwegeventil 229 für heißes Öl einsetzt. Das bevorzugte
Richtungssteuerventil 225 ist ein Modell Nr. 4WE6J6X/EG12N9Z45,
ein Zwei-Solenoid-Ventil mit vier Anschlussöffnungen von Mannesmann Rexroth.
Der bevorzugte Verteiler 206 zum Regenerieren von heißem Öl enthält ein Zweiwegeventil 229 für heißes Öl, vorzugsweise
Modell Nr. DSGH-XHN,
ein Überdruckventil 227,
vorzugsweise ein Modell Nr. RPGC-LNN und zwei Absperrventile 241 und 242,
vorzugsweise Modell Nr. CXFA-XAN, alle in der Form von Einsetzteilen,
die sich in Verteiler hineinschrauben. Die Einsetzteile sind von
Sun Hydraulics.
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Die
Pumpe 201 in geschlossenem Kreis und die Befüllpumpe 203,
und die anderen Komponenten innerhalb der punktierten Linie 208,
sind vorzugsweise alle eingebaute Bauteile in einer kommerziell
erhältlichen,
variablen Verdrängungspumpe,
wie beispielsweise die Pumpe Series 90 von Sauer Sundstrand
Corporation, Modell Nr. 90L 100KA 2 C 853 FI E 33 6BA 20 42 24.
Diese Pumpe setzt eine Richtungsströmungssteuerung so ein, dass
irgendeine der zwei Anschlussöffnungen 202 und 204 der
Pumpe 201 alternativ als die Auslass- und Einlassöffnung verwendet
werden kann. Alternativ könnte
die Pumpe in geschlossenem Kreis mit einer unidirektionalen Strömung mit
einer separaten Richtungsströmungssteuereinheit
verbunden werden, um wechselweise Energie zu beiden Seiten der Zylinder 34 zuzuführen. Die
bevorzugte Pumpe in geschlossenem Kreis umfasst innere Sicherheits-Überdruckventile und andere
Merkmale, die nicht in 21 dargestellt sind, da sie
herkömmlich
sind und keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.
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Die
Zylinder 34 sind vorzugsweise identisch. Als eine Folge
werden dieselben Bezugszeichen verwendet, um dieselben Teile der
Zylinder 34 zu bezeichnen. Jeder Zylinder 34 besitzt
eine Bohrung 236 und einen Kolben 237, der in
der Bohrung 236 montiert ist, ein Kolbenende 238 des
Zylinders 34 bildend. Eine Kolbenstange 38 ist
mit dem Kolben 237, gegenüberliegend dem Kolbenende 238,
verbunden. Die Kolbenstange 38 erstreckt sich aus einem
Auslassende der Bohrung 236 heraus, ist allerdings an dem
Austrittsende abgedichtet, ein Kolbenstangenende 240 des
Zylinders bildend. Ein erster Durchgangsweg 218 steht in
einer Fluidverbindung mit dem Kolbenende 238, und ein zweiter
Durchgangsweg 216 steht in einer Fluidverbindung mit dem
Kolbenstangenende 240 des Zylinders 34.
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Wenn
der Ausleger 36 angehoben wird, werden die Zylinder 34 zurückgezogen.
Die Pumpe 201 mit variabler Verdrängung, geschlossenem Kreis, wird
in ihrem Hub zu den Druckleitungen 211, 212, 213 und 214 gebracht.
Fluid wird ermöglicht,
in den Durchgangsweg 216 in das Kolbenstangenende 240 jedes
Zylinders 34 über
Absperrventile 224 einzutreten. Das Richtungssteuerventil 225 für das Ausleger-Hebezeug wird elektrisch
zu der Ausleger-Aufwärts-Position
betätigt,
in der eine Strömung
von den Befüllpumpen 203 in
den Leitungen 210 und 215 durch das Richtungssteuerventil 225 des
Ausleger-Hebezeugs und aus den Leitungen 265 und 266 zu
den Steuerventilen 221, montiert an jedem Zylinder 34,
führt.
Das Steuersignal öffnet
die Steuerventile 221, was ermöglicht, dass hydraulisches
Fluid aus den Zylinderbohrungen 236 durch die Durchgangswege 218 herausführt. Die
Leitungen 234, 232 und 231 führen das
Fluid zu der Anschlussöffnung 202 der
Pumpe 201 zurück.
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Da
der Kreis mit einer Pumpe mit variabler Verdrängung, geschlossenem Kreis,
ausgelegt ist, muss die Strömung
in den Leitungen in die Zylinder 34 hinein und aus diesen
heraus gleich an der Pumpe 201 sein. Es wäre am besten,
wenn das Verhältnis der Änderung
in dem Volumen des Kolbenstangenendes zu der Änderung in dem Volumen des
Kolbenendes, wenn die Kolbenstange ausgefahren oder zurückgezogen
wird, zwischen ungefähr
1:2 und ungefähr
1:1,1 liegt. In der derzeit bevorzugten Ausführungsform des Krans 10 besitzt
die Kolbenstange 38 einen Durchmesser von 140 mm (5,5 Inch)
und einen Querschnittsflächenbereich
von 15355 mm2 (23,8 Quadratinch). Die Bohrung 236 besitzt
einen Durchmesser von 305 mm (12 Inch) und einen Querschnittsflächenbereich
von 72968 mm2 (113,1 Quadratinch). Das bevorzugte
Verhältnis
der Änderung im
Volumen des Kolbenstangenendes 240 zu der Änderung
in dem Volumen des Kolbenendes 238 beträgt demzufolge (113,1–23,8):113,1
oder 1:1,27. Demzufolge kommen, für 3,8 l (1 Gallone) an hydraulischem
Fluid, das in den Durchgangsweg 216 gedrückt wird,
4,8 l (1,27 Gallonen) an hydraulischem Fluid aus dem Durchgangsweg 218 heraus.
Die zusätzlichen
1,0 l (0,27 Gallonen) werden von dem Kreis über den Verteiler 206 für das heiße Wiederauffrischungsöl aus der
Leitung 259 zu dem Kühler
und schließlich
zurück
zu dem Hydraulik-Reservoir abgelassen, was 3,8 l (1 Gallone) belässt, um
zu der Anschlussöffnung 202 der
Pumpe 201 über
die Leitung 231 zurückzuführen. Dem ü berschüssigen Fluid
wird ermöglicht,
aus der Leitung 233 in den Verteiler 206 für heißes Wiederauffrischungsöl zu fließen. Das Zweiwegeventil 229 wird
durch den Druck in der Leitung 213 betätigt, so dass die Leitung 233 mit
der Leitung 255 verbunden ist. Das Fluid führt dann
durch die Leitung 257 und das Überdruckventil 227 zurück.
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Wenn
der Bediener wünscht,
dass der Ausleger 26 nach unten geht, wird die Pumpe 201 in
ihrem Hub weit genug gebracht, um wieder die Leitungen 211, 212 und 214 auf
ein Niveau unter Druck zu setzen, das ausreichend ist, die Last
zu tragen. Das Ausleger-Hebezeug-Richtungsventil 225 wird
elektrisch zu der Ausleger-Abwärts-(Verlängerungs)-Position
betätigt,
in der ein Fluss von der Befüllpumpe 203 in
der Leitung 215 durch das Last-Hebezeug-Richtungssteuerventil 225 und
aus den Leitungen 263 und 264 heraus zu den Steuerventilen 223, montiert
an jedem Zylinder, führt.
Das Steuersignal öffnet
die Steuerventile 223, was ermöglicht, dass Hydraulikfluid
aus dem Kolbenstangenende 240 der Zylinder 34 heraus
durch die Durchgangswege 216 führt. Zu diesem Zeitpunkt wird
die Fließrichtung
der Pumpe 201 umgekehrt, und die Anschlussöffnung 202 wird
die Auslassöffnung
der Pumpe 210. Die Strömung
führt durch
die Leitungen 231 und 234, das Absperrventil 222 und
den Durchgangsweg 218 hindurch, was bewirkt, dass sich
die Kolbenstange 38 verlängert. Allerdings verbleiben,
da sich der Zylinder 34 unter Zugspannung befindet, die
Einlassöffnung 204 und
die Leitungen 211 und 214 unter einem hohen Druck.
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Wie
zuvor muss die Strömung
in jeden Zylinder 34 hinein und aus diesem heraus gleich
an der Pumpe 201 mit variabler Verdrängung sein. Allerdings führen in
dem Ausleger-Abwärts-Modus
3,8 l (eine Gallone) an Fluid von dem Kolbenstangenende 240 des
Zylinders 34 zu einem Erfordernis von 4,8 l (1,27 Gallonen),
um in das Kolbenende 238 einzutreten. Die 1,0 l (0,27 Gallonen)
werden von der Strömung
von der Pumpe 205 für
die Hilfsaggregate über die
Leitungen 251, 253 und 254 in den Verteiler 206 für ein Wiederauffrischungsöl, der so
positioniert ist, dass eine Strömung
in die Leitung 233 von der Leitung 255 fließen kann
und sich mit der Strömung
in der Leitung 231 zu der Leitung 232, 234 vereinigt
und in das Kolbenende 238 eintritt, herangezogen. Da sich
der Zylinder 34 allgemein in Zugspannung während des
Ausleger-Ablass-Vorgangs befindet, befinden sich die Leitungen 231, 232 und 233 an
der Seite mit niedrigem Druck der Pumpe 201. Demzufolge wird
das Fluid von der Hilfsaggregatpumpe 205 zu der Niederdruckseite
des hydraulischen Kreises zugeführt.
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Unter
sehr steilen Auslegerwinkeln können sich
die Zylinder 34 unter Kompression befinden. Der hydraulische
Kreis der 21 ermöglicht, dass die Pumpe mit
geschlossenem Kreis eine Verlängerung unter
Druckbelastungen ebenso bewältigt,
da, wie vorstehend diskutiert ist, der bevorzugte Kran 10 auch
die Zylinder 34 für
die Positionierungsvorgänge des
Gegengewichts verwendet.
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Während der
Positionierungsvorgänge
des Gegengewichts befinden sich die Zylinder 34 unter Kompression.
Wenn der Bediener anweist, die Zylinder auszufahren, werden die
Leitungen 231, 232, 233 und 234 die
Hochdruckseite des Kreises, das Kolbenende 238 der Zylinder 34 über das
Absperrventil 222 versorgend. Die Anschlussöffnung 202 wird
der Auslass und die Hochdruck-Anschlussöffnung an der Pumpe 201 mit
geschlossenem Kreis. Das Ausleger-Hebezeug-Richtungssteuerventil 225 ist
so positioniert, dass Druck von der Befüllpumpe 203 durch Leitungen 215, 263 und 264 fließen kann,
um die Steuerventile 223 zu öffnen, um zu ermöglichen, dass
Fluid die Durchgangswege 216 verlässt. In dem Ausfahrmodus wird
eine zusätzliche
Aufbauströmung
von der Hilfsaggregatpumpe 205 durch die Leitungen 251, 253 und 254 in
den Verteiler 206 für
heißes
Wiederauffrischungsöl
gebracht. Der Druck in der Leitung 233 bewirkt, dass die
Steuerleitung das Ventil 229 so betätigt, dass Fluid von der Leitung 255 in
die Leitung 213 fließen
kann und sich dann mit der Strömung
in den Leitungen 212 und 213 zurück zu der
Pumpe 201 über
die Auslassöffnung 204 an
der Pumpe vereinigen kann. Wiederum wird das Aufbaufluid, zugeführt durch
die Hilfsaggregatpumpe 205, in die Niederdruckseite des
Hydraulikkreises zugeführt.
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Wenn
der Bediener anweist, die Zylinder während eines Positionierungsvorgangs
des Gegengewichts zurückzuziehen,
verbleiben die Leitungen 231, 232, 233 und 234 die
Hochdruckseite des Kreises. Die Pumpe 201 wird in ihrem
Hub weit genug gebracht, um wiederum diese Leitungen auf ein Niveau, ausreichend
dazu, die Last zu tragen, unter Druck zu setzen. Das Ausleger-Hebezeug-Richtungssteuerventil 225 wird
elektrisch zu der Rückziehposition
so betätigt,
dass eine Strömung
von der Befüllpumpe 203 in
der Leitung 215 durch das Ausleger- Hebezeug-Richtungsventil 225 hindurch
und aus den Leitungen 265 und 266 zu den Steuerventilen 221,
befestigt an jedem Zylinder 34, führt. Das Steuersignal öffnet die
gesteuerten Ventile 221, was ermöglicht, dass Hydraulikfluid
aus dem Kolbenende 238 der Zylinder 34 herausführt. Zu
diesem Zeitpunkt wird die Strömungsrichtung
der Pumpe 201 umgekehrt, so dass die Kolbenstange 38 beginnt,
sich zurückzuziehen.
Allerdings verbleiben die Leitungen 231, 232, 233 und 234 Hochdruckleitungen,
da sich der Zylinder 34 unter Kompression befindet. Demzufolge
ist die Anschlussöffnung 202 die
Einlassöffnung,
ist allerdings auch noch die Hochdrucköffnung. Überschüssiges Fluid von den Leitungen 212 und 214 führt durch
die Leitung 213, das Ventil 229, die Leitungen 255 und 257,
das Überdruckventil 227 und
die Leitung 229 zu dem Kühler und dann weiter zu dem Reservoir
heraus.
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Die
gesteuert betätigten
Ventile 221 und 223 sind direkt an den Zylindern
befestigt. In dem Fall eines Schlauchbruchs geht der Steuerdruck
verloren. Die gesteuert betätigten
Ventile schließen
sich dann, was den Zylinder an Ort und Stelle hält. Überdruckventile 226 und 228 ermöglichen
andererseits, dass überschüssiger Druck,
der die Zylinder beschädigen könnte (wie
beispielsweise aufgrund einer thermischen Expansion, wenn Sonnenlicht
die Zylinder erwärmt),
entweichen kann.
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Die
gesteuerten Ventile 221 und 223 sind identisch,
und bevorzugt sind sie Ventil-Einsetzteile des Modells Nr. DKJS-XHN
von Sun Hydraulics. Das Überdruckventil 226 und
die Absperrventile 222 sind vorzugsweise beide in dasselbe,
erhältliche
Einsetzteil Modell SCIA-CCN von Sun Hydraulics eingebaut. Das Überdruckventil 228 und
das Absperrventil 224 sind in ähnlicher Weise Teil eines Einsetzteils
bzw. einer Kassette. Alle vier Einsetzteile sind in einen einzelnen
Verteiler, befestigt in der Mitte des Zylinders, eingeschraubt.
Dieser Verteiler ist mit den Enden des Zylinders 34 durch
eine verschweißte
Rohrleitung, die ein integraler Teil des Zylinders 34 ist,
verbunden. Die Überdruckventile 228 sind
vorzugsweise auf 34,5 MPa (5000 psi) eingestellt und die Überdruckventile 226 sind
vorzugsweise auf 20,7 MPa (3000 psi) eingestellt. Irgendeine Leckage
von den Ventilen 228, 226, 223 und 221 wird
zu dem Niederdruck-Reservoir hin gerichtet, das vorzugsweise ein
Behälter
unter Atmosphärendruck
ist.
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Die
Hilfsgerätepumpe 205 ist
vorzugsweise eine von drei Abschnitten einer Zahnradpumpe Modell
323 9639 161 von Commercial Intertech of Youngstown, O- hio. Ein anderer
Teil dieser Zahnradpumpe ist eine Hochleistungspumpe, die die Systempumpe 203 versorgt.
In dem Kran 10 wird die Hilfsgerätepumpe 205 dazu verwendet,
die Bauteile an dem Unterteil 16 über die Leitung 252 zu
versorgen, wie beispielsweise die Hebezeug-Zylinder 104,
ebenso wie das Aufbaufluid für
die Pumpe 201 in geschlossenem Kreis. Die Leitung 281 ist
eine Drucksteuerleitung von einer oberen Versorgungsöffnung eines Ventils
an dem Unterbau. Sie wird dazu verwendet, den Kolben des Kolbenabsperrventils 282 innerhalb des
Pumpenentlastungsventils, gezeigt durch eine unterbrochene Linie 280,
zu betätigen.
Das Pumpenablassventil umfasst auch eine Öffnung 283, die zu einem
Behälter
führt.
Ein Überdruckventil 285 liegt parallel
zu dem Kolbenabsperrventil 282. Das Überdruckventil 285 ermöglicht eine
Druckentlastung, wenn die Pumpe 205 läuft, Fluid allerdings nicht
in der Leitung 252 benötigt
wird, allerdings das Absperrventil 282 nicht offen ist.
Normalerweise wird eine Strömung
durch die Leitung 252 durch das Ventil 282 gerichtet,
da das Leistungsüberschussventil
ein Signal über
die Leitung 281 liefert, um das Kolbenabsperrventil 282 zu öffnen. Die Öffnung 283 ermöglicht,
dass Druck aus der Leitung 281 entweicht, so dass das Absperrventil 282 dann
geschlossen werden kann, wenn erwünscht ist, dass Fluid durch
die Leitung 252 fließt.
Ein Filter 270 reinigt das Fluid, wenn es aus dem Pumpenablassventil 280 fließt, so dass
Fluid, das in den Kreis mit geschlossenem Kreis über den Verteiler 206 für heißes Nachfüllöl eintritt, gefiltert
wird. Ein Absperrventil mit einem wesentlichen Widerstand 271 bildet
einen parallelen Strömungspfad
zu dem Verteiler 206 für
heißes Öl, falls der
Filter 270 blockiert wird. Vorzugsweise ist ein Filter,
der nicht dargestellt ist, zwischen dem Kompressor und der Systempumpe 203 vorgesehen.
Der Kompressor liefert vorzugsweise Hydraulikfluid bei 0,5 MPa (75
psi).
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Falls
die Systempumpe 203 groß genug ist, könnte sie
dazu verwendet werden, das Aufbaufluid, benötigt für den Zylinder, differenziell über Absperrventile 207 und
Leitungen 217 oder 219 zuzuführen. Allerdings ist, in der
bevorzugten, kommerziell erhältlichen
Pumpe mit variabler Verdrängung
mit einer eingebauten Richtungssteuerung 208, die eingebaute
Systempumpe 203 nicht groß genug, um diese Funktion
durchzuführen,
und demzufolge wird die Hilfspumpe 206 verwendet.
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Das
bevorzugte Zweiwegeventil 229 für heißes Öl besitzt Drucksteuerleitungen,
die mit Leitungen 213 und 233 verbunden sind,
um automatisch das Zweiwege ventil zu betätigen. Wenn der Druck in der
Leitung 233 höher
als der Druck in der Leitung 213 ist, wird die Leitung 255 mit
der Leitung 213 verbunden. Andererseits wird, wenn der
Druck in der Leitung 213 höher als der Druck in der Leitung 233 ist,
die Leitung 255 mit der Leitung 233 verbunden.
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Absperrventile 241 und 242 sind
in dem Verteiler 206 zum Nachfüllen von heißem Öl enthalten, um
auf solche Betriebszustände
zu achten, bei denen das Druckdifferenzial zwischen Leitungen 213 und 233 nicht
ausreichend ist, um das Zweiwegeventil 229 zu öffnen. Dies
tritt oft bei steilen Auslegerwinkeln auf, wenn sich der Zylinder 34 nur
in einer leichten Kompression oder Zugspannung befindet. Während dieser
Situationen kann das Aufbaufluid von der Leitung 255 noch
in die Niederdruckseite des Kreises über das Absperrventil 241 oder 242 eintreten,
in Abhängigkeit
davon, ob die Leitung 258 oder 256 den niedrigsten
Druck besitzt. Absperrventile 241 und 242, die
einen leichten Widerstand haben, können auch einen parallelen
Pfad für
Fluid vorsehen, um in den Teil des Kreises mit geschlossenem Kreis
einzutreten. Wenn das Zweiwegeventil 229 offen ist, wird es
einen kleinen Druckabfall haben, wenn Fluid beginnt, dort hindurchzufließen. Wenn
dieser Druckabfall gleich zu dem geringen Druck ist, der benötigt wird,
um die Absperrventile 241 oder 242 zu öffnen, wird
Fluid beide Pfade nehmen. Das Zweiwegeventil 229 bildet
allerdings den normalen Pfad, durch den das Fluid den Bereich des
Kreises mit geschlossenem Kreis verlässt, da die Absperrventile 241 und 242 nur
einen Fluss in einer Richtung zufassen.
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Ein Überdruckventil 227 ist
vorzugsweise so eingestellt, um sich bei 2,40 MPa (350 psi) zu öffnen. Dies
hält ein
Minimum von 350 psi in dem Hydraulikkreis aufrecht, was wichtig
ist, da dann, wenn die Hilfspumpe 205 läuft und kein Fluid für die Hilfsgeräte oder
als Aufbaufluid in dem Teil mit geschlossenem Kreis des Zylinderkreises
benötigt
wird, sich das Fluid von der Pumpe 205 über das Pumpenablassventil 280 und über Leitungen 253, 254, 255 und 257 entleeren
wird. Das Überdruckventil 227 hält deshalb
einen minimalen Druck für
die Pumpe 205 aufrecht. Das gesteuerte Entlastungsventil 209 liefert ähnlich einen
minimalen Druck und eine Entlastung für die Systempumpe 203.
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Das
hydraulische System wird vorzugsweise durch einen Mikroprozessor
als Teil der Steuerfunktion des gesamten Krans gesteuert. Beispiele
von Steuersyste men für
Hebekräne,
die einen Mikroprozessor verwenden, um hydraulische Funktionen zu steuern,
sind in den US-Patenten Nr.'n
5,189,605; 5,297,019 und 5,579,931 offenbart, wobei alle davon hier
unter Bezugnahme darauf eingeschlossen werden. Als solcher wird
der Kran 10 vorzugsweise Wandler umfassen, um den Fluiddruck
an unterschiedlichen Punkten in dem hydraulischen System zu überwachen.
Das Steuersystem, und die Lage der Wandler, liegen nicht innerhalb
des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
des Krans 10 ist die Kolbenstange 38 so dimensioniert, dass
sie beabsichtigte Lasten unter Kompression trägt. Da es erwünscht ist,
den Durchmesser der Kolbenstange 38 auf einem Minimum zu
halten, und da sich die Wölbungsfestigkeit
einer Kolbenstange verringert, wenn sich deren effektive Länge erhöht, ist das
Gegengewicht-Handhabungssystem so ausgelegt, dass die Kolbenstangen 38 nur
mit einer begrenzten Verlängerung
betätigt
werden müssen, während sich
die Zylinder 34 unter Kompression befinden. Dies verringert
das potenzielle Wölbungsproblem
und ermöglicht,
dass die Kolbenstangen 38 mit kleineren Durchmessern als
dann ausgelegt werden, wenn die Kolbenstangen 38 vollständig unter
Kompression ausgefahren werden könnten.
Die Zugfestigkeit des Materials, das verwendet wird, um die Kolbenstangen 38 herzustellen,
ist hoch genug, so dass, gerade bei diesem kleineren Durchmesser,
die Kolbenstangen 38 eine ausreichende Zugfestigkeit haben,
um sicher maximale, erwartete Zugbelastungen zu handhaben.
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Der
bevorzugte, hydraulische Kreis, der vorstehend beschrieben ist,
ermöglicht,
dass eine Pumpe mit geschlossenem Kreis die doppelwirkenden, hydraulischen
Zylinder 34 antreibt. Er liefert auch das zusätzliche
Fluid, das benötigt
wird, damit das Zylinder-Differenzial immer zu der Niederdruckseite
des Kreises hinzugefügt
wird. Da die Pumpe mit geschlossenem Kreis oftmals Revisionslasten
handhabt, wird manchmal die Niederdruckseite des Kreises mit der
Auslassöffnung
der Pumpe mit geschlossenem Kreis verbunden. Der bevorzugte Kreis
berücksichtigt
dies, und ermöglicht,
dass das Aufbaufluid zu der Pumpe geht, wenn sich die Einlassöffnung auf
der Niederdruckseite befindet, oder zu dem Zylinder geht, wenn sich
die Pumpeneinlassöffnung
nicht an der Hochdruckseite befindet. Auf diese Art und Weise kann
der Kreis dazu verwendet werden, die doppelbetätigten Zylinder in sowohl einer Zug-
als auch einer Kompressionssituation zu betätigen. Weiterhin kann die Pumpe,
die das Aufbaufluid zuführt, kostengünstig sein,
da sie immer die Niederdruckseite des Kreises versorgt.