JP6978836B2 - 自走クレーン - Google Patents

Description

本発明は、駆動可能な下部構造と、この下部構造に取り付けられた回転可能な上部構造と、一方側に設けられた旋回可能な旋回ジブと、他方側に設けられ、上部構造に対して移動可能に取り付けられたカウンタウェイト装置とを備えた自走クレーンに関する。

反トルクを増大または減少させるために上部構造にカウンタウェイト装置が移動可能に設けられた自走クレーンが既に知られている。例えば、特許文献１に自走クレーンが開示されており、この自走クレーンでは、カウンタウェイト装置は反トルクを増大または減少させるために上部構造の長手方向軸に沿って直線的に移動可能に構成されている。カウンタウェイト装置の位置は、任意に分離可能である連結機構によってジブの傾斜角に対して機械的に適合され得る。

上部構造上に移動可能に設けられたカウンタウェイト装置が特許文献２から知られており、当該カウンタウェイト装置は、反トルクを増大または減少させるために対応するピストンおよびシリンダ装置を介して上部構造に沿って直線状に動かされ得る。

独国特許第１０２０１２００６４９４号明細書 中国特許第１０２２２９４１５号明細書 独国特許出願公開第１０２０１２０１１８７１号明細書

ところで、カウンタウェイト装置が反トルクを増大させるために連結ロッドの対応するピストンおよびシリンダ装置によって後方に移動させられた場合、上部構造の旋回半径が自動的に大きくなる。利用できるスペースが狭い工事現場において、このことは建物の壁や他の干渉構造のような干渉エッジの問題を生じさせる。

本発明が解決しようとする問題は、上述した種類の自走クレーンを、可能な限り大きな調節経路にわたって容易にバラスト半径が調節され得ると同時に、上部構造の旋回半径が可能な限り小さくされるように改良することである。

本発明によると、この問題は請求項１の特徴の組み合わせによって解決される。このために、駆動可能な下部構造と、この下部構造に取り付けられた回転可能な上部構造と、一方側に設けられた旋回可能な旋回ジブと、他方側に設けられたカウンタウェイト装置とを備えた自走クレーンが提示される。本発明によると、カウンタウェイト装置は、カウンタウェイトベースプレートであって、このカウンタウェイトベースプレート上に鉛直軸回りに旋回可能且つ上部構造に対して移動可能に取り付けられた少なくとも２つのカウンタウェイトスタックが設けられているカウンタウェイトベースプレートを有する。カウンタウェイトスタックの旋回可能性という新しいコンセプトのおかげで、バラスト半径の容易な調節が回転運動によって可能となり、それにより大きな調節経路が実現される。

本発明によると、カウンタウェイトスタックは、カウンタウェイトベースプレート上で個別の鉛直軸回りを旋回可能な旋回アーム上に配置可能であり、この旋回アームは、旋回駆動ユニットを介して、最小限に縮んだ位置から最大限に延びた位置まで連続的に旋回可能である。そのような旋回駆動ユニットは、鉛直旋回軸受における軸受力が非常に大きいために必要である。

本発明の有利な構成は、メインクレームに従属する従属クレームから明らかになるだろう。

したがって、カウンタウェイトベースプレートは、カウンタウェイトフレームによって上部構造に連結可能である。このことは、例えば、道路交通において自らの運搬車で駆動されるときに自走クレーンのベース重量を低減するために、カウンタウェイト装置全体を必要に応じて上部構造から容易に分離することを可能とする。

特に有利には、カウンタウェイトスタック内に形成され得るカウンタウェイトプレートは、実質的に三角形状を有する。このことは、カウンタウェイト装置の可動部の重心が、カウンタウェイト装置の最外点よりも下部構造回りの上部構造の回転軸から離れて移動することを可能とする。よって、上部構造の旋回半径を形成しかつ工事現場において必要となるスペースを決定するカウンタウェイト装置の最外点は、より大きな反トルクを生じるようにカウンタウェイト装置の可動部の外側に動かされる旋回点よりも小さくなる。

有利には、旋回アームの旋回角度は、センサによって検出可能である。よって、旋回アームの位置が制御ユニットに提供され得る。このことは、したがって、クレーン監視において中間位置を考慮に入れることを可能とする。

調節可能なバラスト半径は、特に、上部構造が小バラスト半径に対して支持ベース内で３６０°回転可能であることを意味する。対応するセンサ信号が、特許文献３に係るクレーン安全性の監視のための方法を実行できる対応するクレーン制御器に送られることが特に有益である。自走クレーンは、任意の支持ベースを伴って設置され得るので、狭い工事現場において家屋の壁のような干渉エッジの近くで操作され得る。本発明に係る旋回機構のおかげで、カウンタウェイト装置のカウンタウェイトベースプレートは非常に容易に調節され得、そのため上部構造の回転半径が干渉エッジに対して容易に適合され得る。

非常に大きな反トルクが必要とされる場合、カウンタウェイトスタックが高くなりすぎるおそれがあり、本発明の文脈における特に有利な構成によると、４つの鉛直軸回りに旋回するように設けられた４つのカウンタウェイトスタックを提供できる。これにより、鉛直軸受における軸受力が低減され得る。好ましくは、互いに横に並んで設けられた２つのカウンタウェイトスタックが、対になって共に旋回でき、一種の平行四辺形状の案内部をもたらすように構成されている。

本発明のべつの有利な実施形態によると、カウンタウェイトフレームと、カウンタウェイトベースプレートと、このカウンタウェイトベースプレート上で旋回する旋回アームと、必要に応じて上記カウンタウェイトフレーム上に置かれたケーブルおよび固定プーリケースを有するウインチとから構成されるカウンタウェイト装置は、自立輸送ユニットとして上部構造から全体として取り外し可能である。そして、この輸送ユニットは、特にその輸送のために提供されるトレーラートラックに積まれてもよい。特に有利には、カウンタウェイト装置上に、少なくとも１つのカウンタウェイトプレートが輸送のために予め配置されている。このことは自走クレーンの組み立てを容易化する。なぜなら、カウンタウェイト装置が上部構造上に配置されたカウンタウェイトプレートと既に組み付けられているためである。

ある代替的な有利な実施形態によると、カウンタウェイト装置が道路輸送の間にわたって上部構造上にある場合に、カウンタウェイトプレートを収容するために旋回アームに設けられたベースプレートは、取り外されて自走クレーンに固定され得るように構成されている。この代替的な実施形態は、ドイツにおける場合よりも実質的に大きな公道での車軸負荷を伴って移動できる自走クレーンのために設計されている。カウンタウェイト装置は、ここでは上部構造上にあるままであってもよい。ところで、道路移動の間において可能な限り均一に車軸負荷を分散させるために、ベースプレートはカウンタウェイト装置から分離できるように設計される。それらは、したがって、自走クレーンに設けられた輸送レセプタクルによって取り込まれる。有利には、これらの輸送レセプタクルは、自走クレーンの下部構造におけるスライドビームボックスの大きな領域に設けられる。

有利には、カウンタウェイトスタックは、異なるカウンタウェイト半径に調節可能である。すなわち、例えば、あるタワーは７ｍの外径に立ち、その他のタワーは５ｍの外径に立つことが考えられる。各カウンタウェイトスタックが各自の旋回アームを有するため、この独立した調節が可能となる。

本発明の別の特徴、詳細および利点は、図面に示す例示的な実施形態の助けを借りてより詳しく説明される。

図１は、上部構造上に設けられた中間バラスト半径を有するカウンタウェイト装置を備えた本発明に係る自走クレーンの斜視図である。 図２は、さまざまな旋回位置におけるカウンタウェイト装置の平面図であって、カウンタウェイトスタックの位置に応じた上部構造の旋回半径を示している。 図３は、本発明の別の実施形態に係る互いに横に並んで配置された２つのカウンタウェイトスタックの概略構成を示す図である。 図４は、自走クレーンの道路走行中におけるカウンタウェイト装置のベースプレートの位置決めを示す概略図である。 図５は、小バラスト半径を有する図１の自走クレーンを示す図である。 図６は、大バラスト半径を有する図１の自走クレーンを示す図である。 図７は、取り外されて輸送のために低荷台トラックに積まれたカウンタウェイト装置を示す図である。 図８は、図４に係る増大した車軸荷重を伴う移動状態にある本発明のある実施形態に係る自走クレーンである。 図９は、本発明の自走クレーンの細部図である。 図１０は、本発明の自走クレーンの別の細部図であって、カウンタウェイト装置におけるベースプレートの保持を示している。 図１１は、本発明の自走クレーンの別の細部図であって、カウンタウェイト装置におけるベースプレートの保持を示している。 図１２は、スライドビームボックスにおける上部構造とのボルト締めに先立ってバラストが取り外された状態を示す細部斜視図である。

図１は、自動クレーン２０を示す斜視図である。この自走クレーン２０は、通常の態様で、下部構造２１と、この下部構造２１上に取り付けられた回転する上部構造２２とを備えている。上部構造には揺動軸（図示せず）周りにジブ２３が取り付けられている。さらに、上部構造２２上にはカウンタウェイト装置１００が設けられている。このカウンタウェイト装置１００は取り外し可能に設計されている。取り外された状態のカウンタウェイト装置１００が図７に示されていて、同図では路上輸送のために低荷台トラック３上に配置されている。カウンタウェイト装置１００全体は、まず第一に、カウンタウェイトベースプレート１を有しており、このカウンタウェイトベースプレート１はカウンタウェイトフレーム２に接続されている。カウンタウェイトフレーム２により、カウンタウェイト装置１００全体が上部構造２２に取り付けられてボルト止めされている。カウンタウェイトベースプレート１上には、それぞれが鉛直軸受１２回りに旋回する旋回アーム５が設けられている。旋回アーム上には、カウンタウェイトプレート４によって形成されたカウンタウェイトスタック６が設けられている。特に図４および図１１に見られるように、旋回アーム５は油圧駆動式のピストンおよびシリンダ装置１３によって旋回させられる。

図２の平面図には、カウンタウェイトスタック６がどのように鉛直軸受１２回りにおいて異なる旋回位置へ旋回させられるかが示されている。カウンタウェイトプレートは実質的に三角形のベース面を有しており、各角部は基本三角形から切り取られている。このことは、例えば、図２の平面図に示されている。旋回の程度に応じて、一方ではカウンタウェイト装置によって生じる反トルクが増大または減少する。弧を描くように動く半径Ｒ１、Ｒ２およびＲ３によって見られるように、上部構造の旋回半径はそれに対応して大きくまたは小さくなる。このように、カウンタウェイトスタック６の適切な旋回により、回転軸受２４の旋回ポイントからのカウンタウェイト距離が連続的に調節される。太い実線により、中間バラスト半径Ｒ２をなす位置にあるカウンタウェイトスタック６が示されている。これは、図１の斜視図に示されている構成に対応している。より細い線により、大半径Ｒ３に旋回されたバラストスタック６が示されている。これは、図６の斜視図に対応している。同様により細い線により、いっぱいまで低減された位置にあるバラストスタックが示されており、そこでは半径Ｒ１のみが呈される。これは図５の斜視図に示されている。

上述したように、カウンタウェイトスタック６は、デュアル油圧駆動式のピストンおよびシリンダ装置１３によって要求されるバラスト半径Ｒ１〜Ｒ３へ連続的に調節され得る。十分な静的トルクにより、バラスト半径Ｒ１が調節され得る。この旋回状態では、カウンタウェイトスタック６は干渉エッジを超えて旋回され得る。特に自走クレーン２０が任意の支持ベース１０１を伴って設置され得る場合には、それは有利には家屋の壁のような干渉エッジに近接した狭い工事現場において実行され得る。ここで、例えば特許文献１から知られているように、図示しないセンサによってカウンタウェイトスタック６の対応する位置が制御システムに送られることが特に有利である。

ここで、カウンタウェイト装置１００全体は、次のステップによって自走クレーン２０の上部構造２２に容易に取り付けられ得る。

ステップ１：カウンタウェイト装置１００を運ぶ低荷台トラック３（図７を参照）が自動クレーン２０（図１を参照）の近くまで移動する。

ステップ２：固定された自走クレーン２０がそれ自体のジブ２３でカウンタウェイト装置１００を持ち上げ、それを下部構造２１上のよく知られた位置決め装置にセットする。

ステップ３：上部構造２２がカウンタウェイトフレーム２との接続位置近くまで回転する。この後、上部構造２２とカウンタウェイト装置１００との間における電力および制御ラインの接続がなされる。

ステップ４：カウンタウェイトスタック６の重心を含む平面内に重心がある２つのバラストシリンダ７（図７および図９を参照）が延びて、カウンタウェイトフレーム２を持ち上げる。よって、上部構造２２における接続箇所はまだ回転する自由度を有する。カウンタウェイトベースプレート１は、よって、上部構造２２のカウンタウェイトプレート４に接続され、カウンタウェイト装置１００の傾きを抑止する。

ステップ５：上部構造２２は、ここでは図示しない接続要素と共に接続位置まで回転する。

ステップ６：バラストシリンダ７は、第１接続要素８が嵌合接続要素９にぶつかるまで再び縮む。さらにバラストシリンダが縮むと、カウンタウェイトプレート４を含むカウンタウェイトベースプレート１が下部構造２１から離れ、当該カウンタウェイトベースプレート１をカウンタウェイトフレーム２にボルト止めされ得る位置まで持って行く。

ステップ７：カウンタウェイトフレーム２と上部構造２２との間の第２接続要素１０、および、カウンタウェイトフレーム２とカウンタウェイトベースプレート１との間の接続要素１１とが形成され得る（図１０を参照）。

ステップ８：最後に、電気の、油圧のおよび／またはデータ交換の接続がなされ得る。

上述した設置工程は、本発明の文脈において次のように変更されてもよく、その場合には工程の最初の２ステップが変更されないままである。

ステップ１：カウンタウェイト装置１００を運ぶ低荷台トラック３（図７を参照）が自動クレーン２０（図１を参照）の近くまで移動する。

ステップ２：固定された自走クレーン２０がそれ自体のジブ２３でカウンタウェイト装置１００を持ち上げ、それを下部構造２１上のよく知られた位置決め装置にセットする。

ステップ３：上部構造２２が、カウンタウェイトフレーム２およびカウンタウェイトベースプレート１との接続位置に至るまで回転する。この後、上部構造２２とカウンタウェイト装置１００との間における電力および制御ラインの接続がなされる。

ステップ４：カウンタウェイトスタック６の重心を含む平面内に重心がある２つのバラストシリンダ７（図７および図９を参照）が延びて、カウンタウェイトスタック６全体および任意に取り付けられたウインチ（調節ケースを有するかあるいは有さない）を伴うカウンタウェイトフレーム２を、上部構造２２とカウンタウェイトフレーム２またはカウンタウェイトベースプレート１との間の接続要素１０がその接続位置まで到達して接続が形成されるまで持ち上げる。

ステップ５：バラストシリンダ７が再び縮んで、下部構造に対して固定されていた支持プレート２００を持ち上げる。

ステップ６：必要であれば、支持プレート２００が偶発的な降下から保護される。

図１および図２に示す実施形態では、それぞれ鉛直軸受１２回りを旋回可能な２つの対向する旋回アーム５が示されている。ところで、より多くのカウンタウェイトプレート４が必要である場合、カウンタウェイトスタック６が全体として高くなりすぎる可能性がある。この場合には、図３に概略的に示す別の変形実施例にしたがって、各サイドに２つのカウンタウェイトスタック６が設けられる。図３では、２つの平行なカウンタウェイトスタック６を有する一方のサイドのみが示されている。支持力を低下させ、その結果生じるねじりモーメントをより良く吸収するために、ここでは各サイドにおいて２つの鉛直軸受１２および２つの旋回アーム５が用いられる。カウンタウェイトスタック６は、ここで、平行四辺形状の適当な連結によって案内される。

最後に、本発明のさらに別の代替実施例が図４および図８〜図１１に示されている。これにより、次のような状況が生まれる。ドイツの公共交通機関における様式のために提供される自走クレーン２０は、１２トンの一様な車軸負荷を伴って設計されていなければならない。一方、イギリスのような他の国では、実質的により大きな車軸負荷を伴って公道を移動してもよい。クレーンの運転手は、道路輸送においてクレーンと一緒に複数のサブアセンブリを携行することによって、この利点を活用したがっている。そうすれば、これらのサブアセンブリを工事現場において再び取り付ける必要がない。低荷台トラック３による個別の輸送も省略される。本発明に係るカウンタウェイト装置１００は、したがってここに示す変形実施例によって設計されている。当該カウンタウェイト装置１００は道路輸送の間、上部構造２２上にあるままであってもよい（図４を参照）。車軸負荷を均一に分散させるために、ベースプレート５０は旋回アーム５の各々に設けられている。ベースプレート５０は、支持旋回アーム５に対して速やかに取り外すことができる態様でロックされている。このため、自走クレーン２０それ自体がレセプタクル５１にあるベースプレート５０を取り上げてそれを持ち上げる。このプロセスにおいて、レセプタクル５１は旋回アーム５から離れてボルト５３回りに回転する。ほぼ鉛直な位置に到達すると、ラッチスタッド５４がロックプレート５２を解放する。ベースプレート５０は、取り外されて下部構造におけるその輸送位置５５に配置されてもよい。

有利な態様では、輸送位置５５は、下部構造２１におけるスライドビームボックス５６の適度に大きめの領域に設けられる。許容される車幅に適合するために、ベースプレート５０を鉛直方向に向けて輸送することが必要とされる。もちろん、ここでは図示しない態様における適切な輸送固定が、特にベースプレート５０の転倒を防止するためになされる。図４ならびに図８および図９では、ベースプレート５０は輸送位置５５においてのみ示されている。

旋回アーム５は、図４に示すように、自走クレーン２０の後端部を超えて突出している。この尻振りは、道路走行において関係してくる規模である。尻振りに対する外形的要求に適合するために、旋回アーム５は、図４、図８および図９に示すように、その自由端部５ｆにおいて、自走クレーン２０の長手方向軸の方向に十分に移動できるように構成されている。

２つのサブアセンブリであるカウンタウェイトベースプレート１およびカウンタウェイトフレーム２は、結合サブアセンブリであってもよい。

カウンタウェイト装置１００は、上部構造２２に取り付けられる前に、下部構造の適当な位置に配置されてもよい。この適当な位置は、スライドビームボックス、特に後側スライドビームボックスにあってもよい（図１２を参照）。スライドビームボックスは、下部構造の車両フレームに過負荷が掛かってそれが曲がることなく、固定部を介してカウンタウェイト装置１００の重力を直接に地面に導くことができる。これにより、誤りがより少なくなり、また接続要素１０、すなわちボルトがより容易に挿入可能になる。

Claims (8)

1. 駆動可能な下部構造と、
   上記下部構造に取り付けられた回転可能な上部構造と、
   一方側に設けられた旋回可能な旋回ジブと、
   他方側に設けられたカウンタウェイト装置とを備えており、
   上記カウンタウェイト装置は、カウンタウェイトベースプレートであって、該カウンタウェイトベースプレート上に鉛直軸回りに旋回可能且つ上記上部構造に対して移動可能に取り付けられた少なくとも２つのカウンタウェイトスタックが設けられているカウンタウェイトベースプレートとを有し、
   上記カウンタウェイトスタックは、上記カウンタウェイトベースプレート上で個別の鉛直軸回りを旋回可能な旋回アーム上に配置され、
   上記旋回アームは、旋回駆動ユニットを介して、最小限に縮んだ位置から最大限に延びた位置まで連続的に旋回可能である自走クレーンであって、
   上記カウンタウェイト装置が道路輸送の間にわたって上記上部構造上にある場合に、カウンタウェイトプレートを収容するために上記旋回アームに設けられたベースプレートは、取り外されて上記自走クレーンに固定され得るように構成され、
   輸送のための上記ベースプレートは、上記自走クレーンの道路輸送の間において、上記下部構造のスライドビームボックスに配置され得るように構成されている
   ことを特徴とする自走クレーン。
2. 請求項１において、
   上記カウンタウェイトベースプレートは、カウンタウェイトフレームによって上記上部構造に連結可能である
   ことを特徴とする自走クレーン。
3. 請求項１または２において、
   上記カウンタウェイトスタック内に形成され得るカウンタウェイトプレートは、実質的に三角形状を有する
   ことを特徴とする自走クレーン。
4. 請求項１または２において、
   上記旋回アームの旋回角度は、センサによって検出可能である
   ことを特徴とする自走クレーン。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   ４つの鉛直軸回りに旋回するように設けられた４つの上記カウンタウェイトスタックを備え、
   互いに横に並んで設けられた２つの上記カウンタウェイトスタックが、対になって共に旋回できるように構成されている
   ことを特徴とする自走クレーン。
6. 請求項２において、
   上記カウンタウェイトフレームと、上記カウンタウェイトベースプレートと、該カウンタウェイトベースプレート上で旋回する旋回アームと、必要に応じて上記カウンタウェイトフレーム上に置かれたケーブルおよび固定プーリケースを有するウインチとから構成される上記カウンタウェイト装置は、自立輸送ユニットとして上記上部構造から全体として取り外し可能である
   ことを特徴とする自走クレーン。
7. 請求項６において、
   上記カウンタウェイト装置上に、少なくとも１つのカウンタウェイトプレートが輸送のために予め配置されている
   ことを特徴とする自走クレーン。
8. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   上記カウンタウェイトスタックは、互いに独立して、異なるカウンタウェイト半径に調節可能である
   ことを特徴とする自走クレーン。

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