EP2108611A2 - Spannsystem für einen Mobil-Teleskopkran - Google Patents

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EP2108611A2
EP2108611A2 EP09165859A EP09165859A EP2108611A2 EP 2108611 A2 EP2108611 A2 EP 2108611A2 EP 09165859 A EP09165859 A EP 09165859A EP 09165859 A EP09165859 A EP 09165859A EP 2108611 A2 EP2108611 A2 EP 2108611A2
Authority
EP
European Patent Office
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mast
telescopic
crane
telescopic mast
mobile
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09165859A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2108611A3 (de
Inventor
Franz Paschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grove US LLC
Original Assignee
Grove US LLC
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Filing date
Publication date
Application filed by Grove US LLC filed Critical Grove US LLC
Publication of EP2108611A2 publication Critical patent/EP2108611A2/de
Publication of EP2108611A3 publication Critical patent/EP2108611A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/82—Luffing gear
    • B66C23/821—Bracing equipment for booms
    • B66C23/826—Bracing equipment acting at an inclined angle to vertical and horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/64—Jibs
    • B66C23/70—Jibs constructed of sections adapted to be assembled to form jibs or various lengths
    • B66C23/701—Jibs constructed of sections adapted to be assembled to form jibs or various lengths telescopic

Definitions

  • the present invention relates to a tensioning system for a mobile telescopic crane, in which the telescopic mast is tensioned on the outside by means of a tensioning means.
  • the present invention relates generally to the optimized integration of a tensioning system and associated components with a boom construction on the uppercarriage of a mobile telescopic crane.
  • the hollow sections used for a boom are mainly subjected to bending. In terms of tension, only the edge fibers are utilized, the material being inactive in the middle. Other plate-shaped areas are at risk of stability, the use of higher-quality material has no effect.
  • a boom cross section for a guyed system with high strength materials is in the DE 201 20 121 U1 described. It teaches how to increase load capacity by outwardly curved shell segment constructions. From the DE 200 02 179 U1 and from the DE 100 22 658 A1 Tie-down constructions are known, which are limited to an arranged in the rocking plane or inclined relative to the rocking plane overvoltage of the main boom, with a rigid or variable-length mast is attached to the boom base part.
  • a clamping system in which the clamping means is guided and secured on the telescopic mast along or above this, so that a pressure bias of the mast in the region of the clamping means guide is formed.
  • the advantage associated with the invention is based, in particular, on the fact that the bending beam is dissolved so that the material properties of high-strength mast materials having very high yield strengths can be utilized.
  • Tensioning means pressure-biased masts can absorb the pressure bias easily in the material and use the favorable, resulting tensile force under load.
  • the effect occurs in such a preloaded system that the flexural rigidity of the cantilever is combined with a defined guying force and the cantilever cross-section forms a load-bearing unit with the pretensioning and pretensioning in all crane states.
  • the tensioning means is guided in a preferred embodiment of the invention on both sides of the mast part to be clamped off and prestressed in order to be able to effectively apply the pressure prestressing. It is possible to guide the tensioning means from an outer bearing point to an attachment point in the upper mast area and then along the jib to an inner or outer bearing point in the mast lower part. At the upper attachment point, the tensioning means can be deflected by means of a roller.
  • the clamping means in which takes place a bias and bias of the upper flange of the mast, is guided by a provided on the crane superstructure pulling unit or winch over at least one pylon and / or at least one guy support to the top of the mast.
  • the one or more pylons can thereby be pivotally mounted in the region of the crane superstructure and, in particular, can be arranged at an angle from the rocker plane so as to be able to absorb forces which occur obliquely to the rocker plane.
  • the tensioning means is guided by a provided on the crane superstructure tractor or winch to the top of the mast at a down and bias the lower flange of the mast.
  • two tensioning means one on each side (at a distance to the rocker plane of the boom) may be provided.
  • an inner or outer bearing point is provided in the mast lower part for the clamping means, it is advantageous to arrange it on the lowest extendable telescopic part. This ensures that essentially the overall length of the boom can be biased.
  • an additional crane tip for example a fixed tip or a luffing tip, is present, it is advantageous, according to the invention, to guide the clamping device at least in sections along or over the tip.
  • a tensioning system in which the traction units or winches are arranged on the crane superstructure at such a distance to the rocker plane of the crane telescopic mast that the clamping means can absorb loads with components perpendicular to the rocker plane to a significant extent , This ensures that within the clamping system according to the invention also lateral loads, such as wind loads can be collected and compensated, which act in any direction transverse to the rocker plane.
  • lateral loads such as wind loads
  • the present invention can also be defined as such, the important components of the superstructure, such as boom, bracing, pylons, bias, Ausschiebeaji, turntable, counterweight and Spannffenzugikien designed and combined so that the individual modules exert several functions depending on the operating states Kunststoffnd and support each other in a manner that allows an overall lighter and stronger support structure.
  • the features listed in this description can be implemented individually or in any combination.
  • the possible weight reduction and the possible rearrangement of the important components of the superstructure as well as their operating combination which are possible within the scope of the invention, also bring advantages such as could not previously be achieved in the prior art.
  • the weights of the tensioning unit adversely affect all payloads, which are limited by the ball slewing ring, the luffing cylinder, the support pressures, the undercarriage and the stability. To compensate for the additional torque from the guy weights, a higher counterweight was required, resulting in additional costs for the counterweight and in the turntable and undercarriage construction and additional transport costs.
  • FIGS. 1A and 1B show a side and a rear view of a strained on the upper flange according to the invention telescopic mast for a mobile crane. Shown are the telescopic mast 7 and its removal and preload system with winches 3 and counterweights 2.
  • the mast 7 consists of a plurality of telescopic parts, of which only the first extendable telescope part is denoted by the reference numeral 5 separately.
  • the lower flange of the mast carries the reference numeral 7b and the upper flange, which in this case is prestressed, has the reference numeral 7a.
  • the telescopic mast is clamped on both sides of the rocker plane, the components are only on the left in FIG. 1B provided with reference numerals.
  • the clamping system works as follows:
  • the tensioning cable 1 runs with its outer part 1b initially via a roller 8 on a pylon 9, which is pivotally mounted on the crane superstructure, as shown by the arrows. From the roller 8, the cable 1b passes through the bracket 10 and is deflected on the roller 4 at the top of the mast in the telescopic boom, where it runs with its inner part 1a on the boom inside along to the lower part of the first telescopic part 5. There it is secured to the attachment 6.
  • the bias of the rope on the counterweights 2 is based on the FIG. 3 explained in more detail. How out FIG. 1B As can be seen, the winches 3 are located on the right and left side of the rocker plane and thus create the possibility to support lateral forces.
  • the mast 7 and the traction cable 1 form a unit in all load conditions and when driving on the road.
  • FIGS. 2A and 2B show the same views as in the Figures 1A and 1B , but with the difference that a design was chosen here, which ensures an increased lateral stability of the telescopic mast.
  • pylons 9a are provided, which protrude outwards, ie away from the rocker plane and upwards.
  • These pylons 9a can be variable in length and they change the distance of the traction cables to the Main axes of the boom, so as to make the effect of the bracing in their direction adaptable.
  • FIG. 3 shows a rear view of the crane superstructure, the counterweights 2, the winches 3 and a part 13 of the crane superstructure are more clearly visible.
  • the laterally mounted, detectable winches 3 are, as indicated at reference numeral 12, slidably connected to the turntable, and they pull the rope of the winch 3 taut.
  • the biasing and clamping forces are applied by attaching at least a portion of a counterweight assembly 2 to the movable winch 3, as indicated by the dashed and dotted lines.
  • the counterweights 2 thus receive a new additional function, namely as a rope tightener, which they can exercise in addition without any further effort.
  • Another advantage is that the counterweight assemblies 2 can be reduced by the amount of the weight of the winches 3, both elements at the same time apply a defined bias. This eliminates an expensive measuring device for the pull rope.
  • the pre-tensioning can also be done via a tractor unit (for example, cylinder, auger, wind, spring, etc.).
  • a tractor unit for example, cylinder, auger, wind, spring, etc.
  • FIG. 4 a system is shown which is biased by a damped telescoping cylinder 15.
  • the winch 3 is in turn attached to the crane structure 13 with the sliding or sliding attachment 12 and can move up and down. At the lower part of the structure, it is biased over the damped telescoping cylinder 15.
  • Wind, the extension or insertion of the boom parts or certain engine speeds can basically stimulate the superstructure to vibrate.
  • the damped telescoping cylinder 15, which is integrated in the manner illustrated in the bracing, can eliminate a vibration problem.
  • a lifted load remains essentially at the same point, deformation is minimized. Fatigue problems are further reduced because of lower deformation and lower stress differences.
  • the deformation of such a preloaded system is still significantly lower compared to a non-preloaded system, when the tension in the ropes is fully degraded and they have become flabby.
  • Upper and lower pre- and post-tensioning eliminates damaging stress peaks, saves material, minimizes deformation, and increases payloads in both the strength and stability areas.
  • the torsion moment and the side moment in the boom are reduced, the cross-section is narrower, the shell radii are narrower and the stability of the shells is increased.
  • FIGS. 6A, 6B . 7A and 7B are embodiments with peak operation, namely with fixed tip ( Figures 6A and 6B ) as well as with rocking tip ( FIGS. 7A and 7B ).
  • the underbelly pre-tensioning construction is the same in all of these embodiments as in FIGS FIGS. 5A and 5B .
  • the rope piece 1 b runs, coming from the winch and pylon ago, first on the roller 20 and is in the direction tip head continued.
  • the Wippspitze 26, in the FIGS. 7A and 7B is shown is also included in the tensioning system according to the invention.
  • the cable 1 b passes over the laterally inclined guy blocks 27, where it is deflected on the roller 23, and then in turn to run to the roller 24, which is attached to the rocking tip 26 above and laterally. From there, the rope 1a extends to the attachment point in the telescopic mast 7.
  • the inclination of the luffing tip is made via the tensioning means 25.
  • the clamping system according to the invention can also be integrated in Wippspitzen compassion.
  • the Figures 8A and 8B show yet another embodiment of a crane according to the invention.
  • the crane after the Figures 8A and 8B is built up on the return of the cable sections 1a and 11a and their lower attachment as well as the crane from the FIGS. 5A and 5B , Only the differently arranged elements 1 a, 11 a, 6 'and 16' are designated for this reason.
  • FIGS. 8A and 8B are the rope pieces 1 a and 11 a not returned within the mast down, and they are fixed differently at their lowest point than in the embodiment according to the FIGS. 5A and 5B ,
  • Figures 8A and 8B Namely, the return of the rope pieces 1a and 11a outside of the boom and along the boom up to the lower attachment points 6 'for the rope piece 1a and 16' for the rope piece 11a.
  • the lower attachment point 6 ' is located on the superstructure, as well as the lower Attachment point 16 'for the rope piece 11a.
  • the cable pieces 1a and 11a together with the rest of the tensioning system, can provide pressure canting of the boom.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannsystem für einen Mobil-Teleskopkran, bei dem der Teleskopmast (7) über ein Spannmittel (1, 11) außen abgespannt wird, und wobei das Spannmittel (1, 11) derart am Teleskopmast (7) entlang oder über diesem geführt und befestigt wird, dass eine Druck-Vorspannung des Mastes (7) im Bereich der Spannmittelführung entsteht. Die Zugeinheiten bzw. Winden (3, 17) eines erfindungsgemäßen Systems sind auf dem Kranoberwagen in einem solchen Abstand zur Wippebene des Kran-Teleskopmastes (7) angeordnet, dass die Spannmittel (1, 11) Lasten mit Komponenten senkrecht zur Wippebene zu einem wesentlichen Anteil aufnehmen können. Die Spannmittelzugeinheiten bzw. -winden (3, 17) eines erfindungsgemäßen Systems sind an der Kranoberwagenstruktur verschieblich angeordnet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannsystem für einen Mobil-Teleskopkran, bei dem der Teleskopmast über ein Spannmittel außen abgespannt wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ganz allgemein die optimierte Integration eines Spannsystems und der damit verbundenen Bauteile mit einer Auslegerkonstruktion auf dem Oberwagen eines Mobil-Teleskopkrans.
  • Das Ziel einer jeden Auslegerkonstruktion ist es, das Verhältnis des Eigengewichts zur Nutzlast klein zu halten. Das Gesamtsystem muss außerdem eine ausreichende Steifigkeit besitzen, um der in den Normen geforderten Gebrauchstauglichkeit zu genügen.
  • Im Auslegerbau werden hauptsächlich Feinkornbaustähle mit immer höheren Festigkeiten bis zu einer Streckgrenze von 1100 N/mm2 eingesetzt. Der Elastizitätsmodul und der zur Verfügung stehende Bauraum bleiben nahezu unverändert, weswegen die Verformungen an die Grenzen der Gebrauchstauglichkeit stoßen. Verformungen wie bei einer Angelrute sind bei Hebebühnen und im Kransektor aber nicht erwünscht.
  • Die verwendeten Hohlquerschnitte für einen Ausleger werden hauptsächlich auf Biegung beansprucht. Spannungsmäßig werden nur die Randfasern ausgenutzt, wobei das Material in der Mitte inaktiv ist. Andere plattenförmige Bereiche sind stabilitätsgefährdet, der Einsatz von höherwertigem Material bleibt ohne Wirkung.
  • Es ist wichtig, Leichtbaukonstruktionen zu entwickeln, welche die Werkstofffestigkeiten optimal ausnutzen, und dies gilt insbesondere bei Fahrzeugkranen. Filigrane und sorgfältige Konstruktionen mit geringer Verformung sind leistungsstark und gewichtsparend. Die Traglasten im Festigkeitsbereich und im Standsicherheitsbereich müssten bei den bestehenden Kranklassen noch erheblich gesteigert werden.
  • Ein Auslegerquerschnitt für ein abgespanntes System mit hochfesten Materialien ist in der DE 201 20 121 U1 beschrieben. Dort wird gelehrt, wie durch nach außen gekrümmte Schalensegment-Konstruktionen eine Traglaststeigerung erzielt werden kann. Aus der DE 200 02 179 U1 und aus der DE 100 22 658 A1 sind Abspannkonstruktionen bekannt, die sich auf eine in der Wippebene angeordnete oder gegenüber der Wippebene geneigte Überspannung des Hauptauslegers beschränken, wobei ein starrer oder längenveränderlicher Mast am Auslegerbasisteil befestigt ist.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spannsystem für einen Mobilkran-Teleskopausleger bereitzustellen, welches die Tragfähigkeit des Teleskopmastes verbessert, wobei insbesondere Mastverformungen verringert werden sollen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung durch ein Spannsystem gelöst, bei dem das Spannmittel derart am Teleskopmast entlang oder über diesem geführt und befestigt wird, dass eine Druck-Vorspannung des Mastes im Bereich der Spannmittelführung entsteht.
  • Der mit der Erfindung einhergehende Vorteil beruht insbesondere auf der Tatsache den Biegebalken aufzulösen, so dass die Materialeigenschaften hochfester Mastmaterialien mit sehr hohen Streckgrenzen genutzt werden können. Durch Spannmittel auf Druck vorgespannte Masten können die Druck-Vorspannung ohne weiteres im Material aufnehmen und bei Belastung die günstige, entstehende Zugkraft nutzen. Erfindungsgemäß tritt dann bei einem solchermaßen vorgespannten System die Wirkung ein, dass die Biegesteifigkeit des Auslegers mit einer definierten Abspannkraft kombiniert wird und der Auslegerquerschnitt mit der Ab- und Vorspannung in allen Kranzuständen eine traglastgünstige Einheit bildet. Damit entsteht die Möglichkeit, Masten mit geringem Eigengewicht aus hochfestem Material zu verwenden, wobei im Gegensatz zu der Situation nach dem Stand der Technik die hohe Festigkeit der Materialien auch ausgenutzt werden kann. Grenzbeanspruchungen in den Randfasern, sowohl im Ausleger als auch im Drehtischträger für das Gegengewicht und hervorgerufen durch Biegung, werden durch Vor- und Abspannung kompensiert.
  • Das Spannmittel wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beidseitig des ab- und vorzuspannenden Mastteiles geführt, um so wirksam die Druck-Vorspannung aufbringen zu können. Es ist dabei möglich, das Spannmittel von einem äußeren Lagerpunkt zu einem Ansetzpunkt im oberen Mastbereich und dann entlang des Auslegers zu einem inneren oder äußeren Lagerpunkt im Mastunterteil zu führen. Am oberen Ansetzpunkt kann das Spannmittel mittels einer Rolle umgelenkt werden.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannsystems, bei der eine Ab- und Vorspannung des Obergurtes des Mastes stattfindet, wird das Spannmittel von einer am Kranoberwagen vorgesehenen Zugeinheit bzw. Winde über mindestens einen Pylon und/oder mindestens eine Abspannstütze zum Oberteil des Mastes geführt. Der oder die Pylone können dabei im Bereich des Kranoberwagens schwenkbar befestigt und insbesondere schräg von der Wippebene abstehend angeordnet sein, um auch schräg zur Wippebene auftretende Kräfte aufnehmen zu können.
  • Vorteilhafterweise wird bei einer Ab- und Vorspannung des Untergurtes des Mastes das Spannmittel von einer am Kranoberwagen vorgesehene Zugeinheit bzw. Winde zum Oberteil des Mastes geführt.
  • Für den Obergurt des Mastes und zusätzlich oder alternativ für den Untergurt des Mastes können zwei Spannmittel, jeweils eines an jeder Seite (im Abstand zur Wippebene des Auslegers) vorgesehen sein.
  • Wenn, wie oben angesprochen, ein innerer oder äußerer Lagerpunkt im Mastunterteil für das Spannmittel vorgesehen ist, ist es von Vorteil, diesen an dem untersten ausfahrbaren Teleskopteil anzuordnen. Damit wird sichergestellt, dass im Wesentlichen die Gesamtlänge des Auslegers vorgespannt werden kann.
  • Wenn eine Zusatz-Kranspitze, beispielsweise eine feste Spitze oder eine Wippspitze vorhanden ist, ist es von Vorteil, das Spannmittel erfindungsgemäß auch zumindest abschnittsweise entlang oder über der Spitze zu führen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Spannsystem bereitgestellt, bei dem die Zugeinheiten bzw. Winden auf dem Kranoberwagen in einem solchen Abstand zur Wippebene des Kran-Teleskopmastes angeordnet sind, dass die Spannmittel Lasten mit Komponenten senkrecht zur Wippebene zu einem wesentlichen Anteil aufnehmen können. Hierdurch wird sichergestellt, dass innerhalb des erfindungsgemäßen Spannsystems auch seitliche Belastungen, beispielsweise Windlasten aufgefangen und kompensiert werden können, die in irgendeiner Richtung quer zur Wippebene wirken. Bei solchen Konstruktionen ist es günstig, die Spannmittelzugeinheiten bzw. -winden für die Abspannung des Mast-Obergurtes hinter dem Mastansatz des Kranoberwagens anzuordnen, da sie so gleichzeitig als Gegengewicht wirken können.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dadurch verwirklicht, dass bei einem Spannsystem für einen Mobil-Teleskopkran mit Spannmittelwinden und Spannmitteln zur Abspannung des Teleskopmastes die Spannmittelzugeinheiten bzw. -winden an der Kranoberwagenstruktur verschieblich angeordnet sind. Grundsätzlich ist horizontale und vertikale Verschieblichkeit denkbar, wobei insbesondere die vertikale Verschieblichkeit umfassende Einsatzmöglichkeiten gestattet, wie zum Beispiel, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die Zuordnung der Spannmittelzugeinheiten bzw. -winden zu Gegengewichten des Krans, wobei die Zugeinheiten oder -winden mit einzelnen oder allen zugehörigen Gegengewichten verbindbar sind. Mit einer solchen Konstruktion wird es möglich, die Vorspannung in den Spannmitteln durch die Gewichtskraft der Gegengewichte aufzubringen und dadurch diejenigen Einheiten einzusparen, die solche Zugkräfte ansonsten zum Beispiel motorisch bereitstellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante wird auch vorgeschlagen, die Spannmittelzugeinheiten bzw. -winden über Dämpfungseinheiten an der Kranoberwagenstruktur anzubringen, um Schwingungsbeeinträchtigungen zu vermeiden.
  • Insgesamt kann die vorliegende Erfindung auch als eine solche definiert werden, die wichtige Bauteile des Oberwagens, beispielsweise Ausleger, Abspannung, Pylone, Vorspannung, Ausschiebeeinheit, Drehtisch, Gegengewicht und Spannmittelzugeinheiten so konzipiert und kombiniert, dass die einzelnen Baugruppen je nach Betriebszustand selbststeuernd mehrere Funktionen ausüben und sich gegenseitig in einer Weise unterstützen, welche eine insgesamt leichtere und stabilere Tragkonstruktion ermöglicht. Die in dieser Beschreibung aufgeführten Merkmale können dabei einzeln oder in jedweder Kombination umgesetzt werden. Insbesondere bringen auch die mögliche Gewichtserleichterung und die im Rahmen der Erfindung mögliche Neuanordnung der wichtigen Bauteile des Oberwagens sowie deren Betriebskombination Vorteile, wie sie bisher im Stand der Technik nicht erzielt werden konnten.
  • Beispielsweise konnten bei geraden oder schrägen Abspannungen mit Abspannböcken am Mast die hintere und die vordere Abspannung und die Seilwinde bei der Straßenfahrt nicht mitgeführt werden, weil die Fahrzeughöhe und/oder das zulässige Gesamtgewicht überschritten wurden. Nachteilig war ferner der hohe Montageaufwand. Ein zusätzlicher Montagekran zum Aufsetzen des Abspannbockes war erforderlich und Montagearbeiten in drei bis vier Meter Höhe an relativ weit auseinander liegenden Punkten mussten ausgeführt werden, was das Unfallrisiko erheblich erhöhte. Solcherweise abgespannte Krane erhielten am Auslegerbasisteil zusätzliche Anschweißkonstruktionen, den Abspannbock (Pylon), den Aufrichtzylinder und die hintere Abspannung anzuschließen. All diese Zusatzgewichte erhöhten die Achslasten bei Straßenfahrten. Während des Betriebes befanden sich alle Gewichte bezogen auf die Abspannung vor der Drehmitte. Die Gewichte der Abspanneinheit beeinflussen alle Traglasten ungünstig, die von der Kugeldrehverbindung, dem Wippzylinder, den Stützdrücken, dem Unterwagen und von der Standsicherheit begrenzt werden. Um das Zusatzmoment aus den Abspanngewichten auszugleichen, war ein höheres Gegengewicht erforderlich, woraus sich Mehrkosten beim Gegengewicht und bei der Drehtisch- und Unterwagenkonstruktion ergaben sowie zusätzliche Transportkosten.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorspannung und die damit verbundenen, möglichen Gewichtseinsparungen, durch die Anordnung der Spannmittelzugeinheiten gemäß der Erfindung und deren Integration mit weiteren am Oberwagen befindlichen Einheiten sowie durch die erfindungsgemäß ermöglichte Umkonstruktion des Oberwagens können die obigen Probleme gelöst werden.
  • Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1A und 1 B
    eine seitliche sowie eine hintere Ansicht eines erfindungsgemäß am Obergurt vorgespannten Teleskopmastes;
    Figur 2A und 2B
    eine seitliche und eine hintere Ansicht eines erfindungsgemäß schräg am Obergurt vorgespannten Teleskopmastes;
    Figur 3
    eine hintere Ansicht des Kranoberwagens mit Spannmittelwinden und Gegengewichten;
    Figur 4
    eine hintere Ansicht des Kranoberwagens mit gedämpft befestigten Spannmittelzugeinheiten;
    Figur 5A und 5B
    eine seitliche sowie eine hintere Ansicht eines am Obergurt und am Untergurt erfindungsgemäß vorgespannten Teleskopmastes;
    Figur 6A und 6B
    eine seitliche und eine hintere Ansicht eines mit einem erfindungsgemäßen Spannsystem versehenen Teleskopmastes mit fester Zusatzspitze;
    Figur 7A und 7B
    eine seitliche und eine hintere Ansicht eines mit einem erfindungsgemäßen Spannsystem versehenen Teleskopmastes mit Wippspitze; und
    Figur 8A und 8B
    eine seitliche sowie eine hintere Ansicht eines am Obergurt und am Untergurt erfindungsgemäß vorgespannten Teleskopmastes mit außen laufenden Spannmitteln.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Baueinheiten. Die Figuren 1A und 1 B zeigen eine seitliche und eine hintere Ansicht eines erfindungsgemäß am Obergurt verspannten Teleskopmastes für einen Mobilkran. Dargestellt sind der Teleskopmast 7 sowie dessen Ab- und Vorspannsystem mit Seilwinden 3 und Gegengewichten 2. Der Mast 7 besteht aus mehreren Teleskopteilen, von denen nur das erste ausfahrbare Teleskopteil mit dem Bezugszeichen 5 separat bezeichnet ist. Der Untergurt des Mastes trägt das Bezugszeichen 7b und der Obergurt, der in diesem Fall vorgespannt ist, hat das Bezugszeichen 7a.
  • Der Teleskopmast ist zu beiden Seiten der Wippebene hin verspannt, die Bauteile sind nur auf der linken Seite in Figur 1B mit Bezugszeichen versehen. Das Spannsystem funktioniert wie folgt:
  • Ausgehend von der Seilwinde 3 läuft das Spannseil 1 mit seinem äußeren Teil 1b zunächst über eine Rolle 8 an einem Pylon 9, der schwenkbar am Kranoberwagen befestigt ist, wie durch die Pfeile dargestellt ist. Von der Rolle 8 geht das Seil 1b durch den Bock 10 und wird an der Rolle 4 an der Spitze des Mastes in den Teleskopausleger hinein umgelenkt, wo es mit seinem inneren Teil 1a an der Auslegerinnenseite entlang bis zum Unterteil des ersten Teleskopteils 5 läuft. Dort wird es an der Befestigung 6 gesichert. Die Vorspannung des Seils über die Gegengewichte 2 wird anhand der Figur 3 näher erläutert. Wie aus Figur 1B hervorgeht, befinden sich die Winden 3 rechts und links seitlich von der Wippebene entfernt und schaffen so die Möglichkeit, auch Seitenkräfte abzustützen. Der Mast 7 und das Zugseil 1 bilden bei allen Tragzuständen und bei Straßenfahrt eine Einheit.
  • Durch die Wirkung der Kraft in den Seilabschnitten 1 a und 1 b wird der Teleskopmast an seinem Obergurt 7a auf Druck vorgespannt. Der aus hochfestem Stahl bestehende Obergurt 7a kann diese Druck-Vorspannung ohne weiteres aufnehmen. Falls nun eine Gewichtsbelastung des Teleskopmastes erfolgt, so wirken die dabei entstehenden Zugkräfte gegen die Druckkräfte aus der Vorspannung und es entsteht an diesen Stellen eine Entlastung des Materials, so dass unerwünschte große Verformungen vermieden werden können. Der Biegebalken wird aufgelöst. Die Figuren 2A und 2B zeigen dieselben Ansichten wie in den Figuren 1A und 1B, jedoch mit dem Unterschied, dass hier eine Konstruktion gewählt wurde, welche für eine vergrößerte Seitenstabilität des Teleskopmastes sorgt. Hierzu werden längere, zusätzlich angelenkte Pylone 9a vorgesehen, die nach außen, d. h. von der Wippebene weg und nach oben abstehen. Diese Pylone 9a können längenveränderlich sein und sie verändern den Abstand der Zugseile zu den Hauptachsen des Auslegers, um damit die Wirkung der Abspannung in ihrer Richtung anpassbar zu machen. Eine höhere Querstabilisierung, zusätzlich zur vorhandenen Längsabspannung bereitgestellt, die Druck-Vorspannung wirkt in derselben Weise, wie zu den Figuren 1A und 1 B erläutert.
  • Die Figur 3 zeigt eine hintere Ansicht des Kranoberwagens, wobei die Gegengewichte 2, die Seilwinden 3 und ein Teil 13 der Kranoberwagenstruktur deutlicher zu sehen sind. Die seitlich angebrachten, feststellbaren Winden 3 sind, wie bei dem Bezugszeichen 12 angedeutet, verschieblich am Drehtisch verbunden, und sie ziehen das Seil der Winde 3 straff. Die Vorspann- und Abspannkräfte werden aufgebracht, indem mindestens ein Teil einer Gegengewichtsanordnung 2 an der beweglichen Winde 3 befestigt wird, wie durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist. Die Gegengewichte 2 erhalten damit eine neue zusätzliche Funktion, nämlich als Seilstraffer, die sie zusätzlich ohne jedweden weiteren Aufwand ausüben können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Gegengewichtsanordnungen 2 um den Betrag des Gewichtes der Winden 3 verringert werden kann, wobei beide Elemente zugleich eine definierte Vorspannung aufbringen. Dadurch entfällt auch eine aufwändige Messeinrichtung für das Zugseil.
  • Bei Kranen mit begrenztem Gegengewicht kann die Vorspannung auch über eine Zugeinheit erfolgen (zum Beispiel Zylinder, Schnecke, Wind, Feder usw.). In Figur 4 ist ein System dargestellt, das über einen gedämpften Teleskopierzylinder 15 vorgespannt ist. Die Winde 3 ist wiederum mit der Gleit- oder Schiebebefestigung 12 an der Kranstruktur 13 befestigt und kann sich nach oben und unten bewegen. Am unteren Teil der Struktur wird sie über den gedämpften Teleskopierzylinder 15 vorgespannt. Wind, das Aus- oder Einschieben der Auslegerteile oder bestimmte Motordrehzahlen können grundsätzlich den Oberwagen zum Schwingen anregen. Der gedämpfte Teleskopierzylinder 15, der in der dargestellten Weise in die Abspannung integriert ist, kann ein Schwingungsproblem beseitigen.
  • Allgemein ist festzustellen, dass Grenzbeanspruchungen in den Randfasern, sowohl im Ausleger (Teleskopmast) als auch im Drehtischträger für das Gegengewicht, hervorgerufen durch Biegung, durch die erfindungsgemäße Vor- und Abspannung kompensiert werden. Material und Verformungen können weiter optimiert werden, wenn die Druckbeanspruchung auch im Untergurt in eine Zugbeanspruchung umgewandelt werden kann. Dies geschieht beispielsweise bei einer Ausführungsform gemäß den Figuren 5A und 5B, bei der der Teleskopmast 7 sowohl oberhalb als auch unterhalb der Schwerachse vor- und abgespannt wird. Die Abspannung am Obergurt entspricht bei der Ausführungsform nach den Figuren 5A und 5B derjenigen aus den Figuren 1A und 1 B. Zusätzlich ist aber hier noch eine Abund Vorspannung im Untergurt realisiert, nämlich über die am Kranoberwagen vorn befestigte Winde 17, von der aus ein Zugseil 11, und von diesem zunächst der Teil 11 b zur oberen Rolle 14 läuft, wo es umgelenkt wird und mit dem Teil 11a bis zur Befestigung 16 am ersten ausfahrbaren Teleskopteil 5 läuft. Das Material und die Verformungen können noch weiter optimiert werden, weil die Druckbeanspruchung im Untergurt 7b durch diese Maßnahme in eine Zugbeanspruchung umgewandelt werden kann. Die Seilstücke 11a und 11 b am Untergurt tragen die Last mit, weil sie vorgespannt sind. Wenn der Teleskopmast 7 belastet wird, wird die Druckspannung im Ausleger nicht erhöht, sondern die Zugspannung in den Seilen wird abgebaut. Eine angehobene Last bleibt im Wesentlichen am selben Punkt, die Verformung wird minimiert. Dauerfestigkeitsprobleme werden aufgrund der geringeren Verformung und geringeren Spannungsdifferenzen noch weiter verringert. Die Verformung eines solchen vorgespannten Systems ist auch dann noch erheblich geringer gegenüber einem nicht vorgespannten System, wenn die Zugspannung in den Seilen voll abgebaut ist und diese schlaff geworden sind. Mit einer oberen und unteren Vor- und Abspannung werden schädliche Spannungsspitzen vermieden, Material wird eingespart, die Verformung minimiert und die Traglasten sowohl im Festigkeitsbereich als auch im Standsicherheitsbereich erhöht. Das Torsionsmoment und das Seitenmoment im Ausleger verringern sich, der Querschnitt wird schmaler, die Schalenradien sind enger und die Stabilität der Schalen wird erhöht.
  • In den Figuren 6A, 6B, 7A und 7B werden Ausführungsformen mit Spitzenbetrieb, nämlich mit fester Spitze (Figuren 6A und 6B) sowie mit Wippspitze (Figuren 7A und 7B) aufgezeigt. Die Vor- und Abspannungskonstruktion für den Untergurt ist bei all diesen Ausführungsformen dieselbe wie in den Figuren 5A und 5B. Für den Betrieb mit fester Spitze wird, wie in den Figuren 6A und 6B gezeigt, die Führung für das Seil 1 der oberen Vor- und Abspannung geändert. Das Seilstück 1 b läuft, von Winde und Pylon her kommend, zunächst über die Rolle 20 und wird in Richtung Spitzenkopf weitergeführt. Über eine Umlenkrolle 21, die sich seitlich an der Spitze befindet, sowie über eine weitere Rolle 22 wird das Seil 1 dann zur Rolle 4 und mit dem Teil 1a wieder in den Teleskopmast hineingeführt, um so die Vorspannfunktion erfüllen zu können. Die Konstruktion über den Umlenkrollen 21 am Kopf und den Spitzenadaptern ist nach oben offen. Ein Lösen der Seilenden ist daher nicht erforderlich, da die Seile von der Umlenkung am Auslegerkopf in die Umlenkvorrichtungen an der Spitze eingehängt werden können. Die Seile werden danach von den Winden 3 wieder gestrafft und vorgespannt. Je nach Länge des Gesamtsystems müssen die oben liegenden Seile über einen oder mehrere, seitlich angebrachte Seilfänger laufen (Rollen 22 und 4). Die feste Spitze 18 wird so insgesamt in die Vor- und Abspannung integriert.
  • Die Wippspitze 26, die in den Figuren 7A und 7B gezeigt ist, wird ebenfalls in das erfindungsgemäße Spannsystem mit einbezogen. Das Seil 1b läuft über die seitlich schräg verlaufenden Abspannböcke 27, wo es an der Rolle 23 umgelenkt wird, um dann wiederum zur Rolle 24 zu laufen, welche an der Wippspitze 26 oben und seitlich befestigt ist. Von dort aus verläuft das Seil 1a zum Befestigungspunkt im Teleskopmast 7. Die Neigung der Wippspitze wird über das Spannmittel 25 vorgenommen. Somit kann auch beim Wippspitzenbetrieb das erfindungsgemäße Spannsystem integriert werden.
  • Die Figuren 8A und 8B zeigen noch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Krans. Der Kran nach den Figuren 8A und 8B ist bis auf die Rückführung der Seilabschnitte 1a und 11a und deren untere Befestigung ebenso aufgebaut wie der Kran aus den Figuren 5A und 5B. Nur die unterschiedlich angeordneten Elemente 1 a, 11a, 6' und 16' sind aus diesem Grund bezeichnet.
  • Beim Kran gemäß Figur 8A und 8B werden die Seilstücke 1 a und 11 a nicht innerhalb des Mastes nach unten zurückgeführt, und sie werden auch an ihrem untersten Punkt anders befestigt als in der Ausführungsform gemäß den Figuren 5A und 5B. Gemäß den Figuren 8A und 8B erfolgt nämlich die Zurückführung der Seilstücke 1a und 11a außerhalb des Auslegers und an dem Ausleger entlang bis zu den unteren Befestigungsstellen 6' für das Seilstück 1a und 16' für das Seilstück 11a. Die untere Befestigungsstelle 6' befindet sich an der Oberwagenstruktur, ebenso die untere Befestigungsstelle 16' für das Seilstück 11a. Auch in dieser Anordnung können die Seilstücke 1a und 11a zusammen mit dem restlichen Spannsystem für eine DruckVorspannung des Auslegers sorgen.

Claims (13)

  1. Mobil-Teleskopkran mit einem Spannsystem, mit
    a) einem Teleskopmast (7),
    b) einem Kranoberwagen auf dem der Teleskopmast (7) mit wenigstens einen teleskopierbaren Mast-Obergurt (7a) und einem Mast-Untergurt (7b) angeordnet ist,
    c) einem Spannmittel (1, 11), das am Teleskopmast (7) entlang oder über diesen führbar und befestigbar ist, so dass eine Druck-Vorspannung des Teleskopmastes (7) im Führungsbereich des Spannmittels (1, 11) entsteht, und
    d) wenigstens einer Spannmittelzugeinheit (3, 17) bzw. Spannmittelzugwinde (3, 17) für das Spannmittel (1, 11), die auf dem Kranoberwagen vorgesehen ist und auf das Spannmittel (1, 11) wirken, um den Teleskopmast (7) abzuspannen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    e) die Spannmittelzugeinheit (3, 17) bzw. Spannmittelzugwinde (3; 17) in einem Anstand zu einer Wippebene des Teleskopmastes (7) angeordnet ist, so dass das Spannmittel (1, 11) Lasten mit Komponenten senkrecht zur Wippebene zu einem wesentlichen Teil aufnimmt.
  2. Mobil-Teleskopkran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das rechts und links des Teleskopmastes (7) je ein Spannmittel (1, 11) und je wenigstens eine Spannmittelzugeinheit (3, 17) bzw. Spannmittelzugwinde angeordnet ist.
  3. Mobil-Teleskopkran nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittelzugeinheit/en (3, 17) bzw. Spannmittelzugwinde/n (3, 17) für die Abspannung des Mast-Obergurtes (7a) hinter dem Mastansatz auf dem Kranoberwagen angeordnet sind.
  4. Mobil-Teleskopkran nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittelzugeinheit/en (3, 17) bzw. Spannmittelzugwinde/n (3, 17) auf den Kranoberwagen an einer Kranoberwagenstruktur verschiebbar angeordnet ist/sind.
  5. Mobil-Teleskopkran nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittelzugeinheit/en (3, 17) bzw. Spannmittelzugwinde/n (3, 17) Gegengewichten (2) des Mobil-Teleskopkrans zugeordnet und mit einzelnen zugeordneten Gegengewichten (2) oder allen zugeordneten Gegengewichten (2) verbindbar ist/sind.
  6. Mobil-Teleskopkran nach einem der zwei vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittelzugeinheit/en (3, 17) oder Spannmittelzugwinde/n (3, 17) über Dämpfungseinheiten (15) an der Kranoberwagenstruktur angebracht ist/sind.
  7. Mobil-Teleskopkran nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Spannmittel (1, 11) derart am Teleskopmast (7) und über diesen geführt werden, dass eine Druckvorspannung des Teleskopmastes (7) im Bereich der Spannmittelzuführung/en entsteht/entstehen.
  8. Mobil-Teleskopkran nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Spannmittel (1, 11) von der Spannmittelzugeinheit (3, 17) bzw. Spannmittelzugwinde (3, 17) zu einem/je einem Ansetzpunkt im oberen Bereich des Teleskopmastes (7) und dann zu einem/je einem inneren oder äußeren Lagerpunkt (6) am Mastunterteil verläuft/verlaufen.
  9. Mobil-Teleskopkran nach dem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Spannmittel (1, 11) am Ansetzpunkt im oberen Bereich des Teleskopmastes (7) mittels einer Rolle (4, 14) umgelenkt wird/werden.
  10. Mobil-Teleskopkran nach einem der zwei vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innerer oder äußere Lagerpunkt (6) an dem untersten ausfahrbaren Mast-Untergurt (7b, 5) oder im Fußbereich des Basisteils des Teleskopmastes (7) angeordnet ist.
  11. Mobil-Teleskopkran nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Spannmittel (1, 11) beim Vorhandensein einer Kranzusatzspitze (18, 26) zumindest abschnittsweise entlang der oder über die Spitze (18, 26) geführt wird/werden.
  12. Verfahren zum Abspannen eines Teleskopmastes (7) eines Mobil-Teleskopkrans, bei dem
    a) ein Spannmittel (1, 11) mit einem Ende mit einer Spannmittelzugeinheit (3, 17) verbunden wird,
    b) das Spannmittel (1, 11) seitlich am Teleskopmast (7) entlang zu einem oberen Ansetzpunkt geführt wird,
    c) das Spannmittel (1, 11) am oberen Ansetzpunkt mittels einer Rolle (4, 14) umgelenkt wird und
    d) das andere Ende des Spannmittels (1, 11) an einem inneren oder äußeren Lagerpunkt (6), der an einem untersten ausfahrbaren Mast-Untergurt (7b, 5) oder in einem Basisteil des Teleskopmastes (7) angeordnet ist, befestigt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    e) beim Spannen des Spannmittels (1, 11) mittels der Spannmittelzugeinheit (3, 17) eine Druck-Vorspannung des Teleskopmastes (7) bewirkt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Teleskopmast (7) auf beiden Seiten durch je eine Spannmittelzugeinheit (3, 17), je ein Spannmittel (1, 11), je eine Rolle (4, 14) und je einen inneren oder äußeren Lagerpunkt (6) vorgespannt wird.
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