EP4337588B1

EP4337588B1 - Verriegelungskopf

Info

Publication number: EP4337588B1
Application number: EP22751753.9A
Authority: EP
Inventors: Markus Schuster; Jürgen Bopp; Hans-Peter Lavergne
Original assignee: Liebherr Components Kirchdorf GmbH
Current assignee: Liebherr Components Kirchdorf GmbH
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2026-04-01
Anticipated expiration: 2042-07-21
Also published as: WO2023006583A1; EP4337588A1; JP2024527967A; US20240217786A1; US12528675B2; DE102021119612A1; JP7713088B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verriegelungskopf zum Ein- und Austeleskopieren von Teleskopauslegern, welche beispielsweise bei Teleskopauslegerkranen verwendet werden können. Solche Verriegelungsköpfe weisen typischerweise ein Joch auf, welches durch hydraulische Betätigung einen Verriegelungsbolzen im Teleskopausleger löst, sodass der Teleskopausleger bzw. ein Teleskopauslegerschuss des Teleskopauslegers entriegelt ist und damit verfahren werden kann.
Die einzelnen Teleskopschüsse eines Kranauslegers eines Mobilkrans werden mit Hilfe eines Teleskopierzylinders nacheinander ausgefahren und in der ausgefahrenen Position miteinander verriegelt. Hierzu ist ein Riegelmechanismus erforderlich, der in unterschiedlichen Positionen ent- bzw. verriegelt werden kann.
Bevor ein Teleskopschuss verfahren werden kann, muss er mit dem Verriegelungskopf gekoppelt werden. Hierzu werden zwei entsprechende Riegel verlagert (sogenannte Zylinderriegelkörper), die mit dem Teleskopschuss in Eingriff gelangen. Anschließend wird der noch mit dem benachbarten Teleskopschuss gekoppelte Teleskopschuss entriegelt, indem ein entsprechender Entriegelungsmechanismus aktiviert wird. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass ein federbelasteter Bolzen mittels hydraulischer Aktuation eines Teleskopriegelkörpers gezogen wird, so dass der mit dem Verriegelungskopf in Eingriff stehende Teleskopschuss ausgefahren werden kann. Demzufolge ist es nun möglich, dass der Verriegelungskopf mittels des Teleskopierzylinders den Teleskopschuss verlagert, so dass der innen liegende Teleskopschuss ausgefahren wird. In der ausgefahrenen Position muss der Teleskopschuss zunächst wieder mit dem benachbarten Teleskopschuss verriegelt werden. Hierzu muss die entsprechende Entriegelungsklaue (betätigt durch mindestens einen Teleskopriegelkörper) wieder in ihre Ausgangsposition gebracht werden, so dass der gerade ausgefahrene Teleskopschuss mit einem benachbarten Teleskopschuss fest verbunden ist. Erst wenn die beiden benachbarten Teleskopschüsse miteinander verriegelt sind, dürfen die Zylinderriegel zwischen dem Verriegelungskopf und dem (gerade ausgefahrenen) Teleskopschuss wieder gelöst werden. Anschließend fährt der Teleskopierzylinder wieder ein, um gegebenenfalls einen weiteren noch nicht ausgefahrenen Teleskopschuss in der vorstehend beschriebenen Art und Weise zu verlagern.
Das Betätigen von dem Zylinderriegelkörper bzw. dem Teleskopriegelkörper erfolgt dabei mithilfe einer Hydraulik, welche die entsprechenden Körper in die gewünschte Position verfährt. Ein Ein- oder Ausfahren kann dabei auch mithilfe eines Federelements erfolgen, sodass bei einem nachlassenden Hydraulikdruck die jeweiligen Körper wieder in den Verriegelungskopf ein- oder ausgefahren werden.
Die DE 20 2015 101 045 U1 offenbart dabei einen aus dem Stand der Technik bekannten Verriegelungskopf, dessen Riegelkörper mithilfe von Hydraulik in ihrer Position verfahrbar sind.
Nachteilhaft an einem solchen aus dem Stand der Technik bekannten Verriegelungskopf ist, dass der am bewegbaren Ende eines Teleskopierzylinders angeordnete Verriegelungskopf über diverse Hydraulikleitungen verfügen muss, die eine entsprechende Ansteuerung des Teleskopriegelkörpers bzw. des Zylinderriegelkörpers ermöglichen können müssen.
Ein Verriegelungskopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der JP 2017 159973 A bekannt.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung einen Verriegelungskopf vorzusehen, der gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Umsetzungen leichter ist und einen wirtschaftlicheren Betrieb ermöglicht.
Dies gelingt mit einem Verriegelungskopf, der sämtliche Merkmale aus dem Anspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verriegelungskopfs finden sich dabei in den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemäße Verriegelungskopf für Teleskopierzylinder eines Teleskopauslegers, der mehrere Teleskopauslegerschüsse aufweist, umfasst ein Gehäuse, mindestens einen bolzenartig ausgebildeten Zylinderriegelkörper, der aus dem Gehäuse ein- und ausfahrbar ist, um den Verriegelungskopf mit einem Teleskopauslegerschuss zu verriegeln, und mindestens einen bolzenartig ausgebildeten Teleskopriegelkörper, der aus dem Gehäuse ein- und ausfahrbar ist, um den Teleskopauslegerschuss für eine Teleskopierbewegung freizugeben. Der Verriegelungskopf ist gekennzeichnet durch mindestens einen elektrischen Stellantrieb, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Zylinderriegelkörper und/oder den mindestens einen Teleskopriegelkörper zu betätigen.
Durch das Vorsehen eines elektrischen Stellantriebs entfällt die Notwendigkeit Hydraulikleitungen hin zum Verriegelungskopf zu führen, die für eine Aktuation des Zylinderriegelkörpers bzw. des Teleskopriegelkörpers erforderlich sind. Dadurch wird das Gesamtsystem günstiger und leichter, was insbesondere in Bezug auf das durchgängige Bestreben nach leichteren Komponenten von Vorteil ist.
Nach einer Fortbildung der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass sowohl der mindestens eine Zylinderriegelkörper als auch der mindestens eine Teleskopriegelkörper mit einem jeweiligen elektrischen Stellantrieb versehen ist.
So muss es nicht der Fall sein, dass der Zylinderriegelkörper und der Teleskopriegelkörper über denselben elektrische Stellantrieb, beispielsweise einen Elektromotor, angetrieben werden. Denkbar wäre hier, dass lediglich eine Art Kupplung die vom Motor erzeugte Kraft in einem ersten Fall auf den Teleskopriegelkörper und in einem zweiten Fall auf den Zylinderriegelkörper gibt, sodass ein Betätigen der beiden Riegelkörper nacheinander möglich ist. Wie ausgeführt kann der mindestens eine Zylinderriegelkörper wie auch der mindestens eine Teleskopriegelkörper jeweils einen eigenen elektrischen Stellantrieb haben, sodass ebenfalls ermöglicht ist, dass die beiden verschiedenen Riegelkörper nacheinander betätigbar sind.
Nach einer optionalen Modifikation der vorliegenden Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass der Verriegelungskopf ferner mit einem Federelement, das den mindestens einen Zylinderriegelkörper und/oder den mindestens einen Teleskopriegelkörper in Ausfahr- oder Einfahrrichtung drängt, versehen ist.
Demnach kann der elektrische Stellantrieb lediglich zum Einfahren des Zylinderriegelkörpers oder des Teleskopriegelkörpers dienen, sodass ein Zustand, bei dem der mindestens eine Zylinderriegelkörper eingefahren ist (und damit eine Kopplung mit einem Teleskopschuss aufgibt) nur dann auftritt, wenn dies aktiv durch Bestromung des elektrischen Stellantriebs umgesetzt ist. Ähnlich verhält es sich bei dem mindestens einen Teleskopriegelkörper, dessen eingefahrener Zustand (in dem eine Kopplung eines Teleskopschusses mit einem benachbarten Teleskopschusses nicht mehr existiert) ebenfalls nur aktiv durch eine Bestromung des elektrischen Stellantriebs umsetzbar ist. Gibt es demnach eine Fehlfunktion in dem elektrischen Stellantrieb sorgt das Federelement für ein dauerhaftes Verbleiben des Teleskopriegelkörpers bzw. des Zylinderriegelkörpers in der Stellung, die das geringste Gefahrenpotenzial mit sich bringt.
Erfindungsgemäß ist der Verriegelungskopf ferner mit einem Magnetelement, insbesondere einem Elektromagnetelement, versehen, das den mindestens einen Zylinderriegelkörper und/oder den mindestens einen Teleskopriegelkörper in Ausfahr- oder Einfahrrichtung drängt.
Dabei kann also vorgesehen sein, dass das Magnetelement dazu ausgelegt ist, den Zylinderriegelkörper bzw. den Teleskopriegelkörper in Ausfahr- oder Einfahrrichtung zu drängen.
Zusätzlich kann nach der Erfindung ferner vorgesehen sein, dass der mindestens eine elektrische Stellantrieb dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Zylinderriegelkörper und/oder den mindestens einen Teleskopriegelkörper in Einfahr- und/oder Ausfahrrichtung zu bewegen. Typischerweise kann dabei auch vorgesehen sein, dass bei einem Vorhandensein eines Federelements bzw. eines Magnetelements der elektrische Stellantrieb den Teleskopriegelkörper bzw. den Zylinderriegelkörper nur in diejenige Richtung verfahren kann, die entgegengesetzt zur Krafteinwirkung des Federelements bzw. des Magnetelements ist.
Zusätzlich kann dabei vorgesehen sein, dass das Element zum Drängen in Ausfahrrichtung dazu ausgelegt ist, den Riegelkörper auch dann nach außen zu bewegen, wenn der elektrische Stellantrieb ausfällt und/oder nicht mit elektrischer Leistung versorgt ist.
Damit ist sichergestellt, dass auch im Falle einer Fehlfunktion des elektrischen Stellantriebs beispielsweise der Teleskopriegelkörper in seiner ausgefahrenen Position verbleibt, sodass es nicht zu einem Entriegeln eines Teleskopschusses von einem benachbarten Teleskopschusses kommt.
Ferner kann dabei auch vorgesehen sein, dass das Element zum Drängen in Einfahrrichtung dazu ausgelegt ist, den Riegelkörper auch dann nach außen zu bewegen, wenn der elektrische Stellantrieb ausfällt und/oder nicht mit elektrischer Leistung versorgt ist.
Damit ist sichergestellt, dass auch im Falle einer Fehlfunktion des elektrischen Stellantriebs beispielsweise der Zylinderriegelkörper in seiner eingefahrenen Position verbleibt, sodass es nicht zu einem Lösen des Verriegelungskopfs von einem Teleskopschusses kommt.
Nach einer weiteren von der Erfindung umfassten Variante kann vorgesehen sein, dass zum Bewegen des mindestens einen Zylinderriegelkörpers und/oder des mindestens einen Teleskopriegelkörpers kein hydraulischer Antrieb genutzt wird.
Für ein Betätigen des Zylinderriegelkörpers bzw. des Teleskopriegelkörpers wird ausschließlich auf die durch den elektrischen Stellantrieb erzeugte Kraft zurückgegriffen, wobei eine Bewegung in entgegengesetzte Richtung selbstverständlich auch durch das Federelement bzw. das Magnetelement erzeugt werden kann. Wichtig hierbei ist, dass zum Bewegen kein hydraulischer Antrieb erforderlich ist, sodass die vormals im Stand der Technik genutzte Technik nicht mehr verwendet wird und die damit einhergehenden Nachteile überwunden worden sind.
Nach einer optionalen Fortbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass der mindestens eine Zylinderriegelkörper und/oder der mindestens eine Teleskopriegelkörper ein Gewinde zum Eingriff mit einer vom elektrischen Stellantrieb angetriebenen Spindel aufweist. Dabei kann das Gewinde an einem Außenumfang des Riegelkörpers verlaufen aber auch an einem Innenumfang eines Sacklochs vorgesehen sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass der elektrische Stellantrieb über ein Getriebe oder auch direkt eine Ausgangswelle (beispielsweise eine Spindel) in Rotation versetzt, die durch einen Eingriff mit dem am Riegelkörper befindlichen Gewinde für eine translatorische Versetzung des Riegelkörpers sorgt.
Ferner kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass sowohl mindestens ein Zylinderriegelkörper und mindestens ein Teleskopriegelkörper vorgesehen sind, deren jeweilige Bewegungsachsen nicht parallel zueinander sind, vorzugsweise senkrecht zueinander stehen.
Typischerweise ist bei einem Verriegelungskopf der Winkel zwischen den Bewegungsachsen eines Zylinderriegelkörpers und eines Teleskopriegelkörpers 90°, sodass die verschiedenen Riegelkörper Bewegungsachsen aufweisen, die senkrecht zueinander sind.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Zylinderriegelkörper vorgesehen sind, deren jeweilige Bewegungsachsen parallel zueinander sind, vorzugsweise identisch zueinander sind.
So liegen die mindestens zwei Zylinderriegelkörper typischerweise an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses des Verriegelungskopfs. Fährt man diese beiden Zylinderriegelkörper also aus, bewegen sie sich voneinander weg. Die Bewegungsrichtung der beiden Zylinderriegelkörper ist demnach antiparallel, kann aber auf einer gemeinsamen Achse liegen.
Weiter kann nach einer optionalen Modifikation der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass mindestens zwei Teleskopriegelkörper vorgesehen sind, deren jeweilige Bewegungsachsen parallel zueinander sind.
Die mindestens zwei Teleskopriegelkörper liegen auf einer gemeinsamen Seite des Gehäuses des Verriegelungskopfs und besitzen zueinander parallele Bewegungsachsen. Dabei ist es üblich, dass die Bewegung der beiden Teleskopriegelkörper in etwa gleichlaufend erfolgt, da zwischen den beiden Teleskopriegelkörpern typischerweise eine Art Klammer befestigt ist die einen Entriegelmechanismus umgreift, sodass durch Einfahren der beiden Teleskopriegelkörper dieser gelöst wird, und zwei zueinander benachbarte Teleskopschüsse voneinander getrennt sind.
Die Erfindung betrifft ferner einen Teleskopierzylinder mit einem Verriegelungskopf nach einem der vorstehend diskutierten Varianten.
Dabei kann vorgesehen sein, dass zum Betätigen des mindestens einen Zylinderriegelkörpers und/oder des mindestens einen Teleskopriegelkörpers in dem Verriegelungskopf lediglich der elektrische Stellantrieb anzusteuern ist, und vorzugsweise keine Hydraulikkraft erforderlich ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung der einzigen Figur ersichtlich. Dabei zeigt:

Fig. 1:: eine schematische Schnittdarstellung eines Riegelkörpers wie er im erfindungsgemäßen Verriegelungskopf ausgebildet ist.

Fig. 1 zeigt nicht etwa die Gesamtheit eines Verriegelungskopfs sondern lediglich einen hierzu isolierten Bereich eines Riegelkörpers 2 und dessen Anordnung zum Bewegen des Riegelkörpers 2. Dem Fachmann ist klar, dass auf dieselbe Art und Weise sowohl der Zylinderriegelkörper als auch der Teleskopriegelkörper in Bewegung versetzt werden kann.
Der Riegelkörper 2 ist demnach im Gehäuse 1 aufgenommen und kann wahlweise aus diesem ausgefahren oder in dieses eingefahren werden.
Nachfolgend soll anhand des Zylinderriegelkörpers 2 der grundlegende Aufbau beschrieben werden.
Man erkennt das der bolzenartig ausgebildete Zylinderriegelkörper 2 gleitend in dem Gehäuses 1 aufgenommen ist. Das Federelement 4 ist dabei so ausgebildet, dass es den Zylinderriegelkörper 2 nach außen in eine ausgefahrene Position drängt. Für eine Bewegung in eine entgegengesetzte Richtung, also nach innen, ist eine elektrischer Stellantrieb 3 vorgesehen, der mittels Rotation einer Welle 6, beispielsweise einer Spindel mit dem Zylinderriegelkörper 2 zusammenwirkt und diesen nach innen in das Innere des Gehäuses 1 bewegt. So kann der Zylinderriegelkörper 2 über eine zum elektrische Stellantrieb 3 gerichtete Sacklochbohrung verfügen, die an ihren Innenumfang einen Gewindebereich aufweist, der mit einem entsprechenden Bereich einer vom elektrischen Stellantrieb 3 angetriebenen Welle kämmt.
Dem Fachmann ist klar, dass auch ein Gewindebereich am Außenumfang des Zylinderriegelkörpers vorgesehen sein kann, der mit einer entsprechenden Spindel des elektrischen Stellantriebs 3 zusammenwirkt.
Mit dem Bezugszeichen 5 sind dabei die Leitungen zum Ansteuern und für die Stromversorgung des elektrischen Stellantriebs 3 bezeichnet, die sehr viel kompaktere Abmessungen und ein deutlich geringeres Gewicht aufweisen, als es bei den herkömmlich verwendeten Hydraulikleitungen der Fall ist. Zwar ist bei der Verwendung eines Hydraulikantrieb das Anordnen eines elektrischen Stellantriebs im Inneren des Verriegelungskopfs nicht unbedingt notwendig, jedoch ist durch die fortschreitende Miniaturisierung der elektrischen Komponenten und der Stellantriebe das Anordnen im Verriegelungskopf möglich, sodass der Vorteil der Gewichtseinsparung durch Weglassen der Hydraulikleitungen überwiegt.
Das Federelement 4 ist bei einem Zylinderriegelkörper 2 dazu ausgelegt, den Zylinderriegelkörper 2 nach außen zu drängen, sodass auch bei einem Ausfall oder einem anderen Defekt des elektrischen Stellantriebs 3 der Zylinderriegelkörper 2 in seiner ausgefahrenen Position verbleibt.

Claims

Verriegelungskopf für Teleskopierzylinder eines Teleskopauslegers mit mehreren Teleskopauslegerschüssen, umfassend:
ein Gehäuse (1),

mindestens einen bolzenartig ausgebildeten Zylinderriegelkörper (2), der aus dem Gehäuse (1) ein- und ausfahrbar ist, um den Verriegelungskopf mit einem Teleskopauslegerschuss zu verriegeln,

mindestens einen bolzenartig ausgebildeten Teleskopriegelkörper (2), der aus dem Gehäuse (1) ein- und ausfahrbar ist, um den Teleskopauslegerschuss für eine Teleskopierbewegung freizugeben und

mindestens einen elektrischen Stellantrieb (3), der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Zylinderriegelkörper (2) und/oder den mindestens einen Teleskopriegelkörper (2) zu betätigen,
gekennzeichnet durch
ein Magnetelement, insbesondere ein Elektromagnetelement, das den mindestens einen Zylinderriegelkörper (2) und/oder den mindestens einen Teleskopriegelkörper (2) in Ausfahr- oder Einfahrrichtung drängt.
Verriegelungskopf nach Anspruch 1, wobei sowohl der mindestens eine Zylinderriegelkörper (2) als auch der mindestens eine Teleskopriegelkörper (2) mit einem jeweiligen elektrischen Stellantrieb (3) versehen ist.
Verriegelungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Federelement (4), das den mindestens einen Zylinderriegelkörper (2) und/oder den mindestens einen Teleskopriegelkörper (2) in Ausfahr- oder Einfahrrichtung drängt.
Verriegelungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine elektrische Stellantrieb (3) dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Zylinderriegelkörper (2) und/oder den mindestens einen Teleskopriegelkörper (2) in Einfahr- und/oder Ausfahrrichtung zu bewegen.
Verriegelungskopf nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Element zum Drängen in Ausfahrrichtung dazu ausgelegt ist, den Riegelkörper (2) auch dann nach außen zu bewegen, wenn der elektrische Stellantrieb (3) ausfällt und/oder nicht mit elektrischer Leistung versorgt ist.
Verriegelungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Bewegen des mindestens einen Zylinderriegelkörpers (2) und/oder des mindestens einen Teleskopriegelkörpers (2) kein hydraulischer Antrieb genutzt wird.
Verriegelungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Zylinderriegelkörper (2) und/oder der mindestens eine Teleskopriegelkörper (2) ein Gewinde zum Eingriff mit einer vom elektrischen Stellantrieb (3) angetriebenen Spindel aufweist.
Verriegelungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sowohl mindestens ein Zylinderriegelkörper (2) und mindestens ein Teleskopriegelkörper (2) vorgesehen sind, deren jeweilige Bewegungsachsen nicht parallel zueinander sind, vorzugsweise senkrecht zueinander stehen.
Verriegelungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Zylinderriegelkörper (2) vorgesehen sind, deren jeweilige Bewegungsachsen parallel zueinander sind, vorzugsweise identisch zueinander sind.
Verriegelungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Teleskopriegelkörper (2) vorgesehen sind, deren jeweilige Bewegungsachsen parallel zueinander sind.
Teleskopierzylinder mit einem Verriegelungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Teleskopierzylinder nach dem vorhergehenden Anspruch 11, wobei zum Betätigen des mindestens einen Zylinderriegelkörpers (2) und/oder des mindestens einen Teleskopriegelkörpers (2) in dem Verriegelungskopf lediglich der elektrische Stellantrieb (3) anzusteuern ist, und vorzugsweise keine Hydraulikkraft erforderlich ist.