EP4431440B1

EP4431440B1 - Mobilkran-abstützung mit feststelleinrichtung

Info

Publication number: EP4431440B1
Application number: EP23161955.2A
Authority: EP
Inventors: Dieter Stührwoldt
Original assignee: Manitowoc Crane Group France SAS
Current assignee: Manitowoc Crane Group France SAS
Priority date: 2023-03-15
Filing date: 2023-03-15
Publication date: 2026-05-06
Anticipated expiration: 2043-03-15
Also published as: JP7700301B2; CN118666171A; EP4431440A1; US20240308818A1; JP2024132940A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mobilkran-Abstützvorrichtung, bei welcher mittels einer Feststelleinrichtung eine beliebige Relativposition zweier relativ zueinander verfahrbarer Stützsegmente festgelegt wird.
Um Mobilkrane im Kranbetrieb eine ausreichende Kippstabilität zu verleihen, weist deren Unterwagen eine Abstützung mit üblicherweise vier in Querrichtung zur Unterwagen-Längsachse ausfahrbaren und/oder verschwenkbaren Abstützträgern auf. An deren dem Unterwagen abgewandten Enden weisen die Abstützträger je einen in vertikaler Richtung ausfahrbaren Abstützzylinder auf, welcher sich mittels eines Abstütztellers auf dem Erdreich abstützt. Üblicherweise werden im vorderen und im hinteren Bereich des Unterwagens jeweils zwei in Gegenrichtung zueinander ausfahrbare Abstützträger angeordnet. Verformungen und Lastwechsel während des Kranbetriebs verursachen in den Abstützträgern Längskräfte, die zu einer Verschiebung der Abstützträger führen können. Üblicherweise wird eine ungewollte Längsbewegung der Abstützträger durch mechanisches Verbolzen der Abstützträger verhindert. Aus konstruktiven Gründen ist die Anzahl möglicher Verbolzungspositionen allerdings begrenzt.
Krane moderner Bauart weisen eine Lastmomentbegrenzung auf, die grundsätzlich das Anfahren beliebiger Abstützpositionen erlaubt, was den Kranbetrieb bei schwierigen Platzverhältnissen vereinfacht oder gar erst ermöglicht. Eine mechanische Verbolzung und somit sichere Festlegung der Abstützträgerposition ist hierbei jedoch aus oben genannten Gründen nicht für alle Abstützträgerpositionen möglich, was für den sicheren Kranbetrieb eine kontinuierliche Überwachung der aktuellen Abstützträgerposition und ein Unterbinden bestimmter Kranfunktionen erforderlich macht, falls ein Abstützträger seine Soll-Position verlassen hat. Die DE 10 2020 212 687 schlägt vor, die Abstützträgerposition mittels einer Bremsschiene und eines die Bremsschiene in Eingriff nehmenden Bremseingriffselements festzulegen. DD53282A offenbart eine Mobilkran-Abstützvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber bisherigen Lösungen verbesserte Möglichkeit zu schaffen, die Position von Abstützträgern für den Kranbetrieb sicher festzulegen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche und der nebengeordnete Patentanspruch 10 definieren bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bzw. einen die vorliegende Erfindung aufweisenden Mobilkran.
Die erfindungsgemäße Mobilkran-Abstützvorrichtung umfasst ein am Unterwagen des Mobilkrans befestigbares Stützsegment, ein innerhalb und gegenüber dem ersten Stützsegment verfahrbares zweites Stützsegment, welches einen in vertikaler Richtung beweglichen Stützfuß aufweist, und eine Feststelleinrichtung mit jeweils dem ersten Stützsegment und dem zweiten Stützsegment zugeordneten und zum Unterbinden einer Verfahrbewegung des zweiten Stützsegments in beliebiger Relativposition zwischen dem ersten Stützsegment und dem zweiten Stützsegment miteinander in Anlage bringbaren Kontaktabschnitten. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das zweite Stützsegment innerhalb und gegenüber dem ersten Stützsegment um eine sich in horizontaler Richtung und quer zur Verfahrbewegung erstreckende Achse rotieren und so die Kontaktabschnitte wahlweise miteinander in Anlage bringen bzw. voneinander trennen.
Das erste Stützsegment kann hierbei durch einen sogenannten Abstützkasten gebildet sein, der dauerhaft oder abrüstbar eine feste Position am Kranunterwagen einnimmt. Das erste Stützsegment kann allerdings ebenso durch ein gegenüber dem Kranunterwagen bzw. einem Abstützkasten translatorisch verfahrbaren oder rotatorisch verschwenkbaren Stützträger gebildet sein. Die erfindungsgemäße Abstützvorrichtung kann demnach aus beliebig vielen untereinander und/oder gegenüber dem Kranunterwagen rotatorisch oder translatorisch verfahrbaren Stützsegmenten aufgebaut sein, deren translatorische Verfahrbewegungen durch eine erfindungsgemäße Feststelleinrichtung unterbunden werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es dem zweiten Stützsegment nicht nur möglich, gegenüber dem ersten Stützsegment translatorisch zu verfahren, d.h. aus- und wieder einzufahren. Vielmehr kann es darüber hinaus auch innerhalb des ersten Stützsegments verschwenken bzw. verkippen, und zwar um eine horizontale Achse, welche quer, insbesondere senkrecht zu den Richtungen verläuft, in welchen das zweite Stützsegment aus dem ersten Stützsegment aus- und auch wieder eingefahren wird. Diese Drehbewegung wird, wie später noch ausführlicher erläutert werden wird, durch ein Betätigen des Stützzylinders am freien Ende des zweiten Stützsegments verursacht. Die durch die Ableitung der vom Krangewicht verursachten Kräfte über die Kranabstützung in das Erdreich hat nämlich eine Querkraftbelastung der Stützsegmente zur Folge, aufgrund der sich die Endabschnitte der Stützsegmente an das jeweils andere Stützsegment anlegen. Die vorliegende Erfindung nutzt diesen Effekt und die zwischen den Kontaktabschnitten der jeweiligen Stützsegmente wirkenden Kräfte dazu, eine Verfahrbewegung des zweiten Stützsegments relativ zum ersten Stützsegment wirkungsvoll zu unterbinden. Beim Einfahren des Stützzylinders entfällt die Querkraftbelastung der Stützsegmente und folglich auch die in den Kontaktabschnitten zwischen den Stützsegmenten wirkenden Kräfte, was eine Verfahrbewegung des zweiten Stützsegments innerhalb des ersten Stützsegments wieder ermöglicht.
Bei der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung erfolgt die Festlegung der Relativposition der beiden Stützsegmente somit in Abhängigkeit der vertikalen Belastung der Abstützvorrichtung durch das Krangewicht, ohne dass es hierfür einer gesonderten Ansteuerung bedarf.
Gemäß einer Ausführungsform weist das erste Stützsegment

in seinem dem Stützfuß zugewandten Endbereich ein unteres, insbesondere zumindest ein Rollelement aufweisendes Auflager auf, über welches sich das zweite Stützsegment während des Verfahrens am ersten Stützsegment abstützen kann; und/oder
in seinem dem Stützfuß zugewandten Endbereich ein oberes, insbesondere zumindest ein Druckelement aufweisendes Auflager auf, über welches sich das zweite Stützsegment während des Rotierens am ersten Stützsegment abstützen kann.

Durch die voranstehend beschriebenen Auflager am ersten Stützsegment werden die Positionen definiert, an welchen sich die Stützsegmente in den einzelnen Belastungszuständen der Abstützvorrichtung kontaktieren. Da im Bereich des unterhalb des zweiten Stützsegments angeordneten Auflagers eine translatorische Relativbewegung zwischen den einander kontaktierenden Stützsegmenten erfolgt, ist es hier von Vorteil, ein oder mehrere geeignete Rollelemente oder zumindest reibungsmindernde Gleitelemente vorzusehen, um in diesem Bereich Verschleiß vorzubeugen. Das oberhalb des zweiten Stützsegments angeordnete Auflager dient im abgestützten Zustand des Mobilkrans sozusagen als Hebelpunkt und sollte eine entsprechend große Auflagefläche für das zweite Stützsegment bereitstellen, um übermäßige Materialbelastung zu vermeiden. Die Position dieses Auflagers hat zusammen mit der Länge des im ersten Stützsegment verbliebenen Abschnitt des zweiten Stützsegments entscheidenden Einfluss auf die in den Kontaktabschnitten wirkenden Kräfte und folglich somit auch auf das durch die korrespondierenden Kontaktabschnitte bereitgestellte Vermögen, die Position des zweiten Stützelements relativ zum ersten Stützelement festzulegen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform

weist das zweite Stützelement in seinem dem Stützfuß abgewandten Endbereich ein oberes, insbesondere zumindest ein Druckelement aufweisendes Auflager auf, über welches sich das zweite Stützsegment während des Verfahrens am ersten Stützsegment abstützen kann; und/oder
ist das zweite Stützsegment so ausgestaltet, dass dessen Schwerpunkt stets jenseits des unteren Auflagers des ersten Stützsegments, insbesondere außerhalb des ersten Stützsegments angeordnet ist.

Das voranstehend beschriebene Auflager dient der Reibungs- und Verschleißminderung beim Verfahren des zweiten Stützsegments innerhalb des ersten Stützsegments und kann, ebenso wie das unterhalb des zweiten Stützsegments zwischen dem ersten und dem zweiten Stützsegment angeordneten Auflager ein oder mehrere Rollelemente oder zumindest reibungs- und somit verschließmindernde Gleitelemente aufweisen.
Ferner ist es von Vorteil, wenn sich der Schwerpunkt des zweiten Stützsegments stets, d. h. bei sämtlichen Relativpositionen, auf der dem Kranunterwagen abgewandten Seite des unterhalb des zweiten Stützsegments angeordneten Auflagers befindet. Hierdurch wird der innerhalb des ersten Stützsegments liegende Abschnitt des zweiten Stützsegments im unbelasteten Zustand der Abstützvorrichtung sozusagen automatisch angehoben und die jeweiligen Kontaktabschnitte somit voneinander getrennt.
In einer weiteren Ausführungsform sind die jeweiligen Kontaktabschnitte an einer Innenwandung des ersten Stützsegments und an einer Außenwandung des zweiten Stützsegments angeordnet. Es ist jedoch ebenso vorstellbar, dass zumindest einer der Kontaktabschnitte nicht direkt am ihm zugeordneten Stützsegment angeordnet ist, sondern nur mittelbar über ein oder mehrere zwischen dem Kontaktabschnitt und dem Stützsegment liegende Strukturen, welche die auftretenden Kräfte zwischen Kontaktabschnitt und Stützsegment übertragen.
Erfindungsgemäß greifen die jeweiligen Kontaktabschnitte formschlüssig ineinander, insbesondere wobei zumindest einer der Kontaktabschnitte eine Verzahnung oder ein gleichwertiges, zum Herstellen eines Formschlusses zwischen den Kontaktabschnitten geeignetes Profil aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Feststelleinrichtung eine Löseeinrichtung auf, welche vorgespannt wird, sobald die Kontaktabschnitte miteinander in Anlage gebracht werden, und welche im vorgespannten Zustand bestrebt ist, die Kontaktabschnitte wieder voneinander zu trennen, insbesondere wobei die Löseeinrichtung eine elastische Feder umfasst. Alternativ oder zusätzlich zu einem außerhalb des ersten Stützsegments befindlichen Schwerpunkts des zweiten Stützsegments dient eine solche Löseeinrichtung dazu, bei unbelasteter Abstützvorrichtung ein Verfahren des zweiten Stützsegments zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Löseeinrichtung ein die Innenwandung des ersten Stützsegments und/oder deren Kontaktabschnitt kontaktierendes Auflageelement aufweisen, um die von einem Vorspannelement, beispielsweise einer elastischen Feder hervorgerufene Vorspannkraft in das erste Stützsegment einzuleiten. Das Kontaktelement kann hierbei teilweise oder gänzlich aus einem reibungsmindernden Werkstoff gefertigt sein, um Verschleiß vorzubeugen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Verfahrbewegung des zweiten Stützsegments relativ zum ersten Stützsegment durch einen Hydraulikzylinder bewirkt. Grundsätzlich ist hierfür jedweder geeignete Antrieb vorstellbar, etwa ein Getriebe aufweisende mechanische Antriebe.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Stützfuß einen hydraulischen Abstützzylinder aufweisen, der sich beispielsweise wiederum über einen Abstützteller auf dem Erdreich abstützt.
In einer weiteren Ausführungsform wird das erste Stützsegment durch einen Abstützkasten gebildet, mit auf beiden Seiten des Abstützkastens teleskopierbaren, jeweils ein zweites Abstützsegment bildenden Stützträgern.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Mobilkran mit einer Abstützvorrichtung gemäß einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Die Erfindung kann sämtliche hierin offenbarten Merkmale einzeln sowie in jedweder sinnvollen Kombination umfassen.
Es zeigt:

Figur 1: eine erfindungsgemäße Abstützvorrichtung im unbelasteten Zustand;
Figur 2: die Abstützvorrichtung aus Figur 1 im belasteten Zustand.

Die Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau und die Funktion der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung anhand einer einzelnen Paarung aus einem ersten Stützsegment bzw. Abstützkasten 1 und einem zweiten Stützsegment bzw. Abstützträger 2. Der Abstützträger 2 erstreckt sich innerhalb des Abstützkastens 1 und kann mittels eines nicht gezeigten Hydraulikzylinders in horizontaler Richtung T innerhalb des Abstützkasten 1 aus diesem nach rechts ausgefahren und wieder in diesen nach links eingefahren werden. Zur beidseitigen Abstützung des Mobilkrans nimmt der Abstützkasten 1 ferner einen nicht gezeigten zweiten Abstützträger auf, welcher in identischer Weise zum ersten Stützträger 2 nach links aus dem Abstützkasten 1 ausgefahren und nach rechts in diesen eingefahren werden kann.
Der Abstützträger 2 weist an seinem freien, dem Abstützkasten 1 und dem Kranunterwagen abgewandten Ende einen in vertikaler Richtung V verfahrbaren Stützfuß 3 auf, welcher einen Stützteller und eine daran gelenkig angelenkte Kolbenstange eines Hydraulikzylinders 17 umfasst.
Im in der Figur 1 gezeigten, unbelasteten Zustand der Abstützvorrichtung ist es dem nicht gezeigten Hydraulikzylinder möglich, den Stützträger 2 relativ zum Abstützkasten 1 in der Verschieberichtung T zu bewegen. Der Stützträger 2 liegt dabei über sein als Gleitelement ausgestaltetes Auflager 12 und über ein zumindest ein Rollelement 7 aufweisendes Auflager 8 des Abstützkastens 1 auf und gleitet bzw. rollt über die Lager 12 bzw. 8 an der Innenfläche des Abstützkastens 1 ab. Die Lage des Abstützträger-Schwerpunkts S jenseits des Auflagers 8 bzw. außerhalb des Abstützkasten 1 bewirkt ein Kippmoment im Uhrzeigersinn, so dass die Kontaktabschnitte 5 und 6 beabstandet gehalten werden.
Sobald eine gewünschte Länge des Abstützträgers 2 aus dem Abstützkasten 1 ausgefahren wurde (der nicht gezeigte, linksseitige Abstützträger kann in einer beliebig anderen Länge aus dem Abstützkasten 1 ausgefahren werden), wird zum Abstützen des Mobilkrans der Stützfuß 3 mittels des Hydraulikzylinders 17 in vertikaler Richtung nach unten ausgefahren. Die beim Kontakt des Erdreichs hervorgerufene Aufstandskraft bewirkt ein Rotieren bzw. Verkippen des Abstützträgers 2 relativ zum Abstützkasten 1 im Bereich der Auflager 8 und 10 um die Achse A und entgegen dem Uhrzeigersinn. Der Abstützträger 2 stützt sich nun über das Auflager 10 am Abstützkasten 1 ab, wobei die an der Außenfläche 14 des Abstützträgers 2 und an der Innenfläche 13 des Abstützkastens 1 angeordneten Kontaktflächen 6 bzw. 5 in Anlage gebracht werden. Die Kontaktflächen 2 sind im gezeigten Beispiel als korrespondierende Zahnprofile ausgestaltet und greifen formschlüssig ineinander ein. Um ein Eingreifen der Kontaktfläche 6 über den gesamten Verfahrbereich des Abstützträgers 2 zu ermöglichen, erstreckt sich die Kontaktfläche 5 über die hierfür notwendige Länge im Inneren des Abstützkastens 1. Durch den formschlüssigen Eingriff der Kontaktflächen 5 und 6 ist eine Bewegung des Abstützträgers 2 in Verfahrrichtung T nicht mehr möglich.
Sobald nach dem Kraneinsatz der Stützfuß 3 mittels des Hydraulikzylinders 17 wieder in vertikaler Richtung nach oben angehoben wird, findet eine Entlastung der Abstützvorrichtung statt. Durch die Lage des Schwerpunkts S und die durch die Feder 16 über das Gleitstück 15 auf den Teleskopkasten 1 wirkende Vorspannkraft wird im Bereich der Auflager 8 und 10 wiederum eine Rotationsbewegung um die Achse A im Uhrzeigersinn hervorgerufen, die Kontaktabschnitte 5 und 6 wieder voneinander getrennt und der in der Figur 1 zu sehende Zustand eingenommen. Ein Verfahren des Abstützträgers 2 im unbelasteten Zustand der Abstützvorrichtung ist wieder möglich.

Claims

Mobilkran-Abstützvorrichtung mit
- einem am Unterwagen des Mobilkrans befestigbaren ersten Stützsegment (1);

- einem innerhalb und gegenüber dem ersten Stützsegment (1) verfahrbaren zweiten Stützsegment (2), welches einen in vertikaler Richtung (V) beweglichen Stützfuß (3) aufweist;

- einer Feststelleinrichtung (4) mit jeweils dem ersten Stützsegment (1) und dem zweiten Stützsegment (2) zugeordneten und zum Unterbinden einer Verfahrbewegung (T) des zweiten Stützsegments (2) in beliebiger Relativposition zwischen dem ersten Stützsegment (1) und dem zweiten Stützsegment (2) miteinander in Anlage bringbaren Kontaktabschnitten (5, 6);

wobei das zweite Stützsegment (2) innerhalb und gegenüber dem ersten Stützsegment (1) um eine sich in horizontaler Richtung (H) und quer zur Verfahrbewegung (T) erstreckende Achse (A) rotieren und so die Kontaktabschnitte (5, 6) wahlweise miteinander in Anlage bringen bzw. voneinander trennen kann, dadurch gekennzeichnet, dass

die jeweiligen Kontaktabschnitte (5, 6) formschlüssig ineinander eingreifen.
Mobilkran-Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Stützsegment (1)
- in seinem dem Stützfuß (3) zugewandten Endbereich ein unteres, insbesondere zumindest ein Rollelement (7) aufweisendes Auflager (8) aufweist, über welches sich das zweite Stützsegment (2) während des Verfahrens am ersten Stützsegment (1) abstützen kann; und/oder

- in seinem dem Stützfuß (3) zugewandten Endbereich ein oberes, insbesondere zumindest ein Druckelement (9) aufweisendes Auflager (10) aufweist, über welches sich das zweite Stützsegment (2) während des Rotierens am ersten Stützsegment (1) abstützen kann.
Mobilkran-Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das zweite Stützsegment (2)
- in seinem dem Stützfuß (3) abgewandten Endbereich ein oberes, insbesondere zumindest ein Druckelement (11) aufweisendes Auflager (12) aufweist, über welches sich das zweite Stützsegment (2) während des Verfahrens am ersten Stützsegment (1) abstützen kann; und/oder

- so ausgestaltet ist, dass dessen Schwerpunkt (S) stets jenseits des unteren Auflagers (8) des ersten Stützsegments (1), insbesondere außerhalb des ersten Stützsegments (1) angeordnet ist.
Mobilkran-Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die jeweiligen Kontaktabschnitte (5, 6) an einer Innenwandung (13) des ersten Stützsegments (1) und an einer Außenwandung (14) des zweiten Stützsegments (2) angeordnet sind.
Mobilkran-Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest einer der Kontaktabschnitte (5, 6) eine Verzahnung aufweist.
Mobilkran-Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Feststelleinrichtung (4) eine Löseeinrichtung (15) aufweist, welche vorgespannt wird, sobald die Kontaktabschnitte (5, 6) miteinander in Anlage gebracht werden, und welche im vorgespannten Zustand bestrebt ist, die Kontaktabschnitte (5, 6) wieder voneinander zu trennen, insbesondere wobei die Löseeinrichtung (15) eine elastische Feder (16) umfasst.
Mobilkran-Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verfahrbewegung (T) des zweiten Stützsegments (2) relativ zum ersten Stützsegment (1) durch einen Hydraulikzylinder oder einen mechanischen Antrieb bewirkt wird.
Mobilkran-Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Stützfuß (3) einen hydraulischen Abstützzylinder (17) aufweist.
Mobilkran-Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das erste Stützsegment (1) durch einen Abstützkasten gebildet wird, mit auf beiden Seiten des Abstützkastens verfahrbaren, jeweils ein zweites Abstützsegment (2) bildenden Abstützträgern.
Mobilkran mit einer Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.