-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Teleskopausleger-Mobilkran,
der verbesserte Fähigkeiten
zum Hoch- und Darüberheben
besitzt und/oder kein Gegengewicht benötigt.
-
2. Beschreibung des verwandten
Gebietes
-
Auf
fast jeder Baustelle ist ein Kran zu sehen, der schwere Lasten in
Schwindel erregende Höhen hebt.
Die Verwendung eines Teleskopausleger-Mobilkrans kann allerdings
selbst der erfahrensten Montagemannschaft viele logistische Probleme
bereiten. Probleme ergeben sich in Bezug darauf, den Kran auf die
Baustelle zu bekommen, und ob der ausgewählte Kran die zugeordnete Aufgabe
durchführen kann
oder nicht, wenn er auf der Baustelle ist. Beispielsweise ist das
in 1 veranschaulichte klassische Hoch- und Darüberheben
anzunehmen. Wie in 1 gezeigt ist, erfolgt das Bauen
bei einem Gebäude,
wobei eine Last von Materialien vom Boden auf die Oberseite des
Gebäudes
gehoben werden muss.
-
Mehrere
Faktoren spielen eine wichtige Rolle bei der Entscheidung, welche
Größe der Kran
benötigt,
um dieses Hoch- und Darüberheben
durchzuführen.
Diese Faktoren umfassen die Hubhöhe,
die Auslegerlänge,
den Hubradius, Platzeinschränkungen
und die Masse der Last. Die Hubhöhe
ist die Höhe,
auf die die Last gehoben werden muss, und beeinflusst direkt die
Höhe, die
der Ausleger erreichen muss, um das Heben auszuführen. Dementsprechend beeinflusst
die Hubhöhe
auch die Auslegerlänge,
die benötigt
wird, um das Heben auszuführen. Der
Hubradius ist der Abstand zwischen der Last und dem Kran während des
Hebens. Wie einem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist, muss der
Kran umso schwerer sein, je weiter die Last vom Kran entfernt ist,
so dass der Kran während
des Hebens nicht umkippt. Ebenso beeinflusst der Hubradius die Auslegerlänge.
-
Als
die Großstädte und
die Städte
immer beengter wurden, stieg der Faktor der Platzeinschränkungen
in der Bedeutung. Platzeinschränkungen
neigen dazu, den Hubradius und die Auslegerlänge direkt zu beeinflussen.
Beispielsweise wird angenommen, dass die Platzeinschränkungen
auf einer bestimmten Baustelle ver hindern, dass der Kran in der Nähe der Last
platziert wird. Eine andere Möglichkeit betrachtend,
ist der zum Durchführen
des Hebens benötigte
Kran, auch wenn er in der Nähe
der Last platziert wird, zu groß für den in
der Nähe
der Last zur Verfügung
stehenden Platz. Dementsprechend muss der Kran weiter weg von der
Last positioniert werden, was eine Erhöhung im Hubradius bewirkt,
wobei folglich ein größerer Kran
erforderlich wird, um das Heben durchzuführen. Abgesehen davon können Hindernisse
die Bewegung des Auslegers einschränken, was zu einer Erhöhung sowohl
des Hubradius als auch der Auslegerlänge führt. Wie bei dem Hubradius
gilt, je größer die
Auslegerlänge
ist, desto größer ist
der Kran, der einen zur Durchführung
des Hebens notwendigen längeren
Ausleger besitzt.
-
Auf
der Grundlage ihrer Hubfähigkeiten
wird Kranen eine standardisierte Leistungsfähigkeit in Tonnen gegeben.
Beispielsweise kann ein 100-Tonnen-Teleskopauslegerkran mit dem
vollständig
eingefahrenen Teleskopausleger bei einem minimalen Nennradius 100
Tonnen heben, während
ein 1-Tonnen-Kran mit dem vollständig
eingefahrenen Ausleger bei einem minimalen Nennradius 1 Tonne heben kann.
-
Als
weitere Beispiele sind anzunehmen, dass von dem Kran 10 Tonnen 30,48
Meter (100 Fuß),
22,86 Meter (75 Fuß)
und 12,19 Meter (40 Fuß) bei
einem Radius von 3,05 Metern (10 Fuß) zu heben sind. Um den 30,48-Meter-Hub
(100-Fuß-Hub) durchzuführen, wäre ein herkömmlicher
100-Tonnen-Kran erforderlich, um den 22,86-Meter-Hub (75-Fuß-Hub) durchzuführen, wäre ein herkömmlicher
50-Tonnen-Kran erforderlich
und um den 12,19-Meter-Hub (40-Fuß-Hub) durchzuführen, wäre ein herkömmlicher
25-Tonnen-Kran erforderlich.
-
Wieder
bei dem in 1 veranschaulichten Hoch- und
Darüberheben
muss eine Last auf einer Seite eines Gebäudes auf die Oberseite des
Gebäudes
gehoben werden. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Gebäude 12,19
Meter (40 Fuß)
hoch und 18,29 Meter (60 Fuß)
breit. Wegen der Platzeinschränkungen muss
der Kran allerdings auf der der Last gegenüberliegenden Seite des Gebäudes positioniert
werden; daher die Bezeichnung Hoch- und Darüberheben.
-
1 veranschaulicht
ebenso den anderen Platzeinschränkungstyp,
das Gebäude.
Das Gebäude
schränkt
die Platzierung des Auslegers während des
Hebens ein. Das heißt,
der Kran muss in einem spezifizierten Abstand von dem Gebäude platziert werden,
damit der Ausleger die Oberkante des Gebäudes während des Hebens nicht berührt. Dementsprechend
wird die Auslegerhöhe
stark erhöht.
Um das Hoch- und Darüberheben
von 1 unter Verwendung des veranschaulichten herkömmlichen Krans
durchzuführen,
ist wenigstens ein 70-Tonnen-Kran erforderlich. Lediglich ein herkömmlicher Kran
dieser Größe besitzt
eine Auslegerstruktur, die lang genug ist, um das Heben auszuführen. Je
nach Last oder wenn ein verschiedener Typ eines herkömmlichen
Krans verwendet wird, könnte
ein noch größerer Kran
erforderlich sein.
-
Abgesehen
davon können
die Platzeinschränkungen,
die das Positionieren des Krans auf derselben Seite des Gebäudes wie
die Last verhindern, um das ganze Gebäude bestehen. Im Ergebnis müsste der
Kran noch weiter weg von der Last positioniert werden, was einen
noch größeren Kran
erfordert, um das Heben durchzuführen.
Außerdem
erfordern herkömmliche
Krane ein Gegengewicht, um zu verhindern, dass sie umkippen. Je
größer die
Last ist, die zu heben ist, und/oder je größer der Hubradius ist, desto
größer ist
das benötigte
Gegengewicht und/oder desto weiter weg von der Plattform muss das
Gegengewicht angeordnet werden, obgleich es immer noch damit verbunden
ist. Folglich kann der Betrag, um den das Gegengewicht von der Plattform entfernt
angeordnet ist (d. h. der Heckausschlag) stark zum Platzbedarf für ein richtiges
Betreiben des Krans beitragen.
-
Ist
ein Kran groß genug
ausgewählt
worden, um das Heben durchzuführen,
wird die Montagemannschaft nun mit dem Problem konfrontiert, den Kran
auf die Baustelle zu bekommen. Im günstigsten Fall wird der Kran
einfach zur Baustelle gefahren. Leider bestehen verschiedene Gesetzte,
die die Lasten regeln, die auf den Straßen platziert werden. Während ein
70-Tonnen-Kran benötigt
wird, um das Heben durchzuführen,
können
folglich die zu der Baustelle führenden
Straßen
meistens lediglich zulassen, dass ein 50-Tonnen-Kran darauf fährt. Abgesehen
davon dulden die Bedingungen auf der Baustelle selbst solch einen
großen
Kran möglicherweise nicht.
-
Herkömmliche
Krane besitzen einen erheblichen Heckausschlag und begrenzte Auslegerkonfigurationen.
So erfahren solche Montagemannschaften typisch viele der oben erläuterten
Probleme, wenn ein herkömmlicher
Kran verwendet wird, um ein Hoch- und Darüberheben durchzuführen.
-
Die 2a–4 sind
schematische Darstellungen, die verschiedene herkömmliche
Krankonfigurationen mit Mehrfachausleger, die einen oder mehrere
der oben erläuterten
Nachteile aufweisen, veranschaulichen. Die 2a und 2b stellen den
Mobilkran dar, der im US-Patent 3.572.517 an Liebherr beschrieben
ist. Wie in 2a gezeigt ist, umfasst der
Liebherr-Kran eine drehbare Plattform 2, die an einem Fahrgestell 20 angebracht
ist. Das Fahrgestell 20 wird durch ausfahrbare Stützen 4 an jedem
Ende abgestützt.
Ein Teleskopmast 6, der einen Lasttragehaken 18 haltert
bzw. trägt,
ist schwenkbar mit der Plattform 2 verbunden. Ein Hydraulikzylinder 10 richtet
den Teleskopmast 6 auf. Am oberen Ende des Teleskopmasts 6 ist
ein Kragarm 8 angeordnet. An einem Ende der Plattform 2 ist
ein bewegbares Gegengewicht 16 angeordnet, um zu verhindern,
dass der Kran kippt. Das Gegengewicht 16 ist in Bezug auf
die Plattform 2 bewegbar, wobei es von der Plattform 2 weiter
weg bewegt wird, um den Effekt der Gegengewichtswirkung zu erhöhen.
-
2b veranschaulicht
eine weitere Verwendung des von Liebherr offenbarten Mobilkrans. Bei
dieser Konfiguration positioniert der Hydraulikzylinder 10 den
Mast 6 senkrecht in Bezug auf die Plattform 2,
so dass ein Turmdrehkran gebildet wird. Ein Seilscheiben- und Seilsystem 12 wird
hierauf zusammen mit dem Ausfahren des Teleskopmasts 6 verwendet,
um den Kragarm 8 relativ zum vertikalen Mast 6 zu
schwenken. Wie in 2b gezeigt ist, trägt der Kragarm 8 einen
Lasttragehaken 14. Bei dem Liebherr-Kran kann der Kragarm 8 nur
dann zum Tragen einer Last mittels des Lasttragehakens 14 verwendet
werden, wenn der Mast 6 vertikal zu der Plattform 2 angeordnet
ist.
-
3 veranschaulicht
eine weitere herkömmliche
Krankonfiguration mit Mehrfachausleger. Diese Krankonfiguration
wurde in dem Beispiel zum Hoch- und Darüberheben von 1 verwendet.
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst dieser Kran eine Plattform 30,
die durch ausfahrbare Stützen 32 abgestützt wird.
Ein erster Teleskopausleger 34 besitzt ein erstes Ende,
das schwenkbar an der Plattform 30 angebracht ist. Der
erste Ausleger 34 zeigt zu einem ersten Ende der Plattform 30 hin,
wobei er von einem Hydraulikzylinder 38 aufgerichtet wird.
Ein zweiter Teleskopausleger 36 ist schwenkbar mit einem
zweiten Ende des ersten Auslegers 34 verbunden. Der zweite
Ausleger 36 zeigt ebenso zu dem ersten Ende der Plattform 30 hin
wie der erste Ausleger 34, wobei er durch einen Hydraulikzylinder 40 relativ
zu dem ersten Ausleger 30 aufgerichtet wird. Der zweite
Ausleger 36 trägt
einen Lasttragehaken 42. Um zu verhindern, dass der Kran
umkippt, ist an dem zweiten Ende der Plattform 30 ein Gegengewicht 44 angeordnet.
-
4 veranschaulicht
den Kran von 3, wobei der ersten Ausleger 34 so
aufgerichtet ist, dass eine maximale Höhe in Bezug auf die Plattform 30 erreicht
wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kran zu schaffen,
der die zahlreichen Nachteile, die oben in Bezug auf herkömmliche
Krane erläutert
sind, überwindet.
-
Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kran mit
einer verbesserten Fähigkeit
zum Hoch- und Darüberheben
zu schaffen.
-
Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kran zu
schaffen, der einen verringerten oder keinen Heckausschlag aufweist.
-
Eine
zusätzliche
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kran zu schaffen,
der kein Gegengewicht benötigt.
-
Diese
und weitere verwandte Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden
gelöst
durch die Schaffung eines Mehrzweck-Mobilkrans mit: einer Plattform
mit ausfahrbaren Stützen,
die an gegenüberliegenden
Enden vorgesehen sind; einem Drehtisch, der drehbar an der Plattform
zwischen den ausfahrbaren Stützen
an den entgegengesetzten Enden der Plattform angebracht ist und
eine Dreh-Mittelachse aufweist; einem Hebeausleger mit einem ersten Ende
und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende schwenkbar an dem Drehtisch
angebracht ist, wobei das zweite Ende eine erste Lasttrageeinrichtung
haltert, wobei der Hebeausleger in einer ersten Richtung bezüglich der
Drehmitte zeigt und wobei der Hebeausleger ein Teleskopausleger
ist; einem oberen Ausleger mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende,
wobei das erste Ende schwenkbar an dem zweiten Ende des Hebeauslegers
angebracht ist, wobei das zweite Ende eine zweite Lasttrageeinrichtung haltert,
wobei der obere Ausleger in eine zweite Richtung zeigt, die der
ersten Richtung entgegengesetzt ist, und zwar bezüglich der
Drehmitte, und wobei der obere Ausleger ein Teleskopausleger ist.
-
Diese
und weitere verwandte Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden
ferner gelöst,
indem der Hebeausleger und der obere Ausleger so bereitgestellt
werden, dass der Hebeausleger als ein Gegengewicht dient, wenn die
zweite Lasttrageeinrichtung eine Last trägt, und der obere Ausleger
als ein Gegengewicht dient, wenn die erste Lasttrageeinrichtung
eine Last trägt,
so dass der Kran kein separates Gegengewicht benötigt.
-
Weitere
Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung;
Verfahren, die Wirkungsweise und Funktionen der verwandten Elemente
der Struktur; die Kombination von Teilen und die Produktionseinsparungen
werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der beigefügten Zeichnung, die
alle einen Teil dieser Patentschrift bilden, klar, wobei gleiche
Bezugszeichen einander entsprechende Teile in den verschiedenen
Figuren bezeichnen.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
-
Die
vorliegende Erfindung wird verständlicher
anhand der im Folgenden gegeben ausführlichen Beschreibung und der
beigefügten
Zeichnung, die lediglich zur Erläuterung
gegeben werden und folglich nicht einschränkend für die vorliegende Erfindung
sind, wobei:
-
1 einen
herkömmlichen
Kran veranschaulicht, der ein Hoch- und Darüberheben durchführt;
-
2a–4 schematische
Darstellungen sind, die herkömmliche
Krankonfigurationen veranschaulichen;
-
5 eine
Seitenansicht des Krans gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht;
-
6A und 6B den
Teleskopmechanismus jeweils für
den Hebeausleger und für
den oberen Ausleger des Krans gemäß der vorliegenden Erfindung
veranschaulichen;
-
7–9 jeweils
eine Vorder-, eine Rück-
und eine Draufsicht des Krans gemäß der vorliegenden Erfindung
veranschaulichen;
-
10 mögliche Positionen
des Hebeauslegers, wenn der Hebeausleger eine Last trägt, veranschaulicht;
-
11 das
Ausfahren des oberen Auslegers zur Schaffung einer größeren Gegengewichtswirkung,
wenn der Hebeausleger zum Tragen einer Last verwendet wird, veranschaulicht;
-
12–14 eine
mögliche
Position des oberen Auslegers für
verschiedene Hebe auslegerpositionen, wenn der obere Ausleger eine
Last trägt, veranschaulichen;
und
-
15 den
Kran der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, der das gleiche
Hoch- und Darüberheben
durchführt,
wie in 1 in Bezug auf einen herkömmlichen Kran veranschaulicht
ist.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
5 veranschaulicht
eine Seitenansicht des Krans gemäß der vorliegenden
Erfindung und die 7, 8 und 9 veranschaulichen
jeweils eine Vorderansicht, eine Rückansicht und eine Draufsicht
des Krans gemäß der vorliegenden
Erfindung. In 5 umfasst der Kran ein Fahrgestell 50,
das frontseitige und rückseitige
ausfahrbare und einfahrbare Stützen 52 aufweist.
Wenn der Kran eine Baustelle erreicht, werden die Stützen 52 eingesetzt,
um das Fahrgestell 50 vom Boden abzuheben und um das Fahrgestell 50 zu
nivellieren.
-
Ein
Drehtisch 54 ist drehbar an dem Fahrgestell 50 angebracht
und besitzt eine Dreh-Mittelachse 55. Ein Hebeausleger 56 ist
schwenkbar an dem Drehtisch 54 mit einer Hebeausleger-Zapfenverbindung 57 angebracht,
wobei er in eine Richtung in Bezug auf die Dreh-Mittelachse 55 verläuft oder
zeigt. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt anhand der Offenbarung,
dass die Zapfenverbindung 57 auf der anderen Seite der
Dreh-Mittelachse hergestellt werden könnte. Der Hebeausleger 56 ist
ein mehrgliedriger Teleskopausleger mit einem Basisabschnitt 58, einem
Mittelabschnitt 60 und einem Vorderabschnitt 62.
Ein Aufricht- oder Hubzylinder 84 für den Hebeausleger, der zwischen
dem Drehtisch 54 und dem Hebeausleger 56 angeschlossen
ist, stellt die Höhe des
Hebeauslegers 56 ein. Der Hebeausleger 56 enthält ferner
einen Teleskopmechanismus, wie in 6A dargestellt
ist; wobei die verschiedenen Auslegerabschnitte auf eine herkömmliche
Weise durch Hydraulikzylinder/-kolben-Baueinheiten, die in dem Hebeausleger 56 zwischen
den jeweiligen Auslegerabschnitten angebracht sind, oder durch andere
herkömmliche
Auslegerausfahrmechanismen relativ zueinander ausziehbar bewegbar
sind.
-
Wie
in 6A gezeigt ist, umfasst der Teleskopmechanismus
für den
Hebeausleger 56 einen ersten Einstufen-Teleskopzylinder 200 und
einen zweiten Einstufen-Teleskopzylinder 202.
Der erste Teleskopzylinder ist mit dem Basisabschnitt 58 und mit
dem Mittelabschnitt 60 verbunden. Der zweite Teleskopzylinder 202 ist
mit dem Mittelabschnitt 60 und mit dem Vorderabschnitt 62 verbunden.
Während des
Betriebs fährt
der erste Teleskopzylinder 200 aus und ein, um den Mittelabschnitt 60 aus-
und einzufahren. Der zweite Teleskopzylinder 202 fährt aus
und ein, um den Vorderabschnitt 62 aus- und einzufahren.
-
Der
obere Ausleger 64 ist an einer Zapfenverbindung 66 des
oberen Auslegers schwenkbar mit dem Hebeausleger 56 verbunden
und zeigt in die entgegengesetzte Richtung zu jener, in die der
Hebeausleger 56 in Bezug auf die Dreh-Mittelachse 55 zeigt.
Wie unten ausführlicher
erläutert
ist, zeigen der Hebeausleger 56 und der obere Ausleger 64 in
entgegengesetzte Richtungen bezüglich
der Dreh-Mittelachse 55. Abgesehen davon weisen der obere Ausleger 64 und
der Hebeausleger 56 eine lineare Beziehung auf. Eine auf
dem Drehtisch 54 angebrachte Auslegerauflage 80 trägt den oberen
Ausleger 64, wenn sich sowohl der obere Ausleger 64 als auch
der Hebeausleger 56 in ihren jeweiligen eingezogenen Positionen
befinden. Der obere Ausleger 64 ist ein mehrgliedriger
Teleskopausleger mit einem Basisabschnitt 68, einem inneren
Mittelabschnitt 70, einem äußeren Mittelabschnitt 72 und
einem Vorderabschnitt 74. Ein zwischen dem oberen Ausleger 64 und
dem Hebeausleger 56 angeschlossener Aufricht- oder Hubzylinder 86 für den oberen
Ausleger stellt die Höhe
des oberen Auslegers 64 ein.
-
Wie
in 6B veranschaulicht ist, enthält der obere Ausleger 64 einen
Teleskopmechanismus, wodurch die verschiedenen Auslegerabschnitte
auf eine herkömmliche
Weise durch hydraulische Zylinder/Kolben-Baueinheiten, die in dem
oberen Ausleger 64 zwischen den jeweiligen Auslegerabschnitten angebracht
sind, oder durch andere herkömmliche Auslegerausfahrmechanismen
relativ zueinander ausziehbar bewegbar sind. Wie in 6B gezeigt
ist, umfasst der Teleskopmechanismus für den oberen Ausleger 64 einen
ersten Einstufen-Teleskopzylinder 300, der mit dem Basisabschnitt 68 und
mit dem inneren Mittelabschnitt 70 verbunden ist. Der Teleskopmechanismus
für den
oberen Ausleger 64 umfasst ferner und einen zweiten Einstufen-Teleskopzylinder 302,
der mit dem inneren Mittelabschnitt 70 und mit dem äußeren Mittelabschnitt 72 verbunden
ist. Eine Ausziehseilscheibe 308 ist an dem zweiten Zylinder 302 angebracht
und ein Ausziehseil 310 dafür ist an dem Vorderabschnitt 74 und
an dem ersten Teleskopzylinder 300 verankert. Eine Einziehseilscheibe 304 ist
an dem inneren Mittelabschnitt 70 angebracht und ein Einziehseil 306 dafür ist an
dem Vorderabschnitt 74 und an einem Gleitträger für den ersten
Teleskopzylinder 300 verankert.
-
Während des
Betriebs fährt
der Teleskopzylinder 300 aus und ein, um den inneren Mittelabschnitt 70 aus-
und einzufahren. Der zweite Teleskopzylinder 302 fährt aus und
ein, um den äußeren Mittelabschnitt 72 aus-
und einzufahren. Die Ausziehseilscheibe 308 und das Ausziehseil 310 bewirken,
dass der Vorderabschnitt 74 gleichzeitig mit dem Ausfahren
des äußeren Mittelabschnitts 72 ausgefahren
wird, während
die Einziehseilscheibe 304 und das Einziehseil 306 bewirken,
dass der Vorderabschnitt 74 gleichzeitig mit dem Einfahren
des äußeren Mittelabschnitts 72 eingefahren
wird.
-
Auf
dem oberen Ausleger 64 ist ein Hebeausleger-Hubwerk 76 angeordnet.
Wie insbesondere in den 10 und 11 gezeigt
ist, steuert das Hebeausleger-Hubwerk 76 den Einsatz eines Hubseils 77,
das von Seilscheiben bei 79 und 81 an dem Ende
des Hebeauslegers 56 getragen wird und das angeschlossen
ist, um eine Lasttragehaken-Baueinheit 83 oder eine andere
gut bekannte Lasttragevorrichtung zu steuern.
-
Auf
dem oberen Ausleger 64 ist in der Nähe des Hebeausleger-Hubwerks 76 ein
Hubwerk 78 für den
oberen Ausleger angeordnet. Wie in den 12, 13 und 14 gezeigt
ist, steuert das Hubwerk 78 für oberen Ausleger den Einsatz
eines Hubseils 85, das von der Ausleger-Frontbaueinheit 87 an
dem abschließenden
Ende des oberen Auslegers 64 getragen wird und mit einer
Lasttragehaken-Baueinheit 89 oder mit einer anderen gut
bekannten Lasttragevorrichtung verbunden ist.
-
Eine
Führerkabine 82 ist
mit dem Drehtisch 54 verbunden und enthält die Steuereinrichtungen
für den
Kran. Die Führerkabine 82 ist
eine drehbare Kabine und kann so gedreht werden, dass sie einem
der beiden Enden des Fahrgestells 50 gegenüberliegt. Die
Steuerungseinrichtungen für
den Kran sind herkömmliche
Steuerungseinrichtungen und enthalten ein elektronisches Lastmomentanzeige-System (LMI-System) 100.
Das LMI-System 100 ist programmiert worden, um den Bediener
zu unterstützen,
den Kran innerhalb gewisser empirisch bestimmter Betriebsgrenzen,
die unten ausführlich
erläutert
sind, zu halten. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist, überwachen
herkömmliche
LMI-Systeme die Betriebseigenschaften des Krans wie etwa die Auslegerwinkel,
die Auslegerlängen
und die Lasten daran und warnen den Bediener, dass der Kran unerwünschte Betriebseigenschaften
erreicht. Beispielsweise unterstützt
das LMI-System den Kranbediener, indem es den Bediener warnt, wenn
eine Last auf eine Weise gehoben wird, die dazu führen würde, dass
der Kran umkippt. Das LMI-System 100 der vorliegenden Erfindung
arbeitet in der gleichen Weise, nur dass die Betriebseigenschaften
deutlich verschieden von herkömmlichen
Kranen sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das LMI-System 100 der
vorliegenden Erfindung ein von PAT Equipment Corporation, Inc.,
hergestelltes DS350G, das programmiert ist, um den Bediener zu unterstützen, den
Kran innerhalb der empirisch bestimmten Betriebsgrenzen, die unten
ausführlich
erläutert
sind, zu halten.
-
Bei
der Konstruktion des Krans gemäß der vorliegenden
Erfindung ermittelten die Erfinder, dass die folgenden Faktoren
den Schwerpunkt für
den Kran (d. h. den gemeinsamen Schwerpunkt des Fahrgestells 50,
des Hebeauslegers 56, des oberen Auslegers 64 und
der zu hebenden Last) beeinflussen, wenn eine Last gehoben wird:
die Länge
und das Gewicht des Hebeauslegers 56, die Länge und das
Gewicht des oberen Auslegers 64, der Abstand zwischen den
ausfahrbaren frontseitigen und rückseitigen
Stützen 52 an
jedem Ende des Fahrgestells 50, die Ausfahrlängen der
ausfahrbaren Stützen,
die Abstände
von der Dreh-Mittelachse 55 zu den ausfahrbaren Stützen 52 an
jedem Ende des Fahrgestells 50 (die die Hebeausleger-Zapfenverbindung 57 in
Bezug auf die ausfahrbaren Stützen 52 bestimmen),
das Gewicht des Fahrgestells 50, der Winkel zwischen dem
Hebeausleger 56 und dem Fahrgestell 50, wenn es
nivelliert ist (der Hebeauslegerwinkel), der Winkel zwischen dem
oberen Ausleger 64 und dem Fahrgestell 50, wenn
es nivelliert ist (der Winkel des oberen Auslegers), die Masse der
zu tragenden Last und die des Hebeauslegers 56, wobei der
obere Ausleger 64 die Last trägt. Wie der Fachmann auf dem
Gebiet bemerkt, sind einige dieser Faktoren variable Betriebseigenschaften
des Krans.
-
Die
Erfinder ermittelten daraufhin, dass, wenn sie den Kran so konstruieren,
dass der Schwerpunkt für
den Kran während
eines Hubbetriebs innerhalb der mit dem Boden in Eingriff stehenden
ausfahrbaren Stützen 52 auf
jeder Seite des Fahrgestells 50 bleibt, kein Gegengewicht
während
des Hubbetriebs benötigt
wird. Außerdem
stellten die Erfinder durch das Anordnen des Hebeauslegers 56 und
des oberen Auslegers 64, so dass sie in entgegengesetzte
Richtungen in Bezug auf die Drehmitte 55 zeigen, fest,
dass (1) während
eines Hubbetriebs mit dem Hebeausleger der obere Ausleger 64 als
ein Gegengewicht dient und dass (2) während eines Hubbetriebs mit
dem oberen Ausleger der Hebeausleger 56 als Gegengewicht
dient. Das heißt,
wenn eine Last mit dem Hebeausleger 56 gehoben wird, wirkt
der Schwerpunkt für
den Hebeausleger 56 so, dass der Schwerpunkt für den Kran
in einer Richtung verschoben wird. Der Schwerpunkt des oberen Auslegers 64 hat
die entgegengesetzte Wirkung. Deshalb kann, indem die Betriebseigenschaften
des Krans (z. B. die Winkel des Hebe- und des oberen Auslegers usw.) durch
das LMI-System innerhalb
empirisch bestimmter Grenzen aufrechterhalten werden, der Schwerpunkt
für den
Kran innerhalb des Bereichs gehalten werden, der durch die mit dem
Boden in Eingriff stehenden ausfahrbaren Stützen 52 gezeichnet
wird.
-
Gleichfalls
können ähnliche
Grenzen gesetzt sein, wenn der obere Ausleger 64 als der
hebende Ausleger verwendet wird, so dass der Hebeausleger 56 als
ein Gegengewicht dient.
-
Durch
empirische Konstruktion stellten die Erfinder die oben erwähnten Faktoren
so ein, dass der Schwerpunkt für
den Kran innerhalb der ausfahrbaren Stützen 52 an jedem Ende
des Fahrgestells 50 gehalten wird. Für jene Faktoren, die variable
Betriebseigenschaften des Krans sind, wurden empirisch Betriebsbereiche
bestimmt. Beispielsweise wurden empirisch Winkelbereiche für den Hebeausleger
und den oberen Ausleger, wenn verschiedene Gewichtslasten bei verschiedenen
Hubradien und bei verschiedenen Hubhöhen gehoben werden, bestimmt.
Das LMI-System wird daraufhin mit den empirisch bestimmten Grenzen
der Betriebseigenschaften programmiert. Wie der Fachmann auf dem
Gebiet leicht erkennt, kann er auf der Grundlage der vorhergehenden
Offenbarung die oben erläuterten
Faktoren empirisch bestimmen, um einen Kran, der die gewünschten
Betriebseigenschaften erfüllt,
ohne übermäßiges Experimentieren
zu entwickeln.
-
Da
der Schwerpunkt des Krans gemäß der vorliegenden
Erfindung innerhalb der ausfahrbaren Stützen 52 bleibt, benötigt der
Kran gemäß der vorliegenden
Erfindung kein Gegengewicht. Im Ergebnis weist der Kran gemäß der Erfindung
keinen Heckausschlag auf. Als ein zusätzlicher Vorteil ist der Kran beträchtlich
leichter als herkömmliche
Krane, die den gleichen Hubbetrieb durchführen, so dass er eine leichtere
Achslast für
die Straßenfahrt
aufweist.
-
Außerdem kann
die Leistungsfähigkeit
eines Krans gemäß der vorliegenden
Erfindung leicht über das
Hinzufügen
eines festen Gegengewichts erhöht werden.
-
Nachfolgend
wird der Betrieb des Krans gemäß der vorliegenden
Erfindung anhand der 10–14 erläutert. 10 veranschaulicht mögliche Hebeauslegerpositionen,
wenn der Hebeausleger 56 eine Last trägt. Wie in 10 gezeigt ist,
steuert das Hebeausleger-Hubwerk 76 den Einsatz eines Seils 77,
das mit einem Lasttragehaken 83 verbunden ist. Wie in 10 veranschaulicht
ist, kann der Hebeausleger 56 durch den Hebeausleger-Aufrichtzylinder 84 über eine
Vielzahl von Hebeauslegerwinkeln aufgerichtet werden. Während 10 den
Hebeausleger 56 veranschaulicht, der aus seiner im Wesentlichen
horizontalen eingezogenen Position mit einem Hebeauslegerwinkel
von 2 Grad bis zu einem Hebeauslegerwinkel von 60 Grad bewegt wird,
kann der Hebeausleger 56 irgendeinen Hebeauslegerwinkel
kleiner oder gleich 90 Grad aber größer als 2 Grad erreichen.
-
Die
2-Grad-Grenze bei dem Hebeauslegerwinkel wurde gesetzt, um zu ermöglichen,
dass der obere Ausleger 64 die Führerkabine 82 nicht
berührt, wenn
sich der Hebeausleger 56 und der obere Ausleger 64 in
ihren eingezogenen Positionen befinden, und um einen kleinen Hebeauslegerwinkel
zu schaffen, damit der Hubzylinder 84 eine stärker vertikale Kraftkomponente
aufweist, um den Hebeausleger 56 leichter zu heben. Der
Fachmann auf dem Gebiet versteht aus dieser Offenbarung leicht,
dass der Kran gemäß der vorliegenden
Erfindung abgewandelt werden kann, so dass ein Null-Grad-Hebeauslegerwinkel
erreicht wird.
-
Wie
weiterhin gezeigt ist, wird er obere Ausleger 64 in einem
minimalen Winkel in Bezug auf den Hebeausleger 56 gehalten,
wenn der Hebeausleger 56 der hebende Ausleger ist. Dieser
minimale Winkel ermöglicht,
dass der obere Ausleger 64 die Führerkabine 82 nicht
berührt,
wenn der Hebeausleger 56 als der hebende Ausleger verwendet
wird. Ferner maximiert das Halten des Hebeauslegers 56 bei
diesem minimalen Winkel den Effekt der Gegengewichtswirkung des
Hebeauslegers 56.
-
Wie
in 11 gezeigt ist, können während eines Hubbetriebs mit
dem Hebeausleger außerdem ein
oder mehrere Abschnitte des oberen Auslegers 64 ausgefahren
sein, um den Schwerpunkt für
den oberen Ausleger 64 weiter zu verschieben und um den
Effekt der Gegengewichtswirkung des oberen Auslegers 64 in
Bezug auf den Hebeausleger 56 zu erhöhen. Natürlich muss der Winkel zwischen
dem oberen Ausleger 64 und dem Hebeausleger 56 so gesetzt
werden, dass der ausfahrende obere Ausleger 64 das Fahrgestell 50 nicht
berührt,
wobei der Umfang des Ausfahrens auf den Abstand vom Ende des oberen
Auslegers 64 zum Boden begrenzt wird. Wie der Fachmann
auf dem Gebiet erkennt, kann die Steuerung dieses Ausfahrbetriebs
in das LMI-System 100 programmiert werden.
-
12 veranschaulicht
verschiedene mögliche
Positionen des oberen Auslegers 64, wenn sich der Hebeausleger 56 in
seiner eingezogenen Position befindet und der obere Ausleger 64 eine
Last trägt.
Wie in 12 gezeigt ist, steuert das
Hubwerk 78 des oberen Auslegers den Einsatz eines Seils 85, das
von dem oberen Ausleger 64 getragen wird und mit einem
Lasttragehaken 89 verbunden ist. Wie weiterhin in 12 veranschaulicht
ist, kann der obere Ausleger 64 durch den Aufrichtzylinder 86 für den oberen
Ausleger über
eine Vielzahl von Winkeln des oberen Auslegers aufgerichtet werden.
Während 12 veranschaulicht,
dass der obere Ausleger 56 von einem 10-Grad-Winkel des
oberen Auslegers zu einem 60-Grad-Winkel des oberen Auslegers bewegt wird,
kann der obere Ausleger 64 irgendeinen Winkel des oberen
Auslegers zwischen 10 und 90 Grad, der den Schwerpunkt für den Kran
innerhalb der ausfahrbaren Stützen 52 hält, erreichen.
Die untere 10-Grad-Grenze für
den Winkel des oberen Auslegers wurde gesetzt, um zu ermöglichen,
dass der obere Ausleger 64 die Führerkabine 82 nicht
berührt. Der
Fachmann auf dem Gebiet versteht leicht anhand dieser Offenbarung,
dass der Kran gemäß der vorliegenden
Erfindung abgewandelt werden kann, um Winkel des oberen Auslegers
kleiner als 10 Grad zu erreichen.
-
Die 13 und 14 sind ähnlich zu 12,
außer
dass 13 den aufgerichteten und eingefahrenen Hebeausleger 56 veranschaulicht
und 14 den aufgerichteten und ausgefahrenen Hebeausleger 56 veranschaulicht.
Während
die 13 und 14 veranschaulichen,
dass der obere Ausleger 64 von einem 0-Grad-Winkel des
oberen Auslegers zu einem 70-Grad-Winkel des oberen Auslegers bewegt
wird, kann der obere Ausleger 64 irgendeinen Winkel des
oberen Auslegers kleiner oder gleich 90 Grad, der den Schwerpunkt
für den
Kran innerhalb der ausfahrbaren Stützen 52 hält, erreichen.
Während
die 13 und 14 den
Hebeausleger 56 mit einem bestimmten Hebeauslegerwinkel
zeigen, kann der Hebeauslegerwinkel so lange verändert werden, wie der Schwerpunkt
für den
Kran innerhalb der ausfahrbaren Stützen 52 bleibt.
-
15 veranschaulicht
einen Kran gemäß der vorliegenden
Erfindung, der das gleiche in 1 veranschaulichte
Hoch- und Darüberheben
veranschaulicht. Infolge der einzigartigen Anordnung des oberen
Auslegers 64 in Bezug auf den Hebeausleger 56 braucht
der Kran gemäß der vorliegenden
Erfindung allerdings lediglich eine Leistungsfähigkeit von 40 Tonnen zu haben,
um das gleiche Heben durchzuführen.
Da kein Gegengewicht benötigt
wird, hat der Kran gemäß der vorliegenden
Erfindung außerdem einen
erheblich kleineren Heckausschlag als der herkömmliche Kran.
-
Da
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein viel kleinerer Kran das gleiche Heben wie ein viel
größerer herkömmlicher
Kran sowie bei weniger Platz durchführen kann, kann der Kran gemäß der vorliegenden
Erfindung Platzeinschränkungen
gerecht werden, die das Positionieren des herkömmlichen Krans verhindern.
Außerdem
ist der leichtere Kran gemäß der vorliegenden
Erfindung wahrscheinlich geeigneter, um die Baustelle erreichen
zu können und
um den Straßengewichtsanforderungen
zu genügen.
-
Obwohl
die Erfindung in Zusammenhang damit, was momentan als die praktischsten
und bevorzugtesten Ausführungsformen
angesehen wird, beschrieben worden ist, ist die Erfindung selbstverständlich nicht
auf die offenbarten Ausführungsformen
beschränkt,
sondern soll vielmehr verschiedene Änderungen und äquivalente
Anordnungen abdecken, die im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind.