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Dokumentenidentifikation DE69621842T2 13.02.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0927140
Titel ZWEIARMSYSTEM
Anmelder Motrac AB, Ed, SE
Erfinder GUNNARSSON, Wiking, S-660 10 Dalsl nged, SE;
LINDQVIST, Gustav, Karl, S-668 93 Ed, SE
Vertreter Leonhard Olgemöller Fricke, 80331 München
DE-Aktenzeichen 69621842
Vertragsstaaten DE, FI, FR, GB, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.09.1996
EP-Aktenzeichen 969376094
WO-Anmeldetag 23.09.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/SE96/01186
WO-Veröffentlichungsnummer 0009812138
WO-Veröffentlichungsdatum 26.03.1998
EP-Offenlegungsdatum 07.07.1999
EP date of grant 12.06.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.02.2003
IPC-Hauptklasse B66C 23/36
IPC-Nebenklasse B66C 23/68   B66C 23/42   

Beschreibung[de]

Es gibt einen beträchtlichen Bedarf an zweiarmigen Systemen für beispielsweise Verbundkräne. Solch ein Kran besteht aus einem starren Arm und dahinter einem Arm, der aus einer Anzahl von miteinander verbundenen Teilarmen zusammengesetzt ist, die hydraulisch so gelenkt werden können, dass die Teilarme ein Polygon bilden. Dieser Arm ist seinerseits an einer Unterlage oder über einen Tragarm an dieser Unterlage befestigt. Die beiden Arme im System können, ggf. zusammen mit einem Tragarm, wenn dieser verwendet wird, demzufolge so angeordnet werden, dass sie sich einer über dem anderen befinden, und auch so, dass sich alle Arme im ausgefahrenen, gestreckten Zustand befinden. Verschiedene Einheiten können an der Spitze des starren Arms befestigt werden, beispielsweise zur Verwendung bei der Beseitigung von Bäumen und Büschen. Es können auch Einheiten befestigt werden, die als Bagger oder Lader fungieren, oder sogar eine Mörtel- oder Betonpumpe oder ein Mörtel- oder Betonschlauch. In bestehenden Systemen mit zwei Armen wird der Arm, der ein Polygon bilden kann, durch eine hydraulische Einheit gelenkt, die sich zwischen den Armteilen befindet, so dass sich die Einheit dann, wenn das Polygon in die gestreckte Form gebracht wird, im wesentlichen in der Mitte des Polygons befindet. Man trifft auf eine Reihe von Problemen bezüglich der Geschwindigkeitsregelung der Spitze des starren Arms, wenn man mit derartigen zweiarmigen Systemen arbeitet, und Probleme treten auch in Hinblick auf die an dieser Spitze auftretende Kraft auf. Ein derartiger Verbundkran wird in geeigneter Weise auf einem Raupenschlepper angeordnet, und dadurch entsteht das Problem, wie der Kran mit seinen Bestandteilen zusammengelegt wird, wenn er außer Betrieb ist. Die Arme haben gewöhnlich eine im wesentlichen vertikale Stellung, oder sie befinden sich auf dem Dach des Gefährts. Problematisch ist auch, dass die tatsächlichen Gelenke der Arme der Einheit so stabil wie möglich sein sollten.

Ein dreiarmiges System für Kraneinheiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der DE-A 25 08 872 offenbart.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile zu überwinden, und dies wird erreicht, indem beide Arme im System dazu gebracht werden können, einer auf dem anderen zu liegen, und gegebenenfalls auch über einem Tragarm, derart, dass dann, wenn das Armsystem nicht benutzt wird, das freie Ende des Arms mit verschiedenen Teilen entweder an einer Unterlage oder an einem Ende eines Tragarms befestigt ist, dessen anderes Ende mit der Unterlage verzapft ist. Im gefalteten Zustand befindet sich deshalb die tatsächliche Arbeitsspitze oder Kranspitze der verzapften Einheit auf der gegenüberliegenden Seite der Unterlage. Um eine geeignete Hebekraft und eine geeignete Geschwindigkeit zu erreichen, wird die Kranspitze aus einer zusammengeklappten Stellung in die Stellung bewegt, die sie annimmt, wenn sich die Spitze am weitesten weg von der Unterlage befindet. Der Hydraulikmechanismus, der den Arm mit den vielen Teilen lenkt, ist so angeordnet, dass er zwei Punkte außerhalb zweier benachbarter Armteile steuert. Solch ein Verbundkran mit seiner Unterlage wird in geeigneter Weise auf einer mit einer Kabine ausgerüsteten Plattform angeordnet, derart, dass das Armsystem in der Form eines Pakets keinesfalls in Kontakt mit der Kabine kommt. Das Fahrzeug, das das Kranpaket trägt, kann Teil eines zentral gesteuerten Fahrzeugs sein, in dem die Maschine mit dem Tragteil für das Kranpaket gelenkig verbunden ist. Durch die Anordnung der hydraulischen Einheit außerhalb des Arms mit den vielen Teilarmen erzielt man den Vorteil, dass der Kran in eine im wesentlichen horizontale Stellung gebracht werden kann, in der die verschiedenen Arme einer hinter dem anderen angeordnet sind, und dass er dazu gebracht werden kann, eine im wesentlichen nach unten gerichtete, vertikale Stellung und eine solche nach oben gerichtete vertikale Stellung einzunehmen. Die vielen Gelenke im Armsystem sind einer beträchtlichen Belastung ausgesetzt, und es ist deshalb günstig, dass zwei Arme so miteinander verbunden werden, dass ein Arm zwei parallele Schäfte besitzt, zwischen denen eine auf dem anderen Arm befindliche Verlängerung oder Nase hindurchreicht. Durch die Verlängerung oder Nase und durch die beiden Arme ist eine durchgehende Öffnung für einen Achszapfen ausgebildet. Jedes Ende des Achszapfens ist mit einem eine konische Oberfläche aufweisenden Spannring sowie einer ebenfalls eine konische Oberfläche besitzenden Spannhülse versehen, die mit dem ersteren zusammenwirkt. Diese beiden Einheiten mit konischen Oberflächen werden in starren Kontakt miteinander gebracht, da der Endkonus mit einer Spannschraube versehen ist, die in jedes Ende des Achszapfens eingeschraubt werden kann. Eine zuverlässige Wirkungsweise des Achszapfens, der sich an einem Punkt befindet, um den die beiden Arme hin und her bewegt werden können, wird so erhalten.

Weitere Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, worin

Fig. 1 ein zentral gesteuertes Fahrzeug mit einem Kranpaket in Ruhestellung zeigt, wobei das Fahrzeug auf seinem Weg zu einer Arbeitsstelle ist,

Fig. 2 das Fahrzeug an einer Arbeitsstelle zeigt, wo der Verbundkran einen Baum bearbeitet;

Fig. 3 einen Verbundkran und eine Unterlage in teilweise ausgefahrener Position zeigt,

Fig. 4-6 verschiedene Stellungen eines Verbundkrans zeigen;

Fig. 7 eine Anordnung zum Halten von Achszapfen in einem Gelenk zeigt,

Fig. 8 zeigt, wie die Kraft an einer Kranspitze zwischen zwei möglichen Stellungen der Kranspitze schwankt, und

Fig. 9 zeigt, wie die Geschwindigkeit der Kranspitze zwischen ihren beiden äußersten Stellungen schwankt.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein zentral gesteuertes Fahrzeug mit einer Kraneinheit. Das Fahrzeug besitzt einen Maschinenteil, der sich relativ zur Trägereinheit 3 für eine Kraneinheit drehen läßt. Der Maschinenteil besitzt ein Paar Vorderräder, und der Tragteil 3 besitzt Laufräder 5. Eine Kabine 6 ist auf dem Tragteil angeordnet. Diese Kabine kann drehbar sein, abhängig von der Richtung, in der das Fahrzeug gesteuert werden soll. Natürlich kann die Kabine auch feststehend sein, und Steuereinrichtungen können in der Kabine vorgesehen sein, so dass der Fahrzeugführer nur seinen Sitz um 180º drehen muß. Eine Unterlage ist auf der Trägereinheit angeordnet, wobei die Unterlage mit Hilfe von Lagern 11 drehbar ausgestaltet ist und die Bewegung der Unterlage mit Hilfe hydraulischer Zylinder 12 bewirkt wird. Die vollständige, aus drei Armen bestehende Kraneinheit ist mit 8 bezeichnet. Bei der nunmehrigen Betrachtung des zentral gesteuerten Fahrzeugs 1 in Fig. 2 erkennt man, dass diese in Arbeitsstellung dargestellt ist, und man kann klar erkennen, dass die Armeinheit ein zweiarmiges System 9 und außerdem einen Tragarm 13 besitzt. Das zweiarmige System ist bei der Bearbeitung eines Gegenstands 10 gezeigt, der im vorliegenden Fall ein Baum ist, und die gezeigte Arbeitsstellung beinhaltet das Fahrzeug mit der Kraneinheit beim Versuch, Druck auf den Baum auszuüben.

Fig. 3 zeigt die Kraneinheit mit Unterlage in teilweise ausgefahrener Stellung. Man kann sehen, dass der innere Arm 14 im zweiarmigen System an einem Ende mit einem starren Arm 15 verzapft ist, der eine Kranspitze 16 besitzt. Der innere Arm 14 ist an seinem inneren Ende auf einem Tragarm 13 verzapft, der seinerseits auf der Unterlage 7 verzapft ist. Der innere Arm 14 besteht aus einem ersten Arm 17, einem zweiten Arm 18, einem dritten Arm 19 und einem vierten Arm 20. Alle verzapften Punkte 22-34, die die verschiedenen Teile der Arme miteinander verbinden, können vom selben Typus sein. Ein Ende eines Armteils besteht aus zwei Schaftteilen, und der verbindende Armteil besteht aus einem hervorstehenden, nasenartigen Teil, der zwischen den beiden Teilen angeordnet ist, wobei die beiden Teile und der nasenförmige Teil Löcher besitzen, die eine gemeinsame Öffnung für einen Achszapfen bilden, und dieser Achszapfen ist in einer speziellen Weise befestigt, die nachstehend beschrieben wird. Die Zapfpunkte 22-34 stellen somit Verbindungspunkte für die Einheiten im Verbundkran dar. Der hintere Arm 14 im Kran besitzt einen Arm 19a, der im wesentlichen kompakt oder stabil ist und der an seinem Ende mit zwei parallelen Armen mit einem Teil 19b versehen ist, der einen Teil des tatsächlichen hinteren Arms darstellt, während der Teil 19c vollständig absteht. Der vierte Arm besteht ebenfalls aus zwei parallelen, voneinander beabstandeten Teilen und besitzt einen Teil 20a, der Bestandteil des hinteren Arms 14 ist, und einen Teil 20b, der aus dem hinteren Arm 14 herausragt. Zwei Zwischenarme sind an ihren freien Enden zwischen der Mitte des zweiten Arms 18 und dem oberen Ende des Arms 19a verzapft. Die Unterseite der Unterlage 7 umfasst eine Platte, drehbar relativ zu einem im wesentlichen rechteckigen bzw. parallelepipedischen Teil 35, der sich mit Hilfe von in Fig. 1 gezeigten, hydraulischen Zylindern um eine horizontale Achse drehen läßt. Oberhalb der drehbaren Platte 37 ist die Unterlage 7 mit zwei Flanschen 36 versehen. Zwischen den beiden Zapfpunkten 28 und 30 befinden sich zwei hydraulische Zylinder, die die relative Bewegung zwischen den beiden Armen im zweiarmigen System lenken. In der Mitte des Tragarms 13 befindet sich eine Flansch-Anordnung mit zwei Zapfpunkten 31 und 32. Eine hydraulische Anordnung 39 ist zwischen den beiden Zapfpunkten 27 und 31 angeordnet, und eine hydraulische Anordnung 40 ist in vergleichbarer Weise zwischen den Zapfpunkten 32 und 33 ausgebildet. Die relative Stellung zwischen den beiden Armen 14 und 15 in dem zweiarmigen System wird durch die hydraulische Anordnung 38 gesteuert. Das zweiarmige System wird seinerseits außerdem durch die Hydraulikzylinder-Anordnung 39 gelenkt, und die Hydraulikzylinder-Anordnung 40, die zwischen den Zapfpunkten 32 und 33 angeordnet ist, steuert die Stellung des Tragarms 13, die auch noch anderweitig beeinflußt werden kann, wie bereits erwähnt, nämlich dadurch, dass die Stellung der rechteckigen Einheit 35 durch die hydraulische Anordnung 12 gelenkt wird.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen, wie die drei Arme in der Kraneinheit in drei extrem ausgefahrene Stellungen gebracht werden können. Fig. 4 zeigt eine rein horizontale Stellung, Fig. 5 eine solche, die vertikal nach unten gerichtet ist, und Fig. 6 eine, die vertikal nach oben gerichtet ist.

Fig. 7 zeigt, wie die beiden Armenden miteinander verbunden werden können. In diesem Fall muß ein Armende zwei Schäfte oder Nasen 41 und 42 aufweisen, die einander gegenüberliegen und beabstandet sind. Jeder der beiden Schäfte 41 und 42 ist mit einem Loch 43 und 44 versehen. Eine feste Verlängerung 50, die sich am Ende des zu verbindenden Arms befindet, wird zwischen die beiden Schäfte eingesetzt. Diese Verlängerung oder dieser Zapfen ist mit einer durchgehenden Öffnung 49 verbunden. Wenn die beiden Armenden ineinandergreifen, gelangen die Öffnungen 43, 44 und 49 in eine fluchtende Position, und ein Achszapfen 42 wird durch sie hindurch eingesetzt. Ein Spannring mit einer inneren konischen Oberfläche wird auf jedes Ende des Achszapfens aufgesetzt und wird in die Löcher 43 und 44 eingebracht. Eine Spannhülse 46 mit einem Boden und einer zylindrischen Wandung, die auf ihrer Außenseite konisch ist, wird auf jedes Ende des Achszapfens 52 aufgesetzt. Die konische Oberfläche der Spannhülse 46 wird in Kontakt mit der konischen Oberfläche des Spannrings 45 gebracht. Im Boden der Spannhülse befindet sich eine Öffnung für eine Spannschraube, die mit einem Gewinde versehen ist, so dass sie mit einer ebenfalls mit Gewinde versehenen Öffnung im Achszapfen in Eingriff kommen kann. Die beiden konischen Oberflächen können auf diese Weise in starken und dauerhaften Kontakt miteinander gebracht werden, so dass der Achszapfen sich in den beiden äußeren Löchern 43 und 44 nicht bewegen kann.

Der Achszapfen 52 kann mit einer Schmierbuchse 51 ausgestattet sein, so dass das Lager intern mit Gleitmittel versehen ist. Die beschriebene Lageranordnung kann für alle Lageranordnungen im Verbundkran oder nur in bestimmten, ausgewählten Lagern verwendet werden, aber es sollte klar sein, dass das Lager gemäß Fig. 7 allgemein verwendbar ist und Einsatzmöglichkeiten bieten kann, die sich von Fahrzeugen mit Verbundkränen ganz wesentlich unterscheiden.

Die Kranspitze im Verbundkran besitzt zwei äußerste Stellungen, deren eine in Fig. 1 und deren andere in Fig. 4 dargestellt sind. Zwischen diesen beiden extremen Stellungen wurden die Kurven der Fig. 8 aufgenommen, die an der Kranspitze auftretende Kräfte beschreiben, wobei die Kurve 54 zeigt, wie die Kraft zwischen der inneren Position in Fig. 1 und der äußeren Position in Fig. 4 von der ersteren zur letzteren schwankt. Die Kurve 55 zeigt ebenfalls, wie sich die Kraft verändert, und zwar während einer Bewegung nach innen. Die Kurve 53 in Fig. 9 zeigt schließlich die Geschwindigkeit der Kranspitze ausgehend von der Stellung gemäß Fig. 1 bis zu der gemäß Fig. 4, und die Kurve 52 zeigt die entsprechende Geschwindigkeit während einer Bewegung nach innen. Es ist also deutlich, dass die vorliegende Erfindung dafür Sorge getragen hat, ein Fahrzeug mit einem Verbundkran bereitzustellen, worin der Kran in Ruhestellung ein gut zu handhabendes Paket bildet, das im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und das sich in geringer Höhe befindet, wenn die drei Arme einer hinter dem anderen angeordnet sind, was von Vorteil ist, da der Kran dann leicht zu handhaben ist. Es kann dann günstig sein, den Kran in die in Fig. 4 gezeigte Stellung zu bringen. Ein anderer Vorteil liegt darin, dass der Kran auf keinen Fall die Führerkabine 6 berühren kann. Kein Spezialfahrzeug ist notwendig, wie es früher der Fall war, um den Verbundkran zu transportieren, und der Kran und das Fahrzeug bilden zusammen eine vorteilhafte Einheit durch die Verwendung eines zentral gesteuerten Fahrzeugs.

Es ist deutlich, dass die Geschwindigkeit und die Hebekapazität der Kranspitze 16 vom verwendeten hydraulischen Druck abhängig sind.


Anspruch[de]

1. Dreiarmiges System, in dem alle Arme hintereinander oder übereinander angeordnet werden können, wobei die beiden Endarme (15,18) starr sind und der mittlere Arm (14) als Polygon ausgestaltet ist, das durch eine Anzahl von Armeinheiten gebildet wird, die in Reihe hintereinander angeordnet sind, wobei diese Armeinheiten miteinander verbunden sind, worin zwei Punkte (28,30) an direkt miteinander verbundenen Armeinheiten (17, 18, 19, 20) relativ zueinander bewegt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass eine Armeinheit (19a und 19b) einen nach außen gewandten Arm (19c) zwischen ihren Enden besitzt, auf dem sich einer (28) der beiden Punkte (28 und 30) befindet, und dass ein Ende dieser Armeinheit (19a und 19b) zwischen den Enden einer zweiten Armeinheit (20a und 20b) befestigt ist, wodurch ein Teil (30a) der zweiten Armeinheit (20a und 20b) Bestandteil des Polygons ist und der andere Teil (20b) einen nach außen ragenden Arm darstellt, dessen freies Ende den zweiten (30) der beiden Punkte (28,30) darstellt.

2. Dreiarmiges System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegung zwischen den beiden Punkten (28 und 30) mit Hilfe eines hydraulischen Systems (38) bewirkt wird.

3. Dreiarmiges System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System Bestandteil eines Krans ist und dadurch, dass das freie Ende (26) des zweiten Arms (14) flexibel mit einem daran befestigten Tragarm (13) verbunden ist, der an seinem anderen Ende (34) flexibel mit einer feststehenden Unterlage (7) verbunden ist, die auf einer Oberfläche (35), vorzugsweise der Plattform (3) eines Fahrzeugs, drehbar oder schwenkbar befestigt ist, wobei diese Oberfläche vorzugsweise schräg gestellt werden kann.

4. Dreiarmiges System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm (13) im Verhältnis zur Unterlage (7) vertikal bewegt werden kann.

5. Dreiarmiges System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Arm (14) und der Tragarm (13) im Verhältnis zueinander vertikal bewegbar sind.

6. Dreiarmiges System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle drei Arme (13-15) einer auf den anderen und einer hinter den anderen bewegt werden können.

7. Dreiarmiges System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (7) auf einem Teil (3) eines zentral gesteuerten Fahrzeugs (1) angeordnet ist, wobei dieser Teil mit der Fahrerkabine (6) des Fahrzeugs (1) ausgestattet ist.

8. Dreiarmiges System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Teil (3) mit Laufrädern (5) ausgestattet ist.

9. Dreiarmiges System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerkabine (6) in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung gedreht werden kann.

10. Dreiarmiges System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor des Fahrzeugs (1) im zweiten Teil (2) des Fahrzeugs angeordnet ist.

11. Dreiarmiges System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (16) des Krans eine Geschwindigkeitskurve (52, bzw. 53) besitzt, die den Wert Null in den Endstellungen der Spitze (16) annimmt und dazwischen bogenförmig ist.

12. Dreiarmiges System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (16) des Krans die größte Zugkraft in ihren Endstellungen besitzt und dazwischen einen abfallenden Wert, der einer bogenförmigen Kurve (54 bzw. 55) folgt.

13. Dreiarmiges System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass miteinander verbindbare Einheiten die Form einer konischen Aussparung und eines konischen Zapfens besitzen.

14. Dreiarmiges System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Beweglichkeit zwischen zwei Armen (13 und 20) dadurch erreicht wird, dass das Ende eines der Arme (19b) mit zwei parallelen, einander gegenüberliegenden Schäften oder Deichselenden (41 und 42) versehen ist, die jeweils ein Loch (43 und 44) aufweisen, wobei die beiden Löcher (43 und 44) einander direkt gegenüber liegen und so geformt sind, dass sie jeweils ein Ende eines Achszapfens (52) aufnehmen können, und dass das Ende des zweiten Arms (13) vorzugsweise die Form einer Nase oder Verlängerung (50) mit zwei flachen, einander gegenüber liegenden Oberflächen besitzt, wobei der Abstand zwischen den Oberflächen dem Abstand zwischen den einander gegenüber liegenden Schäften oder Deichselenden (41 und 42) entspricht, und worin eine Öffnung (49) zwischen den beiden Oberflächen vorhanden ist, die dazu vorgesehen ist, den Achszapfen (52) aufzunehmen.

15. Dreiarmiges System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ende des Achszapfens (52) mit einem Spannring (45) versehen ist, der sich vollständig oder teilweise in einem der Löcher (43 bzw. 44) befindet und dessen konische Oberfläche mit der konischen Oberfläche in einer Spannhülse (46) zusammenwirkt, die auf das jeweilige Ende des Achszapfens (52) aufgeschraubt werden kann.







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