DE102013021499A1

DE102013021499A1 - Kran mit alternativen Antriebseinheiten

Info

Publication number: DE102013021499A1
Application number: DE102013021499.8A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Willim
Original assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-06-18
Also published as: CN104724614A; CN104724614B; US9533560B2; JP2015117135A; US20150175391A1; JP6603453B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen Raupenkran, wobei wenigstens zwei unterschiedliche Antriebseinheiten alternativ mit dem Kran koppelbar sind. Die Erfindung richtet sich ferner auf entsprechende Antriebseinheiten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen Raupenkran, mit alternativ mit dem Kran verbindbaren Antriebseinheiten.
Krane, wie beispielsweise Raupenkrane, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie können dabei als Großkrane ausgebildet sein, die zum Heben besonders großer Lasten oder zum Überwinden besonders großer Höhenunterschiede ausgelegt sind.
Bei derartigen, als Großkrane ausgelegten, Kranen kann es dabei vorgesehen sein, dass diese Krane nicht dauerhaft stationär eingesetzt werden, sondern vielmehr flexibel an unterschiedlichen Einsatzorten auch weltweit genutzt werden können. Hierzu ist es bekannt, derartige Großkrane in einer solchen Bauart bereitzustellen, dass diese montiert bzw. demontiert werden können und in einem demontierten Zustand auch global verfrachtbar sind.
Bei einer derartigen globalen Nutzung eines Kranes kommt es vor, dass der Kran in unterschiedlichen Regionen eingesetzt wird, in denen aufgrund von äußeren Bedingungen unterschiedliche Anforderungen an den Kran gestellt sind. Dabei kann es sich um unterschiedliche klimatische Bedingungen handeln, denen zufolge bestimmte Betriebsstoffe der im Kran eingesetzten Antriebe besonders geeignet oder besonders ungeeignet sind. Auch kann es sich um unterschiedliche geltende Normen hinsichtlich des Arbeitsverhaltens des Antriebs des Krans handeln.
Problematisch kann dabei sein, dass der Antrieb eines Krans beispielsweise die in einer Region geltenden Abgasvorschriften nicht einhält oder aufgrund von beispielsweise warmen klimatischen Bedingungen nur unter Nutzung eines zusätzlichen und aufwendigen Kühlsystems bestimmte Betriebsmittel, wie z. B. Harnstoff nutzen kann. Ein Kran, dessen Antriebssystem nicht entsprechend an die Anforderungen seines Einsatzortes angepasst ist, kann somit gegebenenfalls nicht an besagtem Einsatzort genutzt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Kran bereitzustellen, der an unterschiedlichen Einsatzorten genutzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kran, insbesondere einen Raupenkran, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei wenigstens zwei unterschiedliche Antriebseinheiten alternativ mit dem Kran koppelbar sind.
Eine derartige Ausführung des Krans zum alternativen Betrieb mit wenigstens zwei unterschiedlichen Antriebseinheiten ermöglicht es, je nach Gegebenheiten am vorgesehenen Einsatzort des Krans, die passende Antriebseinheit am Kran vorzusehen. Der Kran kann von der entsprechenden Antriebseinheit dabei leicht, also auch für den Straßentransport, getrennt werden. Die Verbindung zwischen Kran und Antriebseinheit bzw. Antriebseinheiten kann z. B. über Einhängen an besonders vorgesehenen Verbindungselementen erfolgen. Ebenso sind auch Verbolzungen der Antriebseinheit bzw. Antriebseinheiten am Kran möglich. Die Antriebseinheit bzw. Antriebseinheiten können dabei modular aufgebaut sein, um ein einfaches Ankoppeln an bzw. Abkoppeln von dem Kran zu ermöglichen.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass der Kran je wenigstens einen Unterwagen und einen Oberwagen umfasst, wobei Unterwagen und/oder Oberwagen keine fest installierte Antriebseinheit umfassen.
Durch das Fehlen einer fest installierten Antriebseinheit bzw. von fest installierten Antriebseinheiten ist es vorteilhaft einfach möglich sicherzustellen, dass zum Betrieb des Krans in bekannter Weise erforderliche Antriebseinheiten in Abhängigkeit von den Gegebenheiten am Einsatzort des Krans am Kran montiert werden können. Dabei ist von Bedeutung, dass zum Transport der Krankomponenten, d. h. unter anderem der Antriebseinheit bzw. der Antriebseinheiten, diese getrennt vom Kran bzw. voneinander transportierbar sind. Der Oberwagen des Krans kann dabei eine Drehverbindung aufweisen, über die der Oberwagen mit dem Unterwagen drehbar verbunden ist.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass die Antriebseinheiten wenigstens je einen Verbrennungsmotor, und wenigstens eine hydraulische Pumpe und/oder wenigstens einen Generator umfassen.
Die Antriebseinheiten können dabei komplette Verbrennungsmotoren umfassen, also Kraftstofftank, Kühlung, Lüfter, Steuerung usw. aufweisen. Es ist ferner denkbar, an den Verbrennungsmotoren wenigstens eine leistungsstarke, verstellbare hydraulische Pumpe vorzusehen. Diese Pumpe kann mit einem Öltank verbunden sein. Weiter können an den Antriebseinheiten Anschlussstellen zum Antreiben von externen Verbrauchern vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Lösung ist somit analog auch mit einem Generator anstelle von hydraulischen Pumpen möglich. In diesem Fall sind keine hydraulischen Verbindungen zwischen Antriebseinheit und Kran, sondern elektrischen Verbindungen vorgesehen. Auch kann statt dem hydraulischen Motor ein elektrischer Motor vorgesehen sein. Solche Generator-Sets können auch weltweit als getrennte Komponenten zugekauft und dann mit dem Kran verbunden werden.
Weiter wäre bei Verwendung eines Generators auch alternativ mögliche, die elektrische Energie nicht zuerst in hydraulische Energie umzuwandeln, sondern zumindest einen oder alle Kranaktoren direkt elektrisch anzutreiben. So wäre z. B. ein Drehwerksantrieb oder der Antrieb eines Spitzenauslegers elektrisch angetrieben vorstellbar. Um verschiedene Drehzahlen erzielen zu können, wäre der Einsatz von Frequenzumwandlern vorstellbar.
In einem Ausführungsbeispiel, in dem der Oberwagen keine eigene Primärenergieversorgung aufweist, kann im Oberwagen ausschließlich ein hydraulischer Motor vorgesehen sein. Dieser kann beispielsweise über eine Pumpenverteilergetriebe mit diversen Pumpen für die Kranaktoren in Verbindung stehen. Ein Klimakompressor kann entweder auch in der Antriebseinheit vorgesehen sein oder sich mit den Pumpen zusammen im Oberwagen befinden.
Bei dem oder nach dem Herstellen einer mechanischen Verbindung zwischen Antriebseinheit bzw. Antriebseinheiten und Kran über dafür vorgesehene Verbindungselemente kann auch eine hydraulische Verbindung hergestellt werden. Ebenso können andere Verbindung, wie elektrische Verbindungen oder Datenverbindungen zwischen Antriebseinheit bzw. Antriebseinheiten und Kran hergestellt werden oder vorhanden sein.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass die Verbrennungsmotoren der Antriebseinheiten hinsichtlich der von ihnen eingehaltenen Abgasnormen und/oder der von ihnen benötigten Betriebsmittel unterschiedlich sind.
Es ist dabei denkbar, beispielsweise den Verbrennungsmotor einer Antriebseinheit als Dieselmotor und den Verbrennungsmotor der anderen Antriebseinheit als Gasmotor auszuführen. Auch der Einsatz von konstanten Motoren, die stets mit konstanter Drehzahl betrieben werden, ist vorstellbar. In einem solchen Fall kann der Konstantmotor die Verbraucher entweder direkt bedienen oder einen geeigneten Energiespeicher laden bzw. befüllen. Wenn der Kran in einem Gebiet eingesetzt wird, in dem bestimmte zusätzliche Betriebsmittel, wie z. B. Harnstoff nicht oder nur unter unverhältnismäßigem Aufwand zur Verfügung gestellt werden können, dann ist es denkbar, wenigstens eine der Antriebseinheiten mit einem Verbrennungsmotor bereitzustellen, der auf derartige, nur aufwändig bereitstellbare Betriebsmittel nicht angewiesen ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Kran in heißen Ländern eingesetzt werden soll, da Harnstoff einen niedrigen Siedepunkt aufweist und somit eine andauernde, umständliche Kühlung notwendig wäre. Vorteilhaft kann auch in Fällen, in denen weniger strenge Abgasvorschriften eingehalten werden müssen, eine robustere Antriebseinheit verwendet werden.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass die Antriebseinheiten einfach austauschbar mit dem Kran verbindbar sind.
Hierdurch wird eine vorteilhaft einfache und schnelle Montage bzw. Demontage des Krans in Abhängigkeit von den an seinem geplanten Einsatzort vorherrschenden Gegebenheiten ermöglicht.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass die Antriebseinheiten mit dem Unterwagen und/oder mit dem Oberwagen des Krans verbindbar sind.
Die Möglichkeit, die Antriebseinheiten gegebenenfalls flexibel an unterschiedlichen Bereichen des Krans vorzusehen, ermöglicht es dabei, vorteilhaft auf unterschiedliche Belastungsszenarien des Krans einzugehen und den Kran möglichst passend auf das aktuelle Belastungsszenario zu konfigurieren. Dabei kann die Antriebseinheit auch am Unterwagen vorgesehen sein und dann zum Beispiel einen hydraulischen Motor im Oberwagen über eine Drehdurchführung versorgen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass gleichzeitig mehr als eine Antriebseinheit mit dem Kran koppelbar ist, wobei die Antriebseinheiten hinsichtlich der von ihnen eingehaltenen Abgasnormen und/oder der von ihnen benötigten Betriebsmittel nicht unterschiedlich sind.
Handelt es sich bei dem Kran um einen großen Kran, der zum Betrieb viel Leistung benötigt, dann kann es notwendig sein, dass zwei oder mehrere Antriebseinheiten und zugehörige hydraulische Motoren zum Betrieb des Krans notwendig sind und entsprechend verwendet werden.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass die Antriebseinheiten anstelle von üblichem Ballast und/oder als zusätzlicher Ballast mit dem Kran verbindbar sind.
Auf diese Art wird es ermöglicht, die Gesamtmenge des zum Betrieb des Krans notwendigen Ballasts bzw. der zum Ausballastieren des Krans notwendigen Bestandteile zu reduzieren. Die Antriebseinheiten erfüllen dabei die Doppelfunktion von Bereitstellung von Antriebskraft und Bereitstellung von Ballastgewicht, wodurch vorteilhaft der Logistikaufwand zum Transport des Krans bzw. der Krankomponenten verringert ist.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass die Antriebseinheiten in einem Betriebsmodus des Krans, in dem der Kran nicht oder nur eingeschränkt verfahrbar ist, auf dem Boden in der Nähe des Krans abstellbar sind.
Die Erfindung richtet sich ferner auf eine Antriebseinheit, die mit einem Kran nach einem der Ansprüche 1 bis 9 koppelbar ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer Antriebseinheit, die an einen Oberwagen eines Krans gekoppelt ist; und
2: eine detaillierte Darstellung einer Antriebseinheit, die an einen Kran gekoppelt ist.
Die in 1 gezeigte Antriebseinheit 2 ist über ein Verbindungselement 21 an den Oberwagen 11 eines Krans 1 gekoppelt. Der Kran 1 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel keine sonstige Antriebseinheit auf.
2 zeigt einen Kran 1, beziehungsweise den Oberwagen 11 eines Krans 1. Der Oberwagen 11 ist dabei über eine Drehverbindung 12 mit einem nicht gezeigten Unterwagen koppelbar. Der Oberwagen 11 kann dabei mittels eines Drehwerksantriebs 16 relativ zum Unterwagen geschwenkt werden. Über eine Drehdurchführung 29 kann dabei eine Leistungs- und/oder Informationsübertragung zwischen Unter- und Oberwagen 11 erfolgen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind am Oberwagen 11 ferner wenigstens ein hydraulischer Motor 13 zum Antreiben einer Pumpe 15 oder mehrerer Pumpen 15 vorgesehen. Die Pumpen 15 können hierbei über ein Pumpenverteilergetriebe 14 angesteuert werden. Bei Großkranen ist auch denkbar, dass mehrere, beispielsweise zwei hydraulische Motoren 13 zum Betrieb einer möglicherweise noch größeren Anzahl von Pumpen 15 vorgesehen sind. Am Oberwagen 11 können ferner weitere Einheiten 28 wie Steuerungen und/oder Speicher vorgesehen sein.
Über eine Verbindung 26, beispielsweise über eine hydraulische Verbindung 26 wie im gezeigten Ausführungsbeispiel, kann der Oberwagen 11 mit einer oder mehreren Antriebseinheiten 2 verbunden sein. Die Antriebseinheiten 2 können dabei wenigstens einen Verbrennungsmotor 22 umfassen, der beispielsweise als Dieselmotor ausgeführt sein kann. Der Verbrennungsmotor 22 kann dabei, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel gezeigt, mit wenigstens einer hydraulischen Pumpe 23 gekoppelt sein, die entsprechende Anschlussstellen 25 zum Anschließen der Verbindung 26 aufweist.
Die Antriebseinheit 2 kann ferner eine oder mehrere Kompressorklimaanlagen bzw. Klimakompressoren 27 aufweisen, mittels derer eine Klimaregelung in einer Arbeitskabine durchführbar ist. Bei Großkranen ist es ferner denkbar, dass zwei oder mehrere Klimakompressoren 27 in der Antriebseinheit 2 vorgesehen sind.
Weiterhin können Vorrichtungen wie Öltanks 24, Kraftstoffbehälter oder sonstige weitere Einheiten 28 wie Steuerungen und/oder Speicher oder ähnliches an der Antriebseinheit 2 vorgesehen sein.
Es ist dabei denkbar, die Antriebseinheit 2 mit einem Verbrennungsmotor 22 vorzusehen, welcher bei 1200 Umdrehungen/Minute ca. 350 kW leistet. Selbstverständlich sind anders dimensionierte Verbrennungsmotoren 22 genauso denkbar.
Die Antriebseinheit 2 ist dabei für alle gängigen Raupenkrane geeignet. Große Krane 1 können mehrere gleichartige Antriebseinheiten 2 gleichzeitig nutzen.
Zum Starten des Verbrennungsmotors 22 kann die hydraulische Pumpe 23 auf Nullförderung gestellt werden, wodurch ein leichteres Anlaufen des Verbrennungsmotors 22 auch bei tiefen Temperaturen gewährleistet ist.
Da bei Fahrzeugkranen bzw. Kranen 1 der Lehrlaufanteil bis zu 80% beträgt, kann die Pumpe 23 während der Lehrlaufphasen auf Nullhub geschwenkt werden, wodurch eine erhebliche Kraftstoffeinsparung erzielbar ist. In einem solchen Fall muss der Klimakompressor 27 an der Antriebseinheit 2 vorgesehen sein, um die Funktion einer Klimaanlage des Krans 1 aufrechtzuerhalten. Somit stehen alle hydraulischen Motoren 13 und Pumpen 15 still. Es wird ausschließlich die Pumpe 23 und gegebenenfalls der Klimakompressor 27 im Lehrlaufbetrieb mitgeschleppt. Einer dadurch bedingten Einsparung steht ein schlechterer Wirkungsgrad im normalen Kranbetrieb gegenüber, der von der dabei nötigen hydraulischen Welle verursacht wird. Da der normale Kranbetrieb aber nur ca. 20% der Laufzeit des Verbrennungsmotors 22 ausmacht, ergibt sich über die gesamte Laufzeit des Krans 1 eine Kraftstoffeinsparung.
Es ist denkbar, zwei Versionen oder mehr der Antriebseinheiten 2 vorzusehen. Eine kann dabei für den Einsatz in Europa und den USA ausgelegt sein, wobei z. B. die Abgasvorschriften gemäß EPA TIER 4 bzw. Abgasstufen gemäß 97/68/EG IV eingehalten werden. Eine andere Antriebseinheit 2 kann für den Einsatz in anderen Teilen der Welt ausgelegt sein, z. B. unter Einhaltung der Abgasvorschriften gemäß 97/68/EG IIIA.
Sind an einem großen Kran 1 beispielsweise zwei Antriebseinheiten 2 vorhanden, dann ist denkbar, dass ein automatischer, vollständiger Notbetrieb möglich ist.
Im Falle eines Ausfalls einer Antriebseinheit 2 kann eine andere Antriebseinheit 2 als Ersatz der ausgefallenen Einheit zum Einsatzort des Krans 1 transportiert werden. Die defekte Antriebseinheit 2 kann dann zur Wartung in beispielsweise einer Wartungshalle gebracht werden. Der Kran 1 selbst kann verhältnismäßig schneller mittels der zweiten Ersatzantriebseinheit 2 in Gang gebracht werden und die besseren Arbeitsbedingungen in der Wartungshalle steigern die Qualität der Wartung der defekten Antriebseinheit 2.
Insgesamt stehen erhebliche logistische Vorteile beim Kranhersteller geringfügigen Mehrkosten durch die Trennung der Antriebseinheiten vom Kran 1 bzw. vom Oberwagen 11 gegenüber. Weiterhin ist es nunmehr möglich, lediglich eine bzw. zwei Antriebseinheiten 2 für mehrere Krantypen zu konstruieren und zu produzieren. Hierdurch ergeben sich Einsparungen bei der Herstellung der Antriebseinheiten 2.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

EPA TIER 4 [0042]
97/68/EG IV [0042]
97/68/EG IIIA [0042]

Claims

Kran (1), insbesondere Raupenkran, wobei wenigstens zwei unterschiedliche Antriebseinheiten (2) alternativ mit dem Kran (1) koppelbar sind.
Kran (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kran (1) je wenigstens einen Unterwagen und einen Oberwagen (11) umfasst, wobei Unterwagen und/oder Oberwagen (11) keine fest installierte Antriebseinheit (2) umfassen.
Kran (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (2) wenigstens je einen Verbrennungsmotor (22), und wenigstens eine hydraulische Pumpe (23) und/oder wenigstens einen Generator (23) umfassen.
Kran (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsmotoren (22) der Antriebseinheiten (2) hinsichtlich der von ihnen eingehaltenen Abgasnormen und/oder der von ihnen benötigten Betriebsmittel unterschiedlich sind.
Kran (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (2) einfach austauschbar mit dem Kran (1) verbindbar sind.
Kran (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (2) mit dem Unterwagen und/oder mit dem Oberwagen (11) des Krans (1) verbindbar sind.
Kran (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mehr als eine Antriebseinheit (2) mit dem Kran (1) koppelbar ist, wobei die Antriebseinheiten (2) hinsichtlich der von ihnen eingehaltenen Abgasnormen und/oder der von ihnen benötigten Betriebsmittel nicht unterschiedlich sind.
Kran (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (2) anstelle von üblichem Ballast und/oder als zusätzlicher Ballast mit dem Kran (1) verbindbar sind.
Kran (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (2) in einem Betriebsmodus des Krans (1), in dem der Kran (1) nicht oder nur eingeschränkt verfahrbar ist, auf dem Boden in der Nähe des Krans (1) abstellbar sind.
Antriebseinheit (2), die mit einem Kran (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 koppelbar is