Selbstfahrendes Arbeitsfahrzeug, nämlich Hubarbeitsbühne oder Kran

Abstract

 Ein selbstfahrendes Arbeitsfahrzeug, nämlich eine Hubarbeitsbühne (100) oder ein Kran, umfasst ein Fahrzeugchassis (2) mit Tragplattform und darauf aufgesetztem Drehteller (4), einen auf dem Drehteller stehenden und von diesem gestützten Dreh- und Ausfahrmast (1) bestehend aus Drehturm (5) und Tragarm (6), an dessen Spitze ein Arbeitskorb (7) bzw. ein Krangeschirr angebracht ist.
Ein Drehturm (5) und/oder die teleskopierbaren Teile (14) des Tragarms (6) sind aus Profilbauteilen gefügt, die aus einem Aluminium-Schaumwerkstoff gefertigt sind, der wenigstens zweischichtig ist und aus einer blasigen, geschäumten Aluminiumschicht und einer außen liegenden massiven Aluminiumschicht besteht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein selbstfahrendes Arbeitsfahrzeug, nämlich eine Hubarbeitsbühne oder einen Kran, umfassend

• ein Fahrzeugchassis mit Trageplattform und darauf aufgesetztem Drehteller;
• einen auf dem Drehteller stehenden und von diesem gestützten Dreh- und Ausfahrmast, an dessen Spitze ein Arbeitskorb oder ein Krangeschirr angebracht ist;
• wobei der Dreh- und Ausfahrmast in seinem Fußteil aus einem mit dem Drehteller rotierbar verbundenen, im wesentlichen aus Metall in Hohlprofilbauweise gefertigten Drehturm,
• und in seinem Kopfteil aus einem mit dem Drehturm über ein Gelenk verbundenen, im wesentlichen aus Metall in Hohlprofilbauweise gefertigten, mehrteiligen, schwenk- und teleskopierbaren Tragarm besteht.

[0002] Fahrbare, insbesondere selbstfahrende Hubarbeitsbühnen oder Kräne sind bekannt. Sie werden auf Lastfahrzeug-Chassis montiert, die von bekannten LKW-Herstellern angeboten werden.

[0003] Für derartige Hubarbeitsbühnen geht es bei der technischen Konstruktion darum, das zulässige Gesamtgewicht gemäß St VZO möglichst im Rahmen von 3,5 t zu halten, um Einsätze in schwierigem Gelände und auf Baustellen, aber auch in Gebäuden und in Anlagebereichen zu ermöglichen und einen Betrieb mit dem Führerschein Klasse B zu ermöglichen. Stabilität und Ausfahrlänge des Tragarms und des Drehturms wiederum sind entscheidende Größen für die Sicherheit und Verwendbarkeit der Hubarbeitsbühnen.

[0004] Um hohe Stabilitätswerte und Knicklasten zu erreichen, wurden daher für den Ausbau des Dreh- und Ausfahrmastes Stahlkonstruktionen vorgezogen. Nachteilig ist jedoch, daß sich durch eine Stahlkonstruktion ein großes Gewicht des Fahrzeugs ergibt, so dass sich für bestimmte Fahrzeugchassis, insbesondere solche mit bis zu 3,5 t zulässigem Gesamtgewicht gemäß StVZO arbeiten, nur relativ geringe Ausfahrlängen für die Teleskopelemente des Tragarms erreichen lassen. Ein typischer Wert ist beispielsweise nur 20 Meter Ausfahrlänge bei 3,5 t zulässigen Gesamtgewicht.

[0005] Es stellt sich daher die Aufgabe, die eingangs beschriebenen Hubarbeitsbühnen so zu gestalten, daß bei vergleichsweise geringem zulässigem Gesamtgewicht des Fahrzeugs und unter Beachtung aller Sicherheitsbestimmungen und Sicherheitskriterien eine größere Ausfahrlänge im Vergleich zu anderen Fahrzeugen gleicher Gewichtsklasse erreichbar ist.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst bei einer fahrbaren, vorzugsweise selbstfahrenden Hubarbeitsbühne der eingangs genannten Art, bei der der Drehturm und/oder die teleskopierbaren Teile des Tragarms aus Profilbauteilen gefügt sind, die aus einem Aluminium-Schaumwerkstoff gefertigt sind, der wenigstens zweischichtig ist und aus einer blasigen, geschäumten Aluminiumschicht und einer außen liegenden massiven Aluminiumschicht besteht.

[0007] Die Verwendung von Aluminium-Schaumwerkstoff für Fahrzeugteile ist an sich bekannt (vgl. DE 199 12 781 C1). Es werden in dieser Patentschrift verschiedene Kriterien und Möglichkeiten für den Einsatz von metallischen Schaumwerkstoffen genannt, wobei sich die Beschreibung in erster Linie auf Karosserieteile für Kraftfahrzeuge erstreckt. Zwar ist im Kranbau die Verwendung von Aluminium als Baumaterial hinlänglich bekannt. Da bei der Verwendung von Aluminium im Bereich des Dreh- und Ausfahrmastes sich aber die Meinung gebildet hat, daß hier Aluminium nicht oder aber nur eingeschränkt einsetzbar ist, ist es überraschend, daß der Werkstoff Aluminium-Schaumwerkstoff hier die Festigkeitswerte erbringt, die bisher nur von Stahl in ausreichenden Maße erbracht werden konnten.

[0008] Aluminium-Schaumwerkstoff, vorzugsweise bestehend aus drei Schichten, wobei die geschäumte Aluminiumschicht sandwichartig von zwei sich gegenüberliegenden, äußeren massiven Aluminiumschichten eingefaßt ist, ist in seinen Eigenschaften im wesentlichen bekannt, wobei auf die in der vorgenannten DE 199 12 781 C1 referierte Literatur hingewiesen wird.

[0009] Die Profilbauteile können beispielsweise durch Schweißen gefügt sein. Dabei können Profilbauteile, die im Querschnitt in mindestens einem Teil der gefügten Bereiche eine L-Form haben, mit Vorzug eingesetzt werden. Insbesondere der Korpus des Drehturms kann aus zwei verschweißten, im Querschnitt L-förmigen Basis-Profilteilen bestehen.

[0010] Vorzugsweise enden die Profilteile, die den unteren Teil des Drehturms bilden, in geraden Kanten, die in entsprechenden Bereichen auf der Oberseite des Drehtellers eingelassen und befestigt sind. Es auch möglich, daß die Profilteile, die den unteren Teil des Drehturms bilden, in Fußflanschen enden und auf der Oberfläche des Drehtellers befestigt sind, beispielsweise durch Schweißen.

[0011] Der Oberteil des Drehturms kann in einer Gabel enden, die das Gelenk für den Tragarm trägt. Dabei ist vorteilhaft, wenn der Drehturm in Form einer stetig gekrümmten Kurve kröpfungsfrei geneigt ist.

[0012] In Bezug auf die teleskopierbaren Trägerelemente des Tragarms wird vorgeschlagen, daß diese ebenfalls jeweils aus zwei verschweißten, im Querschnitt L-förmigen Haltearm-Profilteilen bestehen, die miteinander vorzugsweise verschweißt sind.

[0013] Schließlich wird angestrebt, das zulässige Gesamtgewichte der fahrbaren Hubarbeitsbühne unter 3,5 t zuhalten, um einen Betrieb mit dem Führerschein Klasse B ermöglichen.

[0014] Im wesentlichen dieselben Eigenschaften, wie vorstehend beschrieben, kommen auch dem Dreh- und Ausfahrmast für eine fahrbare Hubarbeitsbühne zu. Die Erfindung bezieht sich also auch auf einen Dreh- und Ausfahrmast für eine fahrbare Hubarbeitsbühne. Schließlich soll auch nicht ausgeschlossen werden, dass nicht-selbstfahrende Arbeitsbühnen, also solche, als Anhänger verfahrbar sind, entsprechend ausgerüstet werden.

[0015] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:

Figur 1

eine selbst fahrende Hubarbeitsbühne mit abgesenktem Tragarm;

Figur 2

einen Drehturm als Bestandteil des Dreh- und Ausfahrmast in zusammengesetzter Form;

Figur 3

den Drehturm gemäß Figur 2 in auseinandergezogener Darstellung;

Figur 4

eine Draufsicht auf einen Drehteller;

Figur 5

eine vergrößerte Ansicht auf einen Abschnitt eines Aluminium-Schaumstoffes.

[0016] Eine selbstfahrende Hubarbeitsbühne 100 gemäß Figur 1 besteht aus einem motorisch angetriebenen Fahrzeugchassis 2 mit Fahrerkabine 3, einer Ladefläche mit aufgesetztem Drehteller 4 und einem Dreh- und Ausfahrmast 1. Letzterer wiederum setzt sich zusammen aus einem Drehturm 5 und einem Tragarm 6. Das Fußteil des Dreh- und Ausfahrmastes 1 bildet der Drehturm 5, der mit dem Drehteller 4 rotierbar verbunden ist. Mit dem Drehturm 5 ist wiederum über ein Gelenk 8 der Tragarm 6 verbunden, der über eine Kolben-Zylinder-Anordnung 9 artikulierbar ist. Der Tragarm 6 verfügt über vier teleskopierbare Elemente 16, die über eine (nicht dargestellte) Hydraulik-Anordnung ein- und ausfahrbare sind. Das Ende des letzten Teleskopelementes 16 trägt einen Arbeitskorb 7 in an sich bekannter Art.

[0017] Die Figuren 2 und 3 zeigen den für die vorbeschriebene Hubarbeitsbühne verwendeten Drehturm 5 in schematischer Darstellung. Der Drehturm 5 besteht aus zwei Basis-Profilteilen 15 und 16, wobei der eine Basis-Profilteil 16 aus einem Wangenteil 17 und zwei angeschweißten Flügelteilen 18 und 24 besteht. Die Flügelteile 18 und 24 einschließlich der Profilteile 15 und 16 bestehen aus Aluminium-Schaumstoff in planer und in gewölbter bzw. abgewinkelter Form.

[0018] Als Material zur Herstellung der Teile des Drehturms wird ein Aluminium-Schaumwerkstoff gewählt. Dieses Material ist in Figur 5 schematisch dargestellt. Eine blasige geschäumte Schicht 13 ist eingefasst von zwei dichten, massiven Schichten 11 und 12 aus Aluminium.

[0019] Zur Herstellung eines solchen Aluminium-Schaumstoffes wird handelsübliches Aluminiumpulver auf konventionellem Weg mit geringen Mengen eines ebenfalls pulverförmigen Treibmittels vermischt. Diese Pulvermischung wird zu einem festen, wenig porösen Vormaterial verdichtet. Bei Berücksichtigung der richtigen Verfahrensparameter ist das Resultat des Verdichtungsvorgangs ein aufschäumbares Vormaterial oder Halbzeug, welches zunächst, falls erforderlich, durch konventionelle Umformtechniken zu Blechen oder Profilen weiterverarbeitet wird. Das Material ist vollständig recyclingfähig, temperaturbeständig und durch Schweißen untereinander zu verbinden. Wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit ist die Schweißbarkeit wesentlich gegenüber reinem Aluminiumblech erleichtert. Die fertigen Bauteile haben damit bei hoher Steifigkeit ein geringes spezifisches Gewicht und eine sehr gute Stoß- und Schalldämpfung.

[0020] Die aus Figur 3 ersichtlichen Teile werden sämtlich durch Verschweißen zusammengefügt und ergeben einen Drehturm 5 gemäß Figur 4, bei dem die Profilteile, die den unteren Teil des Drehturms bilden, in geraden Kanten 19, 20 enden, die in entsprechenden Bereichen 21,22 auf der Oberseite des Drehtellers 4 eingeschoben und befestigt sind. Der Drehturm 5 ist in Form einer stetig gekrümmten Kurve kröpfungsfrei geneigt.

[0021] Wie aus dem Figuren 3 und 4 ferner erkennbar ist, trägt der Drehteller zwei Ansätze 23 für die Kolben-Zylinder-Anordnung 9. Der Oberteil des Drehturms 5 endet in einer Gabel 25, die Teil des Gelenkes 8 ist, das den Tragarm 6 trägt.

[0022] Bei den Teleskopelementen 14 des Tragarms wird eine ähnliche Konstruktion gewählt wie bei dem Drehturm. Auch hier bestehen die plattenförmigen Elemente, aus denen die Tragarm-Elemente zusammengeschweißt sind, wenigstens teilweise aus Aluminium-Schaumwerkstoff

[0023] Insgesamt lässt sich durch Verwendung von Aluminium-Schaumwerkstoff für den Dreh- und Haltemast eine wesentliche Gewichtsersparnis für diesen Teil der Hubarbeitsbühne erreichen. Es können ein oder zwei weitere Teleskopelemente gegenüber einer Stahlkonstruktion eingesetzt werden, so dass die Ausfahrlänge des Dreh- und Haltemastes 30 Meter betragen kann. Dies gilt auch dann, wenn das zulässige Gesamtgewichte der fahrbaren Hubarbeitsbühnen insgesamt nur 3,5 t beträgt.

[0024] Dieselben Überlegungen gelten für Kräne, bei denen anstelle des Arbeitsbodens ein Krangeschirr angebracht ist

Bezugszeichenliste:

Akte: TEP 16   Titel: Selbstfahrende Hubarbeitsbühne

[0025] 

1

Dreh- und Ausfahrmast

2

Fahrzeugchassis

3

Fahrkabine

4

Drehteller

5

Drehturm

6

Tragarm

7

Arbeitskorb

8

Gelenk

9

Kolben-Zylinder-Anordnung

10

Aluminium-Schaumwerkstoff

11

massive Schicht

12

massive Schicht

13

Blasige, geschäumte Schicht

14

Teleskopelemente

15

Basis-Profilteil

16

Basis-Profilteil

17

Wangenteil

18

Flügelteil

19

Kante

20

Kante

21

Nutbereich

22

Nutbereich

23

Ansatz

24

Flügelteil

25

Gabel

26 27 28 29 30 100

Selbstfahrende Hubarbeitsbühne

Ansprüche

1. Selbstfahrendes Arbeitsfahrzeug, nämlich Hubarbeitsbühne (100) oder Kran, umfassend

- ein Fahrzeugchassis (2) mit Trageplattform und darauf aufgesetztem Drehteller (4),

- einen auf dem Drehteller stehenden und von diesem gestützten Dreh- und Ausfahrmast (1), an dessen Spitze ein Arbeitskorb (7) bzw. ein Krangeschirr angebracht ist,

- wobei der Dreh- und Ausfahrmast in seinem Fußteil aus einem mit dem Drehteller rotierbar verbundenen, im wesentlichen aus Metall in Hohlprofilbauweise gefertigten Drehturm (5),

- und in seinem Kopfteil aus einem mit dem Drehturm (5) über ein Gelenk (8) verbundenen, im wesentlichen aus Metall in Hohlprofilbauweise gefertigten, mehrteiligen, schwenk- und teleskopierbaren Tragarm (6) besteht,

dadurch gekennzeichnet, dass der Drehturm (5) und/oder die teleskopierbaren Teile (14) des Tragarms aus Profilbauteilen gefügt ist, die aus einem Aluminium-Schaumwerkstoff gefertigt sind, der wenigstens zweischichtig ist und aus einer blasigen, geschäumten Aluminiumschicht (13) und einer außen liegenden (11, 12) massiven Aluminiumschicht besteht.

2. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geschäumte Aluminiumschicht (13) sandwichartig von zwei sich gegenüberliegenden, äußeren massiven Aluminiumschichten (11, 12) eingefaßt ist.

3. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilbauteile durch Schweißen gefügt sind.

4. Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilbauteile im Querschnitt in wenigstens einem Teil der gefügten Bereichen eine L- oder U-Form haben oder plan gefertigt sind.

5. Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korpus des Drehturms aus zwei verschweißten, im Querschnitt L-förmigen Basis-Profilteilen (15, 16) besteht.

6. Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile, die den unteren Teil des Drehturms bilden, in geraden Kanten (19, 20) enden, die in entsprechenden Nutbereichen auf der Oberseite des Drehtellers eingelassen und befestigt sind.

7. Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile, die den unteren Teil des Drehturms bilden, in Fußflanschen enden und auf der Oberfläche des Drehtellers befestigt sind.

8. Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil des Drehturms in einer Gabel (25) endet, die das Gelenk für den Tragarm (6) trägt.

9. Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehturm (5) in Form einer stetig gekrümmten Kurve kröpfungsfrei geneigt ist.

10. Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der telekopierbaren Trägerelemente des Tragarms aus jeweils zwei verschweißten, im Querschnitt L-förmigen Haltearm-Profilteilen besteht, die miteinander vorzugsweise verschweißt sind.

11. Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zulässige Gesamtgewicht nach StVZO des Arbeitsfahrzeugs maximal 3,5 t beträgt.

12. Dreh- und Ausfahrmast (1) für ein Arbeitsfahrzeug oder dergl., an dessen Spitze ein Arbeitskorb (7) oder ein Krangeschirr anbringbar oder angebracht ist und der in seinem Fußteil aus einem mit dem Drehteller rotierbar verbundenen, im wesentlichen aus Metall in Hohlprofilbauweise gefertigten Drehturm und in seinem Kopfteil aus einem mit dem Drehturm über ein Gelenk verbundenen, im wesentlichen aus Metall in Hohlprofilbauweise gefertigten, mehrteiligen, schwenk- und teleskopierbaren Tragarm besteht,
dadurch gekennzeichnet, dass der Drehturm (5) und/oder die teleskopierbaren Teile (14) des Tragarms (6) aus Profilbauteilen gefügt ist, die aus einem Aluminium-Schaumwerkstoff gefertigt sind, der wenigstens zweischichtig ist und aus einer blasigen, geschäumten Aluminiumschicht und einer außen liegenden massiven Aluminiumschicht besteht.

13. Dreh- und Ausfahrmast nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die geschäumte Aluminiumschicht sandwichartig von zwei sich gegenüberliegenden, äußeren massiven Aluminiumschichten eingefaßt ist.

14. Dreh- und Ausfahrmast nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilbauteile durch Schweißen gefügt sind.

15. Dreh- und Ausfahrmast nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilbauteile im Querschnitt in wenigstens einem Teil der gefügten Bereichen eine L- oder U-Form haben oder plan gefertigt sind.

16. Dreh- und Ausfahrmast nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Korpus des Drehturms (5) aus zwei verschweißten, im Querschnitt L-förmigen Basis-Profilteilen (15, 16) besteht.

17. Dreh- und Ausfahrmast nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile, die den unteren Teil des Drehturms bilden, in geraden Kanten (19, 20) enden, die in entsprechenden Nutbereichen auf der Oberseite des Drehtellers eingelassen und befestigt sind.

18. Dreh- und Ausfahrmast nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile, die den unteren Teil des Drehturms bilden, in Fußflanschen enden und auf der Oberfläche des Drehtellers befestigt sind.

19. Dreh- und Ausfahrmast nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil des Drehturms in einer Gabel (25) endet, die das Gelenk (8) für den Tragarm trägt.

20. Dreh- und Ausfahrmast nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehturm in Form einer stetig gekrümmten Kurve kröpfungsfrei geneigt ist.

21. Dreh- und Ausfahrmast nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der telekopierbaren Trägerelemente des Tragarms aus jeweils zwei verschweißten, im Querschnitt L-förmigen Haltearm-Profilteilen besteht, die miteinander vorzugsweise verschweißt sind.

Zeichnung