-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Teleskopschuss für einen Kran-Teleskopausleger, der zur Reduzierung von Beulen und zur Erhöhung der Traglast eine Blechaussteifung in Form von zusätzlichen, an der Wandung des Teleskopschusses befestigten Blechen aufweist.
-
Bei der Konstruktion von speziell für den Straßentransport ausgestalteten Mobilkranen besteht ein wesentliches Ziel darin, für das Verhältnis Traglast zu Krangewicht einen möglichst hohen Wert zu erreichen. Die hierfür erforderlichen Leichtbaumaßnahmen betreffen nicht zuletzt den Ausleger eines solchen Mobilkrans, der üblicherweise als Teleskopausleger mit mehreren ineinander gelagerten und entlang ihrer Längsachse zueinander verfahrbaren Schüssen ausgestaltet ist. Die einzelnen Teleskopschüsse bilden üblicherweise ein Hohlprofil aus. Zur Erhöhung des Verhältnisses von möglicher Traglast zu Auslegergewicht ist es im Kranbau eine übliche Maßnahme, die Wandung eines Teleskopschusses in besonders beanspruchten Abschnitten mittels sogenannter Aufschweißbleche partiell zu verstärken. Auf diese Weise kann der Teleskopschuss vergleichsweise dünnwandig ausgestaltet werden, besitzt jedoch in besonders beanspruchten Bereichen dennoch eine ausreichende Stabilität.
-
Aus der
DE 81 34 299 U1 ist ein Teleskopschuss für einen Kranausleger bekannt, dessen seitliche, den Obergurt und Untergurt des Teleskopschusses verbindende Stege eine Doppelwandung aufweisen. Ferner ist aus der
DE 20 2006 019 308 U1 ein Teleskopschuss bekannt, der an zumindest einer Ausnehmung für eine Verbolzung durch zusätzliche Bleche verstärkt ist.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Teleskopschuss hinsichtlich Beulsteifigkeit und möglicher Traglast gegenüber bisher bekannten Lösungen zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Schutzanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren dabei bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
-
Erfindungsgemäß wird ein Teleskopschuss bereitgestellt, der eine Teleskopschuss-Oberschale, eine mit der Teleskopschuss-Oberschale, insbesondere mittels einer Schweißverbindung, verbundene Teleskopschuss-Unterschale, und eine an der Oberschale und der Unterschale flächig anliegende und sich über die (Schweiß-)Verbindung hinweg erstreckende Blechaussteifung umfasst. Diese Blechaussteifung zeichnet sich dadurch aus, dass ein an der Oberschale anliegender Abschnitt der Blechaussteifung in Längsrichtung des Teleskopschusses eine größere Erstreckung aufweist als der an der Unterschale anliegende Abschnitt der Blechaussteifung.
-
Mit anderen Worten weisen die vertikalen Stege des Teleskopschusses, welche den Teleskopschuss-Obergurt mit dem Teleskopschuss-Untergurt verbinden, jeweils zumindest ein an ihrer Wandung angebrachtes Versteifungsblech auf, welches sich im Bereich der Teleskopschuss-Oberschale über eine größere Länge in Teleskopschuss-Längsrichtung erstreckt als im Bereich der Teleskopschuss-Unterschale.
-
Hier liegt der Gedanke zugrunde, dass die im Kranbetrieb überwiegend auf Zug belasteten Oberschalen moderner Teleskopschüsse aus dünneren Blechen gefertigt werden, als die dazugehörigen, überwiegend auf Druck belasteten Teleskopschuss-Unterschalen. Mit einem Beulen aufgrund zu hoher Druckspannung ist also zuerst im Bereich der vergleichsweise dünnwandigen Oberschale zu rechnen, sodass die Oberschale bevorzugt gegen Beulen zu schützen ist. Solche Druckspannungen können in der Oberschale im Bereich der vertikalen Stege auftreten und beispielsweise durch die Auslegerlast (Ausleger-Eigengewicht und am Ausleger angehängte Last) aber auch durch seitliche Biegebeanspruchung des Auslegers hervorgerufen werden, wie sie etwa bei seitlicher Windlast und Drehbeschleunigungen des Kran-Oberwagens auftreten.
-
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die Erstreckung des an der Oberschale anliegenden Abschnitts der Blechaussteifung in Längsrichtung des Teleskopschusses zumindest so groß wie die einer unter Last im Bereich der Blechaussteifung zu erwartenden Beule der Teleskopschusswandung.
-
Die Erstreckung der Blechaussteifung entlang der Teleskopschuss-Längsrichtung bemisst sich im Bereich der Oberschale demnach nach der Erstreckung einer Beule in Längsrichtung des Teleskopschusses, wie sie beispielsweise aus einer Untersuchung bzw. Simulation (beispielsweise mittels eines FEM-Verfahrens) der Auslegerfestigkeit/Auslegerverformung für bestimmte Lastfälle bestimmt wurde. Ein durch Druckspannung hervorgerufenes Beulen kann beispielsweise mittels der Theorie II. Ordnung (Verformungstheorie) ermittelt werden. Ferner können sich die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Überlegungen in erster Näherung auf eine Beule erster Beuleigenform beschränken.
-
So dient der an der Oberschale anliegende Abschnitt der Blechaussteifung in erster Linie dazu, die Beuleigenschaften der Oberschale zu verbessern bzw. die kritische Beullast für die Oberschale zu erhöhen. Hierbei soll die Blechaussteifung in Teleskopschuss-Längsrichtung zumindest so groß sein, wie eine in diesem Bereich zu erwartende Beule, insbesondere jedoch nicht über zwei aneinandergrenzende Beulen hinweg verlaufen.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Erstreckung des an der Oberschale anliegenden Abschnitts der Blechaussteifung in Längsrichtung des Teleskopschusses zumindest doppelt so groß wie die des an der Unterschale anliegenden Abschnitts der Blechaussteifung. Da die Beulgefahr aufgrund der höheren Blechdicke im Bereich der Unterschale geringer ist als im Bereich der Oberschale, kann hier zur Sicherstellung einer ausreichenden Festigkeit eine geringere Erstreckung der Blechaussteifung im Teleskopschuss-Längsrichtung genügen. Ferner kann sich die Aufgabe des an der Unterschale anliegenden Abschnitts der Blechaussteifung primär darauf beschränken, ein Beulen des Teleskopschusses aufgrund der von den Gleitstücken des nächstäußeren Teleskopschusses hervorgerufenen Beanspruchung der Unterschale zu vermeiden, die überwiegend bei Lastfällen mit großem Hauptmoment (um die Ausleger-Wippachse) von Bedeutung sind. Die Erstreckung des an der Unterschale anliegenden Abschnitts der Blechaussteifung kann demnach entsprechend der Länge der verwendeten Gleitstücke bemessen sein und somit unabhängig von der weiter oben besprochenen Erstreckung der in der Oberschale zu erwartenden Beule(n).
-
Bei einer weiteren Ausführungsform grenzt eine Unterkante des an der Oberschale anliegenden Abschnitts der Blechaussteifung an eine Oberkante des an der Unterschale anliegenden Abschnitts der Blechaussteifung an, wobei die Erstreckung der Unterkante in Längsrichtung des Teleskopschusses größer ist als die Erstreckung der Oberkante. So ist es möglich, dass im Bereich der Schweißnaht zwischen der Oberschale und der Unterschale die Erstreckung der Blechaussteifung in Teleskopschuss-Längsrichtung eine „sprunghafte“ Veränderung erfährt. In grober Näherung könnte eine solche Blechaussteifung als T-förmig bezeichnet werden. Die jeweiligen Abschnitte mit ihrer unterschiedlichen Erstreckung können dabei jeweils nur bis zur Schweißnaht zwischen Oberschale und Unterschale reichen.
-
Ferner ist es vorstellbar, dass die Blechaussteifung mehrteilig, insbesondere zweiteilig ausgestaltet ist und die an der Oberschale bzw. Unterschale anliegenden Abschnitte einer Blechaussteifung aus unterschiedlichen Blechen gebildet werden. Die erfindungsgemäße Blechaussteifung kann somit aus mehreren unterschiedlichen Blechen zusammengesetzt sein, die jeweils und für sich betrachtet mit der Teleskopschusswandung verbunden sind. Ferner ist es so möglich, die Oberschale mit anderen Blechabschnitten zu belegen als die Unterschale. Auch ist es möglich, dass die jeweiligen Blechabschnitte nicht über die Schweißverbindung zwischen Oberschale und Unterschale hinwegreichen.
-
Auf diese Weise ist es auch möglich, für einen an der Oberschale anliegenden Abschnitt eine andere, insbesondere größere Blechstärke vorzusehen, als für einen an der Unterschale anliegenden Abschnitt. Die voranstehenden Überlegungen zur jeweiligen Beulgefahr bei Teleskopschuss-Oberschale bzw. Teleskopschuss-Unterschale können hierbei ebenso Einfluss auf die gewählten Blechstärken haben, wie die vorhandenen Wandungsstärken der Teleskopschuss-Oberschale und Teleskopschuss-Unterschale.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Blechaussteifung so bemessen sein, dass sie an planen Flächen der vertikalen Stege des Teleskopschusses anliegen und sich maximal bis zu einer daran angrenzenden, gekrümmten Fläche der Oberschale bzw. Unterschale erstrecken.
-
Auch kann sich die quer zur Längsrichtung des Teleskopschusses gerichtete Erstreckung zumindest eines Abschnitts der Blechaussteifung in Längsrichtung des Teleskopschusses und zu zumindest einer Seite des Abschnitts hin verringern. Mit anderen Worten kann zumindest ein Blechabschnitt einen „zentralen“ Bereich aufweisen, der eine hohe vertikale Erstreckung aufweist, wobei sich von diesem zentralen Bereich ausgehend die vertikale Erstreckung des Blechabschnitts mit größer werdendem Abstand zum zentralen Bereich abnimmt. Insbesondere kann die vertikale Erstreckung zu beiden Seiten des zentralen Bereichs des Blechabschnitts und in Teleskopschuss-Längsrichtung abnehmen. Man kann sich leicht vorstellen, dass durch eine solche Ausgestaltung der Blechabschnitte die Kerbspannungen im Bereich der Blechaussteifung gegenüber Blechen, welche eine konstante vertikale Erstreckung entlang der Teleskopschuss-Längsrichtung aufweisen, deutlich reduziert werden können. Die Erstreckung in Teleskopschuss-Längsrichtung zumindest eines Blechabschnitts, insbesondere aller entweder gänzlich auf der Unterschale oder gänzlich auf der Oberschale anliegenden Blechabschnitte nimmt daher mit zunehmendem Abstand zur (Schweiß-)Verbindung ab. Beispielsweise kann zumindest eines, insbesondere alle entweder auf der Oberschale oder auf der Unterschale anliegenden Bleche eine der (Schweiß-)Verbindung zugewandte und eine dieser (Schweiß-)Verbindung abgewandte Blechkante aufweisen, die insbesondere parallel zueinander verlaufen, wobei die der (Schweiß-)Verbindung abgewandte Kante eine geringere Erstreckung im Teleskopschuss-Längsrichtung aufweist, als die der (Schweiß-)Verbindung zugewandte Blechkante. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass zumindest ein Blechabschnitt, insbesondere alle Blechabschnitte eine symmetrische Form aufweisen. Auch kann zumindest ein, insbesondere alle Blechabschnitte einen trapezförmigen Bereich aufweisen, sodass die vertikale Erstreckung des Bleches über seine Länge in Teleskopschuss-Längsrichtung variiert.
-
Obwohl die zuvor verwendeten Begriffe „Blechaussteifung“ und „Blech“ einen Metallwerkstoff für die erfindungsgemäße Teleskopschuss-Versteifung vermuten lassen, ist es grundsätzlich vorstellbar, für die erfindungsgemäße Ausleger-Aussteifung einen anderen, nicht-metallischen Werkstoff vorzusehen, insbesondere einen Kunststoff oder Faserverbund-Werkstoff. Während solche nicht-metallischen Aussteifungen mittels Schraub-, Niet- oder Klebeverbindungen an der Teleskopschuss-Wandung befestigt werden könnten, kommt für metallische Blechaussteifungen zusätzlich auch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere in Form einer Schweißverbindung in Frage. In diesem Fall ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von Vorteil, wenn an zumindest einem Übergang von zwei aneinander angrenzenden Blechaußenkanten der Blechaussteifung bzw. eines Blechaussteifungsabschnitts ein Radius ausgebildet ist. Mit anderen Worten grenzen zwei Blechaußenkanten nicht in einem Winkel aneinander an, sodass eine „spitze“ Ecke ausgebildet wird. Vielmehr soll diese Ecke abgerundet werden, indem hier ein Radius ausgebildet wird. Dies dient nicht zuletzt einer zusätzlichen Verminderung möglicher Kerbspannungen, sondern erleichtert auch die Herstellung der Schweißnaht entlang der Blechaußenkante.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen Mobilkran, mit einem Teleskopausleger, der zumindest einen Teleskopschuss gemäß einer der voranstehend beschrieben Ausführungsformen umfasst.
-
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Die vorliegende Erfindung kann sämtliche hierin beschriebenen Merkmale einzeln sowie in jedweder sinnvollen Kombination umfassen.
-
Es zeigen:
- 1: Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Teleskopschusses in der Seitenansicht;
- 2: Schematische Darstellung eines Teleskopauslegers in der Seitenansicht;
- 3: Schematische Darstellung eines Teleskopschusses in einer Seitenansicht und Aufsicht;
- 4: Querschnitt eines Teleskopschusses gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Die 1 zeigt einen Ausschnitt eines Teleskopschusses 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser setzt sich im Wesentlichen aus einer näherungsweise U-förmigen Oberschale 2 und einer näherungsweise ebenso U-förmigen Unterschale 4 zusammen, deren Stege 14 und 15 (4) jeweils mittels einer in Längsrichtung L des Teleskopschusses 1 verlaufenden Schweißnaht 3 verbunden sind.
-
An die Schweißnaht 3 grenzt die Oberschale 2 mit einer planen Fläche 12 und die Unterschale 4 mit einer planen Fläche 13 an, die im gezeigten Beispiel im Wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufen. Auf beiden Stegen 14 und 15 des Teleskopschusses 1 ist an diesen planen Flächen 12 und 13 eine Blechaussteifung 5 außenseitig aufgeschweißt. Die Blechaussteifung 5 setzt sich ihrerseits aus einem oberen Abschnitt 6 und einem unteren Abschnitt 7 zusammen, die sich in vertikaler Richtung im Wesentlichen über die gesamten planen Flächen 12 und 13 erstrecken und im Bereich der Schweißnaht 3 aneinander angrenzen (geringe Beabstandung der Blechaußenkanten 10 und 11 ermöglicht Verschweißen der Blechaußenkanten 10 und 11 mit der Teleskopschusswandung 9, sodass deren Unterkante 10 bzw. Oberkante 11 parallel zur Schweißnaht 3 verlaufen. Die an die planen Flächen 12 und 13 jeweils angrenzenden, gekrümmten Flächen 16 und 17 werden von den Blechabschnitten 6 und 7 nicht mehr belegt.
-
In der 1 ist ferner zu sehen, dass der auf die Oberschale 2 aufgeschweißte Abschnitt 6 im Teleskopschuss-Längsrichtung L eine etwa doppelt so große Erstreckung aufweist als der auf die Unterschale 4 aufgeschweißte Abschnitt 7.
-
Ferner ist zu sehen, dass der Abschnitt 6 eine annähernd trapezförmige Außenkontur aufweist, der Abschnitt 7 hingegen in einen im Wesentlichen rechteckigen und einen im Wesentlichen trapezförmigen Bereich unterteilt werden kann, sodass durch die sich jeweils zu beiden Seiten hin verringernde vertikale Erstreckung der Abschnitte 6 und 7 Kerbspannungen im Bereich der Blechaussteifung 5 vermieden werden, wie sie beispielsweise bei einer Biegebelastung durch eine am Ausleger angehängte Last auftreten. Zusätzlich ist zu sehen, dass sämtliche Blechaußenkanten (beispielsweise 18, 19) der Abschnitte 6 und 7 gerundet ineinander übergehen, also eine Rundung mit dem Radius r zwischen sich einschließen, was dem Herstellen einer Schweißnaht zwischen Teleskopschuss-Wandung und Blechaußenkanten zugutekommt.
-
In der 2 ist der in der 1 gezeigte Teleskopschuss 1 schematisch in Verbindung mit einem nächstaußenliegenden Teleskopschuss (nicht bezeichnet) zu sehen. Die erfindungsgemäße Blechaussteifung 5 ist bevorzugterweise an der Stelle am Teleskopschuss 1 vorgesehen, an welcher dieser im Kranbetrieb am nächstäußeren Teleskopschuss eingespannt und dabei von dessen Gleitstücken 20 kontaktiert wird. Hier ist die Belastung des Teleskopschusses 1 und demnach auch die Beulgefahr am größten. Es ist vorstellbar, die erfindungsgemäße Blechaussteifung 5 im Bereich der Einspannung bei maximal austeleskopiertem Teleskopschuss 1 vorzusehen, allerdings kann der erfindungsgemäße Teleskopschuss 1 über seine Länge hinweg auch mehrere solche Blechaussteifungen 5 für entsprechend vordefinierte Teleskopierstellungen aufweisen.
-
Anhand der 3 soll erläutert werden, welche Überlegungen hinsichtlich Beulens der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen. In beiden Abbildungen sind schematisch Beulen 8 dargestellt, wie sie beispielsweise für einen vorbestimmten Lastfall am Teleskopschuss 1 ermittelt/berechnet wurden. Die Erstreckung B einer Beule 8 in Teleskopschuss-Längsrichtung L liefert hierbei das entscheidende Maß für die zu wählende Erstreckung der Blechaussteifung 5 im Bereich der Oberschale 2. Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der Abschnitt 6 entlang der Teleskopschuss-Längsrichtung L über eine Länge hinweg, die mindestens der Erstreckung B einer Beule 8 in Teleskopschuss-Längsrichtung L entspricht, um so ein Beulen der Oberschale 2 zu verhindern.
-
Hinsichtlich des im Bereich der Unterschale 4 vorgesehenen Abschnitts 7 der Blechaussteifung 5 ist zu sagen, dass dieser sich nur etwa halb so weit in Teleskopschuss-Längsrichtung L erstreckt wie der Abschnitt 6. Bei erfindungsgemäß symmetrischer Anordnung der Abschnitte 6 und 7 ergibt sich somit eine näherungsweise „T-förmige“ Blechaussteifung 5.
-
Die 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Teleskopschuss 1 im Querschnitt. Beide seitlichen Teleskopschuss-Stege 14 und 15 weisen an ihrer neutralen Faser eine Schweißverbindung 3 auf, mittels welcher die geraden Abschnitte 12 und 13 der Oberschale 2 bzw. Unterschale verbunden sind. Hier stoßen im gezeigten Beispiel Bleche unterschiedlicher Stärke aufeinander, nämlich die vergleichsweise dicken Bleche der Unterschale 4 und die vergleichsweise dünnen Bleche der Oberschale 2. Im gezeigten Beispiel hat dies eine sich entlang der Schweißnaht 3 erstreckende Kante an den Außenseiten der Stege 14 und 15 zur Folge. Aus diesem Grund ist im gezeigten Beispiel die Blechaussteifung 5 aus zwei separaten Blechabschnitten 6 und 7 gebildet, die trotz der Kante jeweils flächig an der Teleskopschussaußenwandung 9 anliegen. So kann die Blechstärke der einzelnen Bleche 6 und 7 unabhängig voneinander gewählt werden, beispielsweise so, dass die Außenfläche der Blechaussteifung 5 plan ist. Auf diese Weise kann der bei enger Schachtelung der Teleskopschüsse zur Verfügung stehende Raum maximal ausgenutzt werden. Im gezeigten Beispiel ist die Stärke der Bleche 6 und 7 allerdings gleich.
-
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 Patentliteratur
-
- DE 8134299 U1 [0003]
- DE 202006019308 U1 [0003]
