DE2103667A1

DE2103667A1 - Hebekran

Info

Publication number: DE2103667A1
Application number: DE19712103667
Authority: DE
Inventors: Lars; Holm Lennart; Västeras Gynt (Schweden)
Original assignee: Linden Alimak AB
Current assignee: Linden Alimak AB
Priority date: 1970-01-27
Filing date: 1971-01-27
Publication date: 1971-08-05
Also published as: NO138902B; FR2077350B1; US3706285A; CH521920A; CA945515A; FR2077350A1; FI49391C; NO138902C; GB1310635A; FI49391B; SE337089B

Description

Die Erfindung,-feezieht sich auf einen Hebekran, insbesondere Baukran, mit einem frei ausladenden Ausleger auf einem Turm oder Mast, an dem eine Laufkatze mit einer Vorrichtung zum Heben und Senken von Lasten bewegt werden kann und der aus einem Gitterfachwerk mit mindestens einer oberen und mindestens einer unteren längs verlaufenden Rahmenstrebe besteht.

Ein auf einer Baustelle eingesetzter Hebekran weist üblicherweise einen Turm auf, der an seinem oberen Endstück einen

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horizontalen Ausleger oder Kranbalken trägt. Der Ausleger führt in seinem Inneren eine Laufkatze, an der ein Flaschenzug oder Drahtseile herabhängen. Eine derartige Laufkatze kann entlang des gesamten Auslegers bewegt werden und der Kran kann einen rechtwinkligen Arbeitsbereich in der vertikalen Ebene überstreichen.

Die steigende Nachfrage der Bauindustrie nach rationelleren Baumethoden führt zu einer Zunahme des Arbeitsbereiches der Baukräne und damit der Länge der Ausleger. Mit dem wachsenden horizontalen Operationsradius für einen Hebekran wird auch die Hebefähigkeit in Abhängigkeit vom Eigengewicht des Auslegers größer. Um Ausleger mit einem geringen Eigengewicht zu erhalten, wurden sie in Gitterfachwerkbauweise hergestellt, das in vielen Fällen aus hochwertigem Baustahl besteht.

Bei den herkömmlichen Kränen wird der Ausleger durch ein oder mehrere Stützglieder abgestützt, die an der äußeren Hälfte des Auslegers verankert sind.-.Das andere Ende eines derartigen Stützgliedes erstreckt sich üblicherweise' übär einen Kreuzungspunkt mitder'Verlängerung des Kranturmes hinaus, der höher als der Ausleger liegt. Eine zweite Befestigungsstelle für den Ausleger ist an der Verbindungsstelle mit dem Kranturm vorgesehen.

Die Ausleger haben üblicherweise einen rechteckigen oder dreieckigen Querschnitt, wobei an jedem Eckpunkt des Quer-

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schnittes Rahmenstreben sitzen. Die unteren und oberen Rahmenstreben sind miteinander durch vertikale Streben und diagonale Streben verbunden. Bei den bekannten Baukränen ist häufig ein und die selbe Rahmenstrebe oder Diagonalstrebe entweder Druckkräften oder Zugkräften unterworfen, und zwar unter anderem abhängig davon, ob die Laufkatze mit der Last außerhalb oder innerhalb des Punktos ist, an dem das tragende Stützglied des Auslegers mit dem Ausleger verankert ist.

Aus den bereits dargelegten Gründen ist es wünschenswert, alle Materialien im Ausleger so einzusetzen, daß eine optimale Festigkeit des Auslegers erreicht wird.Bei den bekannten Auslegernkann jedoch ein wesentliches Anwachsen des Gewichtes nicht vermieden werden, weil der Hauptteil der Gitterstreben so dimensioniert werden muß, daß die Streben in der Lage sind, Druckkräfte zu übertragen, wobei die Bruchgefahr einkalkuliert werden muß. Darüberhinaus sind die Gitterstreben in einem Ausleger der bekannten Art während des Betriebes des Kranes auch entgegengesetzten Belastungen ausge-

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setzt, nämlich sowohl Zug- auch Druckkräften, wodurch bei einem angespannten Kranbetrieb Brüche infolge Ermüdung des Strebenmaterials eintreten können» Eine Anzahl solcher Fälle sind bekannt.

Baukräne haben oft Ausleger mit einer Länge von 30 bis kO m. Es ist deshalb von entscheidender Wichtigkeit _r den Schwerpunkt des Auslegers in die Nähe des Drehzentrums zu legen, weil hierdurch nicht nur das durch das Eigengewicht verursachte

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Moment in der vertikalen Richtung, sondern auch die Wirkung des horizontal wirkenden Biegemoments reduziert wird, die durch die Trägheitskräfte des Auslegers beim Starten und Bremsen seiner Drehbewegung verursacht werden.

Wie wichtig es ist, daß der Schwerpunkt den Auslegers einen kleinen Drehradius hat, ist leicht einzusehen, wenn man bedenkt, daß alle Teile des Auslegers während des Startens und Bremsens seiner Drehbewegung Trägheitskräften ausgesetzt sind, deren Größe direkt proportional dem Produkt aus dem Eigengewicht des Teils und dem Abstand vom Zentrum der Drehbewegung ist.

Bei dem weiter unten beschriebenen Ausleger ist der Schwerpunkt enger an das Drehzentrum gelegt, als es bei den Auslegern der bekannten Art möglich ist. Darüberhinaus ist aufgrund der Konstruktion des Auslegers die gesamte Oberfläche, die der Windbelastung ausgesetzt ist, kleiner als bei den bekannlai Baukränen. Daraus folgen weitere Vorteile vom Standpurit der Dimensionierung und Verbesserungen der Betriebseigenschaften des Kranes. _f

Darüberhinaus ist der Ausleger so ausgeführt, daß e*r eine wesentlich geringere Anzahl von Streben enthält, die Druckkräften unterworfen sind. Jede Strebe in e:.nem erfindungsgemäßen Ausleger ist ausschließlich einem Typ von Belastung unterworfen, entweder Zug oder Druck, was zu einer beträchtlichen Minderung der Bruchgefahr aufgrund von Ermüdung des Materials führt.

Turmbaukräne werden in Serien produziert. Seit langem wird der Turm aus Baueinheiten zusammengesetzt. Bis heute ist

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es jedoch nicht möglich, Ausleger in gleicher V/eise aus Baueinheiten herzustellen, unter anderenT deshalb, weil bei konventionellen Auslegern die Belastung an einer Auslegerbaueinheit, die am äußeren Teil des Auslegers angeordnet ist, unterschiedlich ist gegenüber denjenigen Belastungen an einer Auslegerbaueinheit, die weiter innen am Ausleger angeordnet ist.

Ein wesentliches Kennzeichen des erfindungsgemäßen Auslegers besteht darin, daß er gänzlich ohne äußere Stützglieder aufgebaut ist.

Vom herstellungstechnischen Standpunkt ermöglicht die Erfindung große Beweglichkeit und gute Anpassung an den Markt.

Bauseitig wird oft gewünscht, den Auslege eines vorhandenen Baukranes zu verlängern. Bei den konventionellen Baukränen ist eine derartige Verlängerung nur in Ausnahmefällen möglich, weil die Belastung in demjenigen Querschnitt, der der größten Belastung unterworfen ist, das ist an der Befestigungsstelle des tragenden Stützgliedes, im Verhältnis •ψ**, der Länge des Auslegers■■: außerhalb des Stützgliedes nach der Verlängerung zu der Länge des Auslegers außerhalb des Stützgliedes vor der Verlängerung zunimmt.

Bei dem erfindungsgemäßen Ausleger befindet sich der Querschnitt, der der größten Belastung ausgesetzt ist, stets an der Befestigungsstelle am Kranturm. Infolgedessen nimmt die Belastung in diesem Querschnitt nur entsprechend dem

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Verhältnis ve« der Länge des gesamten Auslegers nach der Verlängerung zu der Länge des gesamten Auslegers vor der Verlängerung zu.

Dies führt bei einer normalen Verlängerung eines Auslegers dazu, daß die Belastung in dem gefährdetsten Querschnitt eines Auslegers der bekannten Art um ca. 40% zunimmt, während die entsprechende Belastung bei dem erfindungsgemäßen Ausleger nur um ca. 10% zunimmt.

Vom SicherheitsStandpunkt bietet die Erfindung den weiteren Vorteil, daß die Belastungsmomentgrenze, die bei allen Kränen dieser Art festgestellt und eingehalten werden muß, bei einer Änderung der Auslegerlänge nicht zurückgesetzt werden muß. Infolgedessen entfällt in derartigen Fällen eine neue Inspektion.

Der erfindungsgemäße Ausleger ist in seiner Gesamtheit so dimensioniert, daß er vertikale Lasten ohne zusätzliche Stützglieder tragen kann; dies schließt als einen weiteren Erfolg ein, daß die horizontale Biegefestigkeit des 'Auslegers wesentlich verbessert wurde gegenüber derjenigen der bekannten Ausleger.

V/eiterhin ist die Aufstellzeit eines erfindungsgemäßen Bau kranes beträchtlich geringer verglichen mit derjenigen bekannter Baukräne, da keinerlei Abspannseile oder Abstützungen des Oberteiles montiert werden müssen.

Der erfindungsgemäße Hebekran der eingangs geschilderten Art,

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bei dem die vorgenannten Nachteile der bekannten Baukräne vermieden sind und der die ebenfalls vorgenannten Vorteile aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der ohne äußere Stützglieder ausgestattete Ausleger in seiner Längsrichtung in eine Anzahl von Baueinheiten mit unterschiedlicher Tragfähigkeit unterteilt ist, wobei die Tragfähigkeit der einzelnen Baueinheiten vom freien Ende des Auslegers nach innen zu durch unterschiedliche Auslegung der Querschnittsabmessung mindestens je einer in den Baueinheiten enthal- m tenen Gitterstreben ansteigt.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die obere und die untere Rahmenstrebe jeder Baueinheit durch im wesentlichen senkrechte Streben und diagonale Streben miteinander verbunden sind, und daß die diagonalen STreben im wesentlichen in die gleiche Richtung weisen.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand -eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben Jg und erläutert. ■ ,

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Baukranes mit einem aus Baueinheiten zusammengesetzten Ausleger,

Fig. 2 die Seitenansicht einer derartigen Baueinheit, Fig. 3 die Vorderansicht einer derartigen Baueinheit und Fig. 4 die Draufsicht auf eine derartige Baueinheit.

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Der Baukran gemäß dem Ausführungsbeispiel weist einen Mast auf, der in einem Fundament 3 gesichert ist, eine Drehbasisplatte 4, einen Ausleger 5, der in diesem Fall aus fünf Baueinheiten zusammengesetzt ist, ein Gegengewicht 6, eine Windenmaschine 7, einen Motor 8 für die Schwenkbewegung des Auslegers 5, eine Laufkatze 9, einen Haken 10 und Kabel 11 zum Heben und Senken der Lasten und einen Antriebsmotor 20 für die Laufkatze 9.

Eine Baueinheit (Fig. 2 bis Fig. 4) besteht aus oberen Rahmenstreben 12 und unteren Rahmenstreben 13* die' miteinander durch senkrecht zu diesen Rahmenstreben angeordnete Streben 14 und 15 und diagonale Streben 16 und 17 verbunden sind. Sowohl die Rahmenstreben 12 und 13 als auch die Streben 14 bis 17 können aus Walzprofilen oder aus Hohlprofilen hergestellt sein. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß in dem Ausführungsbeispiel die oberen und unteren Rahmenstreben bzw. 13 aus Vierkantrohr bestehen, das e±en quadratischen oder rechteckigen Querschnitt besitzen kann. Ein wesentliches Merkmal der Baueinheit wird dar,in gesehen, daß alle diagonalen Streben 16 und 17 in der Seitenprojektion (Fig. 2) die gleiche Richtung haben.'

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Baueinheit mit rechteckigem Querschnitt. Die Erfindung erlaubt jedoch, auch Baueinheiten mit anderen Querschnitten zu verwenden, beispielsweise von dreieckiger Gestalt, wobei die Spitze des Dreieckes nach oben oder unten gerichtet sein kann. Eine Vorbedingungen ist jedoch, daß alle diagonalen Streben in der seitlichen Projektion der Baueinheit die gleiche Richtung haben.

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Die oberen Rahmenstreben 12 sind an ihren Endflächen mit Flanschen 18 versehen, an denen die Baueinheiten mittels Schrauben untereinander verbunden werden. Die unteren Rahmenstreben 13 weisen Führungsvorrichtungen auf, die aus Führungsstiften 19 bestehen, damit eine Zentrierung der einen Baueinheit mit ihrer benachbarten Baueinheit erreicht wird.

Der Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Auslegers ist einfächer als derjenige von konventionellen Auslegern, weil bei dem erstgenannten Ausleger die unteren Rahmenstreben lediglich Druckkräfte übertragen, so daß Verbindungen in der üblichen Weise nicht erforderlich sind. Was erforderlich ist, ist lediglich eine Führungsvorrichtung 19 für die Zentrierung. Das bietet den weiteren Vorteil, daß die unteren Rahmenstreben 13 an ihrer Außenseite vollständig eben sind und damit als Fahrbahn für die Laufkatze 9 dienen können.

Alle Baueinheiten für einen Ausleger* besitzen die gleichen äußeren Abmessungen, eine Vorbedingung für die Serien- W

produktion. Dadurch ist es möglich, die gleichen Produktionsbänder, die gleichen Schweißformen und anderen Einrichtungen für alle Auslegerbaueinheiten zu benutzen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bestehen alle äquivalenten Streben in den Baueinheiten, auch wenn diese unterschiedliche Tragfähigkeit be-

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sitzen sollen, aus Röhren oder anderen Hohlprofilen mit den gleichen äußeren oder inneren Abmessungen. Die unterschiedliche Tragfähigkeit der einzelten Bauelemente im Vergleich zueinander wird dadurch erzielt, daß für die Streben verschiedenartige Haterialstärken gewählt werden.

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Claims

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Ansprüche

Hebekran, insbesondere Baukran, mit einem frei ausladenden Ausleger auf einem Turm oder Mast, an dem eine Laufkatze mit einer Vorrichtung zum Heben und Senken von Lasten bewegt werden kann und der aus einem Gitterfachwerk mit mindestens einer oberen und mindestens einer unteren längs verlaufenden Rahmenstrebe besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der ohne äußere Stützglieder ausgestattete Ausleger (5) in seiner Längsrichtung in eine Anzahl von Baueinheiten mit unterschiedlicher Tragfähigkeit unterteilt ist, wobei die Tragfähigkeit der einzelnen Baueinheiten vom freien Ende des Auslegers nach innen zu durch unterschiedliche Auslegung der Querschnittsabmessung mindestens je einer in den Baueinheiten enthai-

> tenen Gitterstreben (12-17) ansteigt.
2. Hebekran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Rahmenstrebe (12 bzw. 13) jeder Baueinheit durch im wesentlichen senkrechte Streben

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(14) und diagonale Streben (16) miteinander verbunden sind, und daß die diagonalen Streben im wesentlichen in die gleiche Richtung weisen.
3. Hebekran nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Baueinheiten aus Rohren oder anderen Hohlkörpern gefertigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Streben (12-17) der Baueinheiten mit unterschiedlicher Tragfähigkeit entweder die gleichen äußeren oder die gleichen inneren Abmessungen aufweisen.
4. Hebekran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Rahmenstreben (12) der Baueinheiten an ihren beiden Endstücken mit Flanschverbindungen (18), Steckverbindungen oder anderen Verbindungen ausgestattet sind, die geeignet sind,, Zugkräfte zu übertragen, tind daß die unteren Rahmenstreben (13) mit Führungsvorrichtungen (19) versehen sind.

5· Hebekran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den unteren Rahmenstreben (13) der einzelnen Baueinheiten ein ebener Übergang besteht, so daß sie als Fahrbahn für die Laufkatze (9) benutzbar sind.

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