DE9402692U1 - Boom profile - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Auslegerprofil, insbesondere für teleskopierbare Ausleger von Kränen und Kranfahrzeugen, mit einem im wesentlichen halbkastenförmigen, oberen Abschnitt und einem mit dem oberen Abschnitt verbundenen, abgerundeten, unteren Abschnitt. Ein solches Auslegerprofil ist bereits aus der EP-O 499 208 A2 bekannt.The invention relates to a boom profile, in particular for telescopic booms of cranes and crane vehicles, with a substantially half-box-shaped upper section and a rounded lower section connected to the upper section. Such a boom profile is already known from EP-O 499 208 A2.
Die teleskopierbaren Ausleger verfügen über ein Grundteil und wenigstens ein teleskopierbares Teil, wobei die Querschnittsprofile der einzelnen Teleskopglieder zumeist in gleicher Form, aber in unterschiedlicher Größe ausgebildet sind. Am vorderen Ende des teleskopierbaren Auslegers ist im Belastungszustand eine Hebearbeit auszuführen. Diese hat zur Folge, daß der Ausleger einer Belastung als Biegeträger ausgesetzt ist, d.h., daß an der Oberseite des Auslegers Zugspannungen und an der Unterseite des Auslegers bei Belastung Druckspannungen vorherrschen.The telescopic booms have a base part and at least one telescopic part, whereby the cross-sectional profiles of the individual telescopic links are usually designed in the same shape but in different sizes. At the front end of the telescopic boom, lifting work must be carried out when the boom is under load. This means that the boom is subjected to a load as a bending beam, i.e. that tensile stresses prevail on the top of the boom and compressive stresses prevail on the bottom of the boom when the boom is under load.
Teleskopierbare Ausleger besitzen vorherrschend Rechteckprofile, da die Rechteckform besonders gut zur Übertragung von Querkräften zwischen den einzelnen Teleskopgliedern und auch zur Aufnahme unterschiedlicher Biegemomente geeignet ist. Die Forderung nach Gewichtsersparnis führte zu besonders dünnwandig dimensionierten Rechteckprofilen, die sich jedoch dann nicht mehr als hinreichend belastbar erwiesen haben. Insbesondere sind bei dünnwandigen Rechteckprofilen an der Unterseite, aber auch in den Mittenbereichen der Seitenabschnitte unerwünschte Ausbeulungen aufgetreten.Telescopic booms predominantly have rectangular profiles, as the rectangular shape is particularly well suited to the transfer of transverse forces between the individual telescopic links and also to the absorption of different bending moments. The demand for weight savings led to rectangular profiles with particularly thin walls, which, however, no longer proved to be sufficiently resilient. In particular, undesirable bulging occurred on the underside of thin-walled rectangular profiles, but also in the middle areas of the side sections.
Diesen unerwünschten Ausbeulungen versuchte man dadurch zu begegnen, daß man an den besonders beulungsgefährdeten Profilbereichen aussteifende Verstärkungsbleche aufgeschweißt hat. Derartige Verstärkungsbleche erhöhen jedoch nicht nurAttempts were made to counteract these undesirable bulges by welding stiffening reinforcement plates onto the profile areas that were particularly susceptible to bulging. However, such reinforcement plates not only increase
das Gesamtgewicht des teleskopierbaren Auslegers, sondern auch die Querschnittsdicke jedes Teleskopteils, so daß die Forderung, möglichst viele Teleskopglieder auf kleinstem Bauraum zu integrieren, nicht gelöst werden kann, wenn aufgeschweißte Verstärkungsbleche benutzt werden.the total weight of the telescopic boom, but also the cross-sectional thickness of each telescopic part, so that the requirement to integrate as many telescopic links as possible in the smallest possible installation space cannot be met if welded-on reinforcing plates are used.
Die gattungsgemäßen Auslegerprofile haben halbkreisförmige untere Abschnitte oder halbelliptische untere Abschnitte. Diese bekannten Auslegerprofile besitzen eine recht gute Beulfestigkeit in ihrem unteren Abschnitt, verfügen jedoch über ein vergleichsweise geringes Widerstandsmoment gegen Biegung unter Belastung.The generic cantilever profiles have semicircular lower sections or semi-elliptical lower sections. These well-known cantilever profiles have a fairly good dent resistance in their lower section, but have a comparatively low section modulus against bending under load.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Auslegerprofil der eingangs genannten Gattung bereitzustellen, bei welchem die Neigung zum Ausbeulen verringert ist und die Steifigkeit vor allem im unteren und unteren seitlichen Profilbereich den Belastungserfordernissen eines Teleskopauslegers besser angepaßt ist.The invention is therefore based on the object of providing an improved boom profile of the type mentioned at the beginning, in which the tendency to bulge is reduced and the rigidity, especially in the lower and lower lateral profile area, is better adapted to the load requirements of a telescopic boom.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.This object is solved by the invention specified in claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Auslegerprofils sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and preferred embodiments of the boom profile according to the invention are specified in the subclaims.
Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß die Beulempfindlichkeit des unteren Profilbereiches deutlich herabgesetzt ist, da in diesem Bereich wenigstens ein abgerundeter Wandabschnitt und ein ebener Wandungsabschnitt vorhanden sind. In dem wenigstens einen kreisbogenförmigen Wandungsabschnitt des unteren Profilbereiches kann die Belastung sowohl durch Normalspannungen als auch durch Schubspannungen,The technical progress that can be achieved with the help of the invention is primarily to be seen in the fact that the buckling sensitivity of the lower profile area is significantly reduced, since in this area there is at least one rounded wall section and one flat wall section. In the at least one circular wall section of the lower profile area, the load can be carried by both normal stresses and shear stresses,
die alle in der Schalenfläche verlaufen, abgetragen werden. Diese Komponente der Lastabtragung, die in einer abgerundeten, schalenförmigen Konstruktionsweise begründet ist, ist unter der Bezeichnung "Membranspannungszustand" bekannt. Grundsätzlich läßt sich ein solcher Membranspannungszustand schaffen durch kontinuierlichen Übergang aus dem ebenen Profilbereich in einen gerundeten Bereich, ohne abrupten Übergang. Auch im Überlappungsbereich zwischen zwei Telegliedern werden bevorzugterweise kontinuierliche Übergänge aus ebenen Profilbereichen in gerundete Profilbereiche vorgesehen, um den Membranspannungszustand zu erreichen.which all run in the shell surface. This component of load transfer, which is based on a rounded, shell-shaped design, is known as the "membrane stress state". In principle, such a membrane stress state can be created by a continuous transition from the flat profile area to a rounded area, without an abrupt transition. In the overlap area between two telescopic members, continuous transitions from flat profile areas to rounded profile areas are also preferably provided in order to achieve the membrane stress state.
Zusätzlich wird durch den wenigstens einen ebenen Wandungsabschnitt mit abnehmender Neigung zum Ausbeulen der benachbarte, abgerundete Abschnitt in seiner seitlichen Ausdehnung herabgesetzt. Dieses hat zur Folge, daß sich mehr Massepunkte des unteren Profilabschnittes seitlich unten befinden, also näher zu den unteren Ecken eines gedachten herkömmlichen Rechteckprofiles liegen und somit dem Gesamtprofil zusätzlich ein großes Widerstandsmoment gegen Verbiegen zu eigen ist. Ferner erlaubt es das erfindungsgemäße Auslegerprofil, durch die entsprechende Wahl des eingeschlossenen Winkels zwischen dem abgerundeten, unteren Profilabschnitt und einer seitlichen, schrägen Abkantung bzw. zwischen der seitlichen, schrägen Abkantung und dem zum Obergurt gehörenden, seitlichen Vertikalsteg die Anfälligkeit des seitlichen Vertikalsteges gegenüber Ausbeulen herabzusetzen.In addition, the adjacent, rounded section is reduced in its lateral extent by the at least one flat wall section with a decreasing tendency to bulge. This means that more mass points of the lower profile section are located at the bottom, i.e. closer to the lower corners of an imaginary conventional rectangular profile, and thus the overall profile also has a large moment of resistance to bending. Furthermore, the cantilever profile according to the invention allows the susceptibility of the lateral vertical web to bulging to be reduced by the appropriate selection of the included angle between the rounded, lower profile section and a lateral, slanted edge or between the lateral, slanted edge and the lateral vertical web belonging to the upper flange.
Beim erfindungsgemäßen Auslegerprofil ist der obere Abschnitt (Obergurt) halbkastenförmig ausgebildet. Durch diese Gestaltung ist eine besonders vorteilhafte Form des Profils in bezug auf die Ausnutzung des maximal möglichen Widerstandsmomentes gegen Biegung gegeben. Da im oberen Profilbereich des Auslegers Zugbeanspruchungen vorherrschen, muß im oberen, halbkastenförmigen Profilbereich nicht mit dem Auf-In the boom profile according to the invention, the upper section (upper flange) is designed in a half-box shape. This design provides a particularly advantageous shape of the profile in terms of the use of the maximum possible section moment against bending. Since tensile stresses predominate in the upper profile area of the boom, the upper, half-box-shaped profile area does not have to be used for the
treten unerwünschter Ausbeulungen gerechnet werden.unwanted bulging can be expected.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Auslegerprofils ergeben sich durch die Möglichkeit einer besonders einfachen und wirtschaftlichen Fertigung. Das Profil wird durch Zusammenfügen von zwei Halbschalen, nämlich von Obergurt und Untergurt hergestellt. Der Obergurt wird in herkömmlicher Weise durch Abkanten gefertigt. Beim Untergurt wird der wenigste eine runde Abschnitt durch polygonzugartiges Abkanten geformt. Die seitlichen Abkantungen werden durch ein anschließendes zweimaliges Abkanten erreicht, wodurch der untere Bereich des Auslegerprofils vorteilhafterweise recht unempfindlich ist gegen fertigungstechnische Unzulänglichkeiten, vor allem hinsichtlich Maßabweichungen am unteren Biegeradius. Sind Maßabweichungen aufgetreten, so lassen sich diese durch geeignete Wahl des Winkels zwischen der seitlich schrägen Abkantung und dem anschließenden abgerundeten Abschnitt auf einfache Weise ausgleichen. Somit ist die gewünschte Breite des Untergurtes exakt einhaltbar und an die Breite des Obergurtes angleichbar.Further advantages of the boom profile according to the invention result from the possibility of particularly simple and economical production. The profile is produced by joining two half shells, namely the upper chord and the lower chord. The upper chord is produced in the conventional way by bending. In the lower chord, the least round section is formed by polygonal bending. The side bends are achieved by subsequently bending twice, whereby the lower area of the boom profile is advantageously quite insensitive to manufacturing deficiencies, especially with regard to dimensional deviations at the lower bending radius. If dimensional deviations have occurred, these can be easily compensated by choosing the appropriate angle between the side slanted bend and the subsequent rounded section. This means that the desired width of the lower chord can be precisely maintained and adjusted to the width of the upper chord.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Auslegerprofils, bei welchen im unteren Profilbereich einander gegenüberliegende, ebene Abkantungen in den Seitenabschnitten und zudem ein die vertikale Schwerachse schneidender Horizontalsteg vorgesehen sind, sind die Vorteile des Rechteckprofils und die Vorteile des Rundprofils besonders glücklich miteinander kombiniert worden.In the preferred embodiments of the cantilever profile according to the invention, in which opposing, flat folds in the side sections and also a horizontal web intersecting the vertical center of gravity are provided in the lower profile area, the advantages of the rectangular profile and the advantages of the round profile have been combined particularly successfully.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:The invention is described in more detail below using exemplary embodiments and with reference to the drawing. In this drawing:
Figuren 1 bis 8 in Form von schematisierten Querschnitten durch Teleskopausleger, acht verschiedeneFigures 1 to 8 in the form of schematic cross-sections through telescopic booms, eight different
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Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Auslegerprofilen.Embodiments of cantilever profiles according to the invention.
Bei allen nachfolgend im einzelnen beschriebenen Ausführungsformen ist der Obergurt, d.h. der obere Teilbereich des Auslegerprofiles, im wesentlichen gleich geformt. Der Obergurt ist gebildet aus einem oberen, horizontalen ebenflächigen Stegabschnitt, der mittels um 90° nach unten abgewinkelten, abgerundeten Ecken schenkelartig und beiderseits des oberen Stegabschnittes in zwei vertikale, ebenflächige Stegabschnitte überführt ist. Die verschiedenen Ausführungsformen unterscheiden sich in der seitlichen Länge der Obergurt-Vertikalstege und in der Ausbildung der sich an den unteren Enden der Vertikalstege anschließenden unteren abgerundeten Abschnitte des Gesamtprofiles.In all the embodiments described in detail below, the upper chord, i.e. the upper part of the boom profile, is essentially the same shape. The upper chord is formed from an upper, horizontal, flat web section, which is converted into two vertical, flat web sections on both sides of the upper web section by means of rounded corners angled downwards by 90°. The various embodiments differ in the lateral length of the upper chord vertical webs and in the design of the lower, rounded sections of the overall profile that adjoin the lower ends of the vertical webs.
Die sich in allen Figuren über das Gesamtprofil erstreckenden, strichpunktierten, vertikalen und horizontalen Linien entsprechen jeweils der vertikalen Schwerachse Iy bzw. der horizontalen Schwerachse Ix, die durch Flächenträgheitsberechnungen bestimmt sind. Zusätzlich sind sämtliche Ausführungsformen derart ausgebildet, daß die vertikale Schwerachse Iy auch als Spiegelachse dient. D.h., die linken und rechten Auslegerprofilseiten sind spiegelbildlich in bezug auf die vertikale Achse Iy ausgebildet. Allen Ausführungsformen ist weiterhin ein zum Gesamtprofil nach innen eingeschlossener Winkel &agr; zwischen Obergurt-Vertikalsteg und einer benachbarten seitlich schrägen Abkantung, der im Bereich von 135 bis 180° liegt, gemeinsam. Spiegelsymmetrisch zur vorherrschend beschriebenen linksseitigen Profilhälfte ist eine rechtsseitige Profilhälfte ausgebildet.The dash-dotted vertical and horizontal lines extending over the entire profile in all figures correspond to the vertical axis of gravity Iy and the horizontal axis of gravity Ix, respectively, which are determined by area inertia calculations. In addition, all embodiments are designed in such a way that the vertical axis of gravity Iy also serves as a mirror axis. This means that the left and right boom profile sides are mirror images of the vertical axis Iy. All embodiments also have an angle α between the upper chord vertical web and an adjacent side slanted edge, which is in the range of 135 to 180° and is enclosed inwards with respect to the overall profile. A right-hand profile half is designed to be mirror-symmetrical to the left-hand profile half described above.
Gemäß einem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist der zum Obergurt gehörende, seitliche Vertikalsteg mit einer seitlich schrägen, ebenen Abkantung 15 der LängeAccording to a first embodiment shown in Fig. 1, the lateral vertical web belonging to the upper chord is provided with a laterally inclined, flat bevel 15 of length
X1, die nach unten zur vertikalen Schwerachse Iy geneigt ist, fortgesetzt. Vorzugsweise ist die Abkantung auf einer Höhe des VertikalSteges derart angeordnet, daß sich die Abkantung mit der horizontalen Schwerachse Ix überschneidet. Am unteren Ende der Abkantung schließt sich ein Kreisbogenabschnitt 16 mit dem Radius R1 und dem Mittelpunkt Kl an. Schließlich ist am unteren horizontalen Auslauf des Kreisbogens 16 ein unterer horizontaler Stegabschnitt 17 mit der Länge M1 angeordnet. Dieser untere horizontale Stegabschnitt 17 verbindet die unteren Enden des linksseitigen Kreisbogenabschnitts 16 und eines rechtsseitigen, spiegelsymmetrischen Kreisbogenabschnittes 16', dessen Mittelpunkt mit KIl bezeichnet ist.X 1 , which is inclined downwards to the vertical center of gravity Iy. Preferably, the bevel is arranged at a height of the vertical web such that the bevel overlaps the horizontal center of gravity Ix. At the lower end of the bevel there is a circular arc section 16 with the radius R 1 and the center point Kl. Finally, at the lower horizontal outlet of the circular arc 16 there is a lower horizontal web section 17 with the length M 1. This lower horizontal web section 17 connects the lower ends of the left-hand circular arc section 16 and a right-hand, mirror-symmetrical circular arc section 16', the center point of which is designated KIl.
Die beiden Enden des unteren Horizontalabschnittes 17 gehen tangential in die angrenzenden Kreisbogenabschnitte 16 und 16' über. Die Mittelpunkte Kl und KIl der beiden Kreisbogenabschnitte 16 und 16' sind beide in gleicher Weise von den Schwerachsen Iy und Ix beabstandet, wobei die beiden Mittelpunkte zu beiden Seiten der vertikalen Schwerachse Iy und jeweils unterhalb der horizontalen Schwerachse Ix vorgesehen sind. Der Mittelpunkt Kl liegt senkrecht oberhalb des linksseitigen Endes des Horizontalsteges 17 und der Mittelpunkt KIl liegt senkrecht oberhalb des rechtsseitigen Endes des Horizontalsteges 17. Folglich ist die Länge Ml gleich dem Abstand der Mittelpunkte Kl und KIl voneinander. Entsprechendes gilt jeweils für die Lage der Radiusmittelpunkte sowie für deren Abstand voneinander und die Länge der unteren Horizontalstege bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 2, 3 und 8.The two ends of the lower horizontal section 17 merge tangentially into the adjacent circular arc sections 16 and 16'. The center points Kl and KIl of the two circular arc sections 16 and 16' are both equally spaced from the axes of gravity Iy and Ix, with the two center points being provided on both sides of the vertical axis of gravity Iy and below the horizontal axis of gravity Ix. The center point Kl is located vertically above the left-hand end of the horizontal web 17 and the center point KIl is located vertically above the right-hand end of the horizontal web 17. Consequently, the length Ml is equal to the distance between the center points Kl and KIl. The same applies to the position of the radius centers as well as their distance from one another and the length of the lower horizontal webs in the embodiments according to Figures 2, 3 and 8.
Ein besonderer Vorteil dieses Auslegerprofiles gemäß Fig. 1 ist darin zu sehen, daß viele Massepunkte des unteren Profilabschnittes einen großen Abstand zur Schwerachse Iy aufweisen und somit ein großes Widerstandsmoment gegen BiegungA particular advantage of this boom profile according to Fig. 1 is that many mass points of the lower profile section are a large distance from the center of gravity Iy and thus have a large moment of resistance against bending
um die Biegeachse Ix gewährleistet ist. Ferner ist eine vorteilhafte Krafteinleitung in den unteren Profilabschnitt gegeben, da an den gerundet ausgebildeten Krafteinleitungsstellen die Membranwirkung zum Tragen kommen kann. Schließlich ist eine weitere, den Anwenderwünschen angemessene Optimierung der Empfindlichkeit des seitlichen, dem Obergurt zugeordneten Vertikalsteges gegen Ausbeulen durch Variation der Länge der Bogenabschnitte 16 und 16' und der Länge x., der schrägen Abkantung 15 möglich.around the bending axis Ix is ensured. Furthermore, an advantageous force introduction into the lower profile section is provided, since the membrane effect can come into effect at the rounded force introduction points. Finally, a further optimization of the sensitivity of the lateral vertical web assigned to the upper chord to buckling, appropriate to the user's wishes, is possible by varying the length of the curved sections 16 and 16' and the length x., of the oblique bend 15.
Eine zweite Ausführungsform des Auslegerprofiles ist in Fig. 2 dargestellt. An das untere Ende des dem Obergurt zugeordneten Vertikalsteges schließt sich hierbei nicht unmittelbar eine seitlich schräge, ebene Abkantung 25 mit der Länge X2 an (vgl. Fig. 1). Vielmehr sind der Vertikalsteg und die Abkantung 25 über eine Abrundung 28 miteinander derart verbunden, daß keine Abknickkante gegeben ist. Anschließend ist am unteren Ende der seitlichen, schrägen Abkantung 25 ein Kreisbogenabschnitt 2 6 mit dem Radius R- angeordnet. Die Mittelpunkte K2 (linksseitig) und K22 (rechtsseitig) der Kreisbogenabschnitte 26 (linksseitig) und 26' (rechtsseitig) sind zu den Schwerachsen Iy, Ix derart angeordnet, daß deren Abstände zu beiden Schwerachsen gleich sind. Die beiden Kreisbogenabschnitte 26 und 26' sind mit Hilfe eines ebenen Horizontalsteges 27 miteinander verbunden. Die Länge des Horizontalsteges 27 ist mit M2 bezeichnet. Die Länge M2 entspricht dem Abstand der Mittelpunkte K2 und K22 voneinander.A second embodiment of the boom profile is shown in Fig. 2. The lower end of the vertical web assigned to the upper chord is not directly connected to a laterally inclined, flat fold 25 with the length X 2 (cf. Fig. 1). Rather, the vertical web and the fold 25 are connected to one another via a rounded portion 28 in such a way that there is no kinked edge. Then, at the lower end of the lateral, inclined fold 25, a circular arc section 2 6 with the radius R- is arranged. The center points K 2 (left side) and K 22 (right side) of the circular arc sections 26 (left side) and 26' (right side) are arranged in relation to the centroid axes Iy, Ix in such a way that their distances from both centroid axes are the same. The two circular arc sections 26 and 26' are connected to one another by means of a flat horizontal web 27. The length of the horizontal web 27 is designated M 2. The length M 2 corresponds to the distance between the centers K2 and K22.
In vorteilhafter Weise bestehen bei der Ausführungsform nach Fig. 2 große Variationsmöglichkeiten der Längen X2 und M2 der ebenen Abschnitte 25 und 27 durch Veränderung der Parameter M2, R2, X2 und des Radius des Bogens 28. Weiterhin weist das in Fig. 2 dargestellte Auslegerprofil keine Knickkanten auf, da sich an gerade (ebene) Abschnitte stets gerundete Abschnitte mit tangentialen Übergängen anschließen.Advantageously, in the embodiment according to Fig. 2, there are large possibilities for variation of the lengths X 2 and M 2 of the flat sections 25 and 27 by changing the parameters M 2 , R 2 , X 2 and the radius of the curve 28. Furthermore, the boom profile shown in Fig. 2 has no kinked edges, since straight (flat) sections are always followed by rounded sections with tangential transitions.
Somit ergeben sich praktisch keine Momente aus Umfangsspannungen. Die Erzeugung von Membranspannungen, vor allem in den gerundeten Abschnitten 26 und 26' gewährleistet eine vorteilhafte Einleitung der Querkräfte in diese gerundeten Abschnitte. Ferner ist eine erhöhte Steifigkeit des Profiles zur Schwerachse Iy durch die Länge M2 des unteren Horizontalsteges 27, da die Massepunkte dieser Streckenlänge M2 mit sehr hoher Gewichtung (dritte Potenz) in die Steifigkeitsberechnung eingehen.This means that there are practically no moments from circumferential stresses. The generation of membrane stresses, especially in the rounded sections 26 and 26', ensures that the transverse forces are introduced advantageously into these rounded sections. Furthermore, the stiffness of the profile relative to the center of gravity Iy is increased by the length M 2 of the lower horizontal web 27, since the mass points of this section length M 2 are included in the stiffness calculation with a very high weighting (third power).
Eine dritte Ausführungsform des Auslegerprofils (gemäß Fig. 3) ist von der zweiten Ausführungsform abgeleitet. Ein erster Unterschied besteht darin, daß der abgerundete Bereich 28 bei der zweiten Ausführungsform die horizontale Schwerachse Ix kreuzt, währenddessen ein ähnlicher abgerundeter Abschnitt 38 der dritten Ausführungsform erst unterhalb der horizontalen Schwerachse Ix angesetzt ist. Ferner sind zwar die links- bzw. rechtsseitigen Kreismittelpunkte K3 und K33 der links- bzw. rechtsseitigen Kreisbogenabschnitte 3 6 und 36' zwar ähnlich wie in Fig. 2 unterhalb der horizontalen Schwerachse Ix angeordnet, jedoch sind diese Mittelpunkte K3, K33 so positioniert, daß ihre Abstände von der horizontalen Schwerachse Ix kürzer sind als von der vertikalen Schwerachse Iy. Ansonsten weist die sich nach unten an den Obergurt-Vertikalabschnitt anschließende, seitlich schräge Abkantung 35 die Länge X3, der Bogenabschnitt 3 6 (bzw. 36') den Radius R3 und der horizontale, ebene Stegabschnitt 37 die Länge M3 auf. Der ebene Abschnitt 37 verbindet die links- und rechtsseitigen, abgerundeten Abschnitte 36 und 36' miteinander. Die Länge M3 entspricht dem Abstand der Mittelpunkte K3 und K33 voneinander.A third embodiment of the boom profile (according to Fig. 3) is derived from the second embodiment. A first difference is that the rounded area 28 in the second embodiment crosses the horizontal center of gravity Ix, whereas a similar rounded section 38 of the third embodiment is only attached below the horizontal center of gravity Ix. Furthermore, although the left and right-hand circle centers K 3 and K 33 of the left and right-hand circular arc sections 3 6 and 36' are arranged below the horizontal center of gravity Ix in a similar way to Fig. 2, these centers K 3 , K 33 are positioned so that their distances from the horizontal center of gravity Ix are shorter than from the vertical center of gravity Iy. Otherwise, the laterally inclined bevel 35 adjoining the upper chord vertical section has the length X 3 , the curved section 3 6 (or 36') has the radius R 3 and the horizontal, flat web section 37 has the length M 3 . The flat section 37 connects the left and right-hand rounded sections 36 and 36' with each other. The length M 3 corresponds to the distance between the centers K3 and K33.
Ein besonderer Vorteil der dritten Ausführungsform (Fig. 3) ist ein großes Widerstandsmoment gegen die (Biege-)Achse Ix, da große Teile der Massepunkte des unteren Abschnittes re-A particular advantage of the third embodiment (Fig. 3) is a large section modulus against the (bending) axis Ix, since large parts of the mass points of the lower section re-
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lativ weit von der Schwerachse Iy entfernt liegen. Weiterhin ist eine vorteilhafte Krafteinleitung in die Bogenabschnitte 36 und 36' aufgrund deren Membranwirkung gegeben. Ferner ist keine Bildung von Momenten an der Übergangsstelle zwischen dem Abschnitt 38 und dem nach oben angrenzenden vertikalen Stegabschnitt des Obergurtes 34 zu erwarten. Da keine Knickkante zwischen diesen beiden Abschnitten ausgebildet ist, können durch radiales Einleiten von Kräften erzeugte Umfangsspannungen im wesentlichen keine entsprechenden Momente zur Folge haben. Somit ist eine geringe Neigung des unteren horizontalen Stegabschnittes 37 zum Ausbeulen gegeben. Das Beulverhalten im Bereich des seitlichen Vertikalsteges ist durch die Länge X3 der ebenen, seitlich schrägen Abkantung 35 beeinflußbar. Im wesentlichen vereint die dritte Ausführungsform in sich die Vorteile der beiden vorangegangenen Ausführungsformen.relatively far away from the center of gravity Iy. Furthermore, an advantageous introduction of forces into the curved sections 36 and 36' is provided due to their membrane effect. Furthermore, no formation of moments is to be expected at the transition point between the section 38 and the vertical web section of the upper flange 34 adjacent to the top. Since no bending edge is formed between these two sections, circumferential stresses generated by radial introduction of forces can essentially not result in corresponding moments. This means that the lower horizontal web section 37 has a low tendency to bulge. The buckling behavior in the area of the lateral vertical web can be influenced by the length X 3 of the flat, laterally inclined bevel 35. Essentially, the third embodiment combines the advantages of the two previous embodiments.
Eine in Fig. 4 dargestellte vierte Ausführungsform des Auslegerprofils sieht zunächst ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel im Anschluß an den Obergurt-Vertikalabschnitt eine seitlich schräge, ebene Abkantung 45 mit der Länge X4 vor, die die horizontale Schwerachse Ix schneidet. Ähnlich wie in den vorangegangenen drei Ausführungsformen ist die Abkantung identisch mit der Tangente, die am oberen Ende des sich nach unten anschließenden Bogenabschnittes 46 gebildet ist, d.h., es ist unterhalb der Abkantung 45, wie in den vorangegangenen drei Ausführungsformen ebenso, keine Knickkante vorhanden. Der Bogenabschnitt 46 mit dem Radius R4 verbindet nunmehr die linke Abkantung 45 mit der rechten Abkantung 45' des Auslegerprofiles. Der Mittelpunkt K4 des Bogenabschnittes 46 ist oberhalb der horizontalen Schwerachse Ix, aber auf der vertikalen Schwerachse Iy, vorgesehen. Gegebenenfalls kann der Bogenradius des Bogenabschnittes 46 unmittelbar benachbart zu den Abkantungen 45, 45' kleiner als R4 sein, so daß der gesamte Bogen 46 aus drei Einzelbö-A fourth embodiment of the boom profile shown in Fig. 4 initially provides, similar to the first embodiment, a laterally inclined, flat bevel 45 with the length X 4 following the upper chord vertical section, which intersects the horizontal center of gravity Ix. Similar to the previous three embodiments, the bevel is identical to the tangent formed at the upper end of the curved section 46 adjoining downwards, i.e. there is no kinked edge below the bevel 45, as in the previous three embodiments. The curved section 46 with the radius R 4 now connects the left bevel 45 with the right bevel 45' of the boom profile. The center point K 4 of the curved section 46 is provided above the horizontal center of gravity Ix, but on the vertical center of gravity Iy. If necessary, the radius of the arc section 46 immediately adjacent to the bends 45, 45' can be smaller than R 4 , so that the entire arc 46 consists of three individual arcs.
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gen zusammengesetzt ist.genes.
In vorteilhafter Weise verhindern die tangentialen Übergänge zwischen der schrägen Abkantung 45 und dem Bogenabschnitt eine Momentenbildung infolge von Umfangsspannungen. Diese Ausführungsform erlaubt es, die Höhe des zum Obergurt gehörenden Vertikalsteges und damit dessen Beulverhalten durch Variation des Radius des Bogens 46, der an der Abkantung 45 vorliegt, sowie die durch diesen Radius bedingte Bogenlänge und durch Variation der Streckenlänge X4 der Abkantung 45 nach den jeweiligen statischen Erfordernissen zu bestimmen. Bei Bildung des Bogenabschnittes 46 mit zwei unterschiedlichen Radien ergibt sich ein besonders günstiges Beulverhalten im unteren Profilabschnitt 43.The tangential transitions between the oblique bend 45 and the arched section advantageously prevent the formation of moments as a result of circumferential stresses. This embodiment allows the height of the vertical web belonging to the upper chord and thus its buckling behaviour to be determined by varying the radius of the arch 46 present at the bend 45, as well as the arch length determined by this radius and by varying the length X 4 of the bend 45 according to the respective static requirements. When the arched section 46 is formed with two different radii, a particularly favourable buckling behaviour is achieved in the lower profile section 43.
Eine fünfte Ausführungsform des Auslegerprofils ist in Fig. 5 dargestellt. Die sich an den zum Obergurt gehörenden Vertikalsteg nach unten anschließende seitlich schräge, ebene Abkantung 55 ist in diesem Falle unterhalb der horizontalen Schwerachse Ix angeordnet. Die Abkantung weist die Länge X5 auf. Das untere Ende dieser linksseitigen Abkantung 55 ist durch einen Bogenabschnitt 56 mit dem unteren Ende einer spiegelsymmetrischen, rechtsseitigen, ebenen Abkantung 55' verbunden. Der Bogenabschnitt 56 weist einen Radius R5 auf, und der zugehörige Kreisbogenmittelpunkt K5 ist ähnlich wie im vierten Ausführungsbeispiel oberhalb der horizontalen Schwerachse Ix und die Vertikalachse Iy schneidend angeordnet. A fifth embodiment of the boom profile is shown in Fig. 5. The laterally inclined, flat bevel 55, which adjoins the vertical web belonging to the upper chord, is in this case arranged below the horizontal center of gravity Ix. The bevel has the length X 5. The lower end of this left-hand bevel 55 is connected by an arc section 56 to the lower end of a mirror-symmetrical, right-hand, flat bevel 55'. The arc section 56 has a radius R 5 and the associated circular arc center point K 5 is arranged above the horizontal center of gravity Ix and intersecting the vertical axis Iy, similar to the fourth embodiment.
Ein relativ großer Radius R5 des Bogenabschnittes 56 gewährleistet ein großes Widerstandsmoment des Auslegers gegen Biegung gegen die horizontale Achse Ix. Dadurch, daß bei dieser fünften Ausführungsform die Unterseite des Auslegerprofils weitgehend in rundlicher Form ausgebildet ist, ist eine besonders geringe Beulneigung gegeben. Die WinkellageA relatively large radius R 5 of the curved section 56 ensures a large moment of resistance of the boom against bending against the horizontal axis Ix. The fact that in this fifth embodiment the underside of the boom profile is largely rounded means that there is a particularly low tendency to buckling. The angular position
und die Länge X5 im Krafteinleitungsbereich der Abkantungen 55 können flexibel nach den Anwendererfordernissen bezüglich der seitlichen und seitlich unteren Empfindlichkeit gegen Ausbeulen bestimmt werden.and the length X 5 in the force introduction area of the bends 55 can be flexibly determined according to the user requirements with regard to the lateral and lateral lower sensitivity to bulging.
Die sechste Ausführungsform des Auslegerprofiles nach Fig. stellt eine Variation der fünften Ausführungsform dar. Der wesentliche Unterschied liegt darin, daß ein größerer Radius Rg (vgl. hierzu Radius R5 des Kreisbogenabschnittes 56 bei der fünften Ausführungsform) für einen Kreisbogenabschnitt 66 gewählt wurde. Dementsprechend ist der zugehörige Kreisbogenmittelpunkt K6 deutlich höher oberhalb der Schwerachse Ix auf der Vertikalachse Iy angeordnet, ist der zum Obergurt gehörende Vertikalsteg 64, insbesondere unterhalb der Schwerachse Ix, verlängert ausgeführt und ist die seitliche Abkantung 65 zwischen dem Vertikalsteg 64 und dem Bogenabschnitt 66 stärker zur vertikalen Schwerachse Iy geneigt.The sixth embodiment of the boom profile according to Fig. represents a variation of the fifth embodiment. The essential difference is that a larger radius Rg (cf. radius R 5 of the circular arc section 56 in the fifth embodiment) was selected for a circular arc section 66. Accordingly, the associated circular arc center point K 6 is arranged significantly higher above the center of gravity Ix on the vertical axis Iy, the vertical web 64 belonging to the upper chord is extended, in particular below the center of gravity Ix, and the lateral bevel 65 between the vertical web 64 and the arc section 66 is inclined more strongly to the vertical center of gravity Iy.
Die Vorteile dieser sechsten Ausführungsform unterscheiden sich von denen, die bereits für die fünfte Ausführungsform angegeben wurden, lediglich in der Intensität.The advantages of this sixth embodiment differ from those already stated for the fifth embodiment only in intensity.
Eine siebte Ausführungsform des Auslegerprofils zeigt Fig. 7. Hierbei ist auf seitlich schrägen Abkantungen ganz verzichtet worden. Statt dessen ist der zum Obergurt gehörende Vertikalsteg unmittelbar in den Bogenabschnitt 76 übergeführt. Vorzugsweise ist der Übergang Vertikalsteg/Bogenabschnitt im wesentlichen auf Höhe der horizontalen Schwerachse Ix angeordnet. Der linksseitige Bogenabschnitt 76 weist einen Radius R7 auf mit einem Kreisbogenmittelpunkt K7 im Schnittpunkt der beiden Schwerachsen. Vorzugsweise entspricht der Radius R7 im wesentlichen dem Abstand zwischen der vertikalen Schwerachse Ix und dem zum Obergurt gehörenden Vertikalsteg 74. Die beiden Bogenabschnitte 76 und 76' sind über einen unteren horizontalen,A seventh embodiment of the boom profile is shown in Fig. 7. Here, lateral bevels have been completely dispensed with. Instead, the vertical web belonging to the upper chord is transferred directly into the arched section 76. Preferably, the transition between the vertical web and the arched section is arranged essentially at the level of the horizontal center of gravity Ix. The left-hand arched section 76 has a radius R 7 with a circular arc center point K7 at the intersection of the two center of gravity axes. Preferably, the radius R 7 corresponds essentially to the distance between the vertical center of gravity Ix and the vertical web 74 belonging to the upper chord. The two arched sections 76 and 76' are connected by a lower horizontal,
ebenen Stegabschnitt 77 miteinander verbunden. Der Stegabschnitt 77 weist die Länge M4 auf. In bevorzugter Ausbildung ist der Übergang zwischen Kreisbogenabschnitt 76 und Stegabschnitt 77 derart gestaltet, daß mittels eines Übergangsbogens mit kleinem Radius keine Knickkante ausgebildet ist.flat web section 77. The web section 77 has the length M 4. In a preferred embodiment, the transition between the circular arc section 76 and the web section 77 is designed in such a way that no kink edge is formed by means of a transition arc with a small radius.
In vorteilhafter Weise stellt die siebte Ausführungsform ein großes Widerstandsmoment gegen Biegung gegen die Achse Ix bereit, da ein Großteil der Massepunkte des unteren Profilabschnittes einen großen Abstand zur vertikalen Schwerachse Iy aufweist. Die gerundeten Abschnitte gewährleisten infolge der Membranwirkung eine besonders günstige Krafteinleitung in das Gesamtprofil. Weiterhin treten im wesentlichen keine Momente im Übergangsbereich zu den seitlichen Vertikalstegen auf, da die Umfangsspannungen des Bogenabschnittes 76 bzw. 76'direkt bzw. tangential in die Vertikalstege eingeleitet werden.The seventh embodiment advantageously provides a large moment of resistance against bending against the axis Ix, since a large proportion of the mass points of the lower profile section are at a large distance from the vertical center of gravity Iy. The rounded sections ensure a particularly favorable introduction of force into the overall profile due to the membrane effect. Furthermore, essentially no moments occur in the transition area to the lateral vertical webs, since the circumferential stresses of the curved section 76 or 76' are introduced directly or tangentially into the vertical webs.
Eine achte Ausführungsform ist in Figur 8 dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht weitgehend der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform, hat jedoch keinerlei seitlich schräge Abkantungen. An die unteren Enden der dem Obergurt zugeordneten Vertikalstege schließen sich linksseitig ein Kreisbogenabschnitt 86 mit dem Radius R8 und rechtsseitig ein Kreisbogenabschnitt 86' mit gleichfalls dem Radius R8 an. Zwischen den beiden Kreisbogenabschnitten 86 und 86' liegt ein unterer Horizontalabschnitt 87 mit der vergleichbar großen Länge M5. Wie bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform liegen die Mittelpunkte K8 bzw. K88 jeweils gleich beabstandet seitlich neben der vertikalen Schwerachse Iy und jeweils gleich beabstandet unterhalb der horizontalen Schwerachse Ix. Die Länge M5 des Horizontalabschnitts 87 entspricht dem Abstand der Mittelpunkte K8 und K88 voneinander. Wie bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform der Erfindung ist auch bei der achten Ausführungsform durchAn eighth embodiment is shown in Figure 8. This embodiment largely corresponds to the first embodiment shown in Figure 1, but does not have any lateral bevels. On the left side, the lower ends of the vertical webs assigned to the upper chord are adjoined by a circular arc section 86 with the radius R 8 and on the right side by a circular arc section 86' with the same radius R 8. Between the two circular arc sections 86 and 86 ' there is a lower horizontal section 87 with the comparably large length M 5 . As in the first, second and third embodiments, the center points K 8 and K 88 are each equally spaced to the side next to the vertical center of gravity Iy and each equally spaced below the horizontal center of gravity Ix. The length M 5 of the horizontal section 87 corresponds to the distance between the center points K 8 and K 88. As in the first, second and third embodiments of the invention, the eighth embodiment is also characterized by
die tangentialen Übergänge der Kreisbogenabschnitt 86, 86' in den horizontalen Stegabschnitt 87 der Membranspannungszustand gewährleistet.the tangential transitions of the circular arc sections 86, 86' into the horizontal web section 87 ensure the membrane stress state.
In vorteilhafter Weise stellt die achte Ausführungsform ein großes Widerstandsmoment gegen Biegung gegen die Ix-Achse bereit, da ein Großteil der Massepunkte des unteren Profilabschnittes einen großen Abstand zur vertikalen Schwerachse Iy aufweist. Die gerundeten Abschnitte gewährleisten infolge der Membranwirkung eine besonders günstige Krafteinleitung, sowohl in die beiden vertikalen Stege als auch in den Horizontalsteg 87. Weiterhin treten keine Momente in den Übergangsbereichen zu dem Horizontalsteg und zu den beiden vertikalen Stegabschnitten auf, da die Umfangsspannungen des Bogenabschnittes 86 bzw. 86' tangential in alle Stege eingeleitet werden.The eighth embodiment advantageously provides a large moment of resistance against bending against the Ix axis, since a large proportion of the mass points of the lower profile section are at a large distance from the vertical center of gravity Iy. The rounded sections ensure a particularly favorable introduction of force due to the membrane effect, both into the two vertical webs and into the horizontal web 87. Furthermore, no moments occur in the transition areas to the horizontal web and to the two vertical web sections, since the circumferential stresses of the arched section 86 or 86' are introduced tangentially into all webs.
Für alle Ausführungsformen mit unteren horizontalen Stegabschnitten, d.h., für die Ausführungsformen gemäß Figuren 1, 2, 3, 7 und 8 gilt, daß deren Länge M wenigstens 5 %, maximal 28 % der Profilgesamtbreite (X-Richtung) beträgt. Bei vielgliedrigen Auslegern weisen die Profile der dem Grundteil nahen Teile bevorzugt Längenabmessungen M von 5 bis 17 % der jeweiligen Profilgesamtbreite auf, während die Profile der inneren, d.h., der vom Grundteil entfernteren TeIeteile bevorzugterweise Längenabmessungen M von 12 bis 28 % ihrer jeweiligen Profilgesamtbreite aufweisen.For all embodiments with lower horizontal web sections, i.e. for the embodiments according to Figures 1, 2, 3, 7 and 8, their length M is at least 5%, maximum 28% of the total profile width (X direction). In the case of multi-linked booms, the profiles of the parts closest to the base part preferably have length dimensions M of 5 to 17% of the respective total profile width, while the profiles of the inner parts, i.e. the parts further away from the base part, preferably have length dimensions M of 12 to 28% of their respective total profile width.
Die Längenabmessungen X der seitlich schrägen Abkantungen beträgt bei allen Ausführungsformen der Erfindung vorzugsweise 5 bis 28 %, bezogen auf die Profilgesamthöhe (Y-Richtung).The length dimensions X of the laterally inclined folds in all embodiments of the invention are preferably 5 to 28%, based on the total profile height (Y direction).
Weitere Ausführungsformen können dadurch gebildet sein, daß bisher noch vorgesehene Knickkanten zwischen den einzelnenFurther embodiments can be formed by previously provided folding edges between the individual
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Profilabschnxtten durch gerundete Abschnitte mit kleinem Radius ersetzt werden.Profile sections are replaced by rounded sections with a small radius.
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