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Die
vorliegende Erfindung betrifft zum einen einen Säulenschwenkkran mit einem Säulenrohr, zum
anderen einen separaten Säulenfuß und im übrigen ein
Verfahren zur Befestigung eines ein Säulenrohr aufweisenden Säulenschwenkkrans
am Untergrund.
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Säulenschwenkkrane
mit einem Schwenkbereich von 360°C
werden in unterschiedlichsten Industriebereichen eingesetzt. Die
Säule dieser Schwenkkrane
ist üblicherweise
rund ausgebildet, da das Rundrohr für alle Auslegerstellungen gleiche Festigkeitswerte
besitzt. Um die Säule
im Bodenbereich mit einem Betonfundament oder anderweitig befestigen
zu können,
wird an die Säule
eine Fußplatte
angeschweißt.
Aus Festigkeitsgründen
werden zwischen Säule
und Fußplatte
Rippen angesetzt und sowohl an die Fußplatte als auch an die Säule angeschweißt. Je nach
Auslastung der Schweißkonstruktion
muß im
Bereich der Rippen in das Säulenrohr
ein Schottblech eingeschweißt
werden. Aus Gründen der
Schweißbarkeit
darf die Fußplatte
eine bestimmte Maximalstärke
nicht überschreiten,
was jedoch aus Festigkeitsgründen
zum Teil notwendig wäre. Außerdem muß die Säule geometrisch
sauber, d. h. senkrecht auf der Fußplatte stehen, damit sich
der Ausleger nicht selbsttätig
in Bewegung setzt. Da der Betonboden nicht als eben vorausgesetzt
werden kann, muß die
aus der Säule
und der Fußplatte
bestehende Einheit während
des Montagevorgangs ausrichtbar sein. Hierzu ist im Stand der Technik
beispielsweise vorgesehen, in das Fundament eingegossene Ankerschrauben
mit einer Mutter zu versehen und dann die Fußplatte mit der Säule darauf
aufzusetzen. Anschließend
erfolgt die Ausrichtung über die
unter der Fußplatte
liegenden Mutter.
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Der
Stand der Technik weist sowohl was die Säulenschwenkkrane als solche
anbetrifft als auch im Hinblick auf die Verfahrensweise beim Befestigen eine
Reihe von zum Teil wesentlichen Nachteilen auf. Das Säulenrohr
muß innerhalb
enger Toleranzen rechtwinklig geschnitten werden, damit der Luftspalt beim
Schweißen
an die Fußplatte
nicht so groß wird. Weiterhin
ist es so, daß aus
schweißtechnischer Sicht
die Fußplatte
eine Dicke von ca. 30 mm nicht überschreiten
sollte, wenngleich aus Festigkeitsgründen häufig eine größere Dicke
erwünscht
ist. Die komplette Einheit aus Säule
und Bodenplatte muß, wie
zuvor beschrieben, bauseits ausgerichtet werden. Nach bauseitig
erfolgter Montage des Säulenschwenkkrans
und entsprechender Ausrichtung muß die Fußplatte zur flächigen Bodenanbindung
mit einer Spezialmasse untergossen werden, was letztlich sehr arbeitsaufwendig
ist. Des weiteren ist es so, daß das
Verschweißen
der Fußplatte
und der Verstärkungsrippen
nur durch geprüfte
Schweißer
erfolgen darf, da es sich um sicherheitsrelevante Teile handelt.
Dieses Schweißen
ist eine sehr zeitaufwendige Handarbeit, die sich kaum wirtschaftlich
automatisieren läßt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es nun, hier Abhilfe zu schaffen.
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Erfindungsgemäß ist bei
einem Säulenschwenkkran
mit einem Säulenrohr
der eingangs genannten Art nun ein separater Säulenfuß zur Befestigung am Untergrund
vorgesehen, wobei das Säulenrohr
schweißlos
mit dem Säulenfuß verbunden
ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung
bietet eine Reihe von zum Teil wesentlichen Vorteilen. Zunächst einmal
ist es durch den Wegfall von Schweißverbindungen möglich, den
Säulenfuß als solchen
zumindest weitestgehend den Festigkeitserfordernissen, die an den
jeweiligen Säulenschwenkkran
gestellt werden, anzupassen. Dies war bei den bekannten Konstruktionen
aufgrund der schweißtechnisch
bedingten maximalen Materialdicken an sich nicht möglich. Außerdem verringern
sich durch den Wegfall der Schweißverbindungen die Herstellungskosten,
da Tätigkeiten
durch geprüfte
Schweißer
nicht mehr erforderlich sind.
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Im übrigen ist
es bei der Erfindung so, daß nun
erstmals zur Befestigung eines Säulenschwenkkrans
am Untergrund ein separater Säulenfuß vorgesehen
ist. Die Verwendung eines separaten Säulenfußes hat aber nicht nur die
zuvor erwähnten
verbindungstechnischen Vorteile, sondern führt auch zu einer vereinfachten
Montage bzw. Befestigung des Säulenschwenkkrans
am Untergrund. So ist es grundsätzlich
möglich,
den separaten Säulenfuß als Schablone
zum Fixieren von einzugießenden
Ankerstäben
zu verwenden. Darüber
hinaus ist es möglich, den
Säulenfuß mit seiner
Unterseite unmittelbar auf den Untergrund aufzusetzen, ohne daß ein Unterguß notwendig
ist, wie dies in der Regel beim Stand der Technik durch die zunächst erforderliche
Ausrichtung der Fußplatte
und das anschließende
Untergießen mit
einer Spezialmasse erfolgt.
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Grundsätzlich kann
der Säulenfuß unterschiedlichste
Formen haben, um eine Verbindung mit dem Säulenrohr herzustellen. Bevorzugt
weist der Säulenfuß eine Aufnahme
zum Einstecken des unteren Einsteckendes des Säulenrohrs auf. Es ergibt sich
dann eine schweißlose
Verbindung des Säulenrohres
mit dem Säulenfuß durch
ein einfaches Einstecken.
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Um
eine sichere und feste Verbindung zwischen dem Säulenfuß und dem Säulenrohr zu erzielen, befindet
sich zwischen der Aufnahme des Säulenfußes und
dem Einsteckende des Säulenrohres ein
Spalt, wobei dieser Spalt mit einer Füllmasse verfüllt ist.
Durch die Verfüllung
des Spalts mit Füllmasse ergibt
sich in radialer Richtung eine Verbindung zwischen dem Säulenrohr
und dem Säulenfuß, so daß die über den
Ausleger übertragenden
Kräfte
von dem Säulenrohr über den
Säulenfuß in den
Untergrund übertragen
werden können.
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Als
Füllmasse
eignet sich insbesondere eine Vergußmasse und/oder ein Kleber
und/oder ein gering oder nicht komprimierbares Granulat. Bei der Vergußmasse kommen
grundsätzlich
alle zähflüssigen Materialen
in Frage, mit denen üblicherweise
Fugen und Hohlräume
ausgefüllt
werden und die nach dem Ausbringen aushärten. Verwendbar sind hier insbesondere
Vergußbeton
oder Vergußmörtel sowie Gießharze.
Als Klebstoffe eignen sich insbesondere Ein- oder Zweikomponentenreaktionsklebstoffe,
wie z. B. Epoxidharze. Als Beispiel für ein feinkörniges, nicht komprimierbares
Granulat ist insbesondere Quarzsand zu nennen. Im übrigen versteht
es sich, daß auch
Mischungen der vorgenannten Füllmassen ohne
weiteres möglich
sind.
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Um
eine in Umfangsrichtung vollflächige Kraftübertragung
vom Säulenrohr
auf den Säulenfuß und damit
wiederum auf den Untergrund zu haben, ist der Spalt umlaufend vorgesehen
und umlaufend mit Füllmasse
ausgefüllt.
Auf diese Weise ist unabhängig
von der Auslegerstellung sichergestellt, daß in jedem Schwenkbereich flächig die
auftretenden Kräfte
vom Säulenrohr
auf den Säulenfuß übertragen werden.
Bei Versuchen ist im übrigen
festgestellt worden, daß der
umlaufende Spalt eine Spaltbreite von bis zu 10 mm haben sollte.
Die Spaltbreite ist letztlich auch davon abhängig, welche Art von Füllmasse
verwendet wird. Bei Klebern ist die Spaltbreite eher geringer, bei
einer Ver gußmasse
oder bei einem Granulat ist die Spaltbreite demgegenüber in der
Regel größer.
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Statt
der zuvor beschriebenen festen Verbindung zwischen dem Säulenrohr
und dem Säulenfuß über die
eingebrachte Vergußmasse
ist es natürlich grundsätzlich auch
möglich,
das Einsteckende reib- und/oder formschlüssig in die Aufnahme einzubringen.
Hierzu könnte
das Einsteckende eine konische Form aufweisen. Auch eine Art Bajonettverschlußverbindung
könnte
sich anbieten.
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In
jedem Falle kann durch die Verbindung des Säulenrohres zum Säulenfuß durch
das in die Aufnahme eingesteckte Einsteckende sichergestellt werden,
daß das
untere Einsteckende schottblechfrei ist. Dies ist jedenfalls dann
ohne weiteres möglich, wenn
die Aufnahme eine hinreichende Höhe
aufweist, so daß die
auftretenden Kräfte
problemlos über
den Säulenfuß in den
Untergrund eingeleitet werden können.
Die Höhe
der Aufnahme sollte dabei wenigstens 5 cm betragen, vorzugsweise
zwischen 15 und 40 cm liegen.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
mit dem separaten Säulenfuß, der,
wie zuvor ausgeführt worden
ist, auch separat zu montieren ist, hat darüber hinaus den Vorteil, daß es möglich ist,
den Säulenfuß einstückig mit
der Fußplatte
auszubilden, so daß die
Fußplatte
von vorneherein einstückig
bzw. einteilig mit dem Säulenfuß ausgebildet
ist. Besonders einfach läßt sich
dies dann herstellen, wenn der Säulenfuß als Gußteil ausgebildet
ist, und hierzu beispielsweise aus Aluminium oder Grauguß besteht.
Je nach den gegebenen Anforderungen kann die Fußplatte dabei kreis- oder ringförmig ausgebildet
sein. Eine ringförmige
Ausbildung der Fußplatte
wird üblicherweise
dann verwendet, wenn durch den Säulenfuß hindurch
ein elektrisches Anschlußkabel
zur elektrischen Versorgung des Säulenkrans geführt wird.
Ist eine solche Energiezuführung
nicht erforderlich, kann die Fußplatte
grundsätzlich
auch kreisförmig
ausgebildet sein. Im übrigen
versteht es sich, daß die
Fußplatte
grundsätzlich
auch jegliche andere Form haben kann, also nicht auf die Kreis-
oder Ringform beschränkt
ist.
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Im
Hinblick auf die zuvor beschriebene Ausführungsform mit Spalt zwischen
dem Säulenfuß und dem
Säulenrohr
kann es grundsätzlich
zu einer Schrägstellung
des Säulenfußes kommen.
Aus diesem Grunde bietet es sich an, dem Säulenfuß zur Feinjustage des Säulenrohres
Justiermittel zuzuordnen. Hierbei kann es sich um separate Justierkeile und/oder
Justierschrauben handeln, die vorzugsweise in radialer Richtung
ausgerichtet sind und im Bereich der Aufnahme auf das Säulenrohr
wirken. Schon nach teilweisem Einbringen der Füllmasse ist es ohne weiteres
möglich,
die Justiermittel wieder zu entfernen.
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Die
Verbindung des Säulenfußes mit
dem Untergrund erfolgt vorzugsweise über eine Schraubverbindung,
da sich eine solche sehr einfach herstellen läßt und die Schraubverbindung üblicherweise sehr
sicher ist.
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Zur
festen Verbindung des Säulenfußes mit dem
Untergrund sind im Säulenfuß parallel
zur Säulenlängsachse
eine Mehrzahl von Schrauböffnungen vorgesehen.
Bevorzugt erstrecken sich die Schrauböffnungen dabei über die
Höhe des
Säulenfußes. Hierdurch
ist sichergestellt, daß die
Mutter zum Festziehen der Ankerschrauben oberhalb des Säulenfußes liegen,
gut zugänglich
sind und in einfacher Weise verschraubt werden können. Im übrigen ist es im Zusammenhang
mit den Schrauböffnungen
so, daß diese über den
Umfang des Säulenfußes gleichmäßig beabstandet
sind, um eine gleichmäßige Kraftübertragung
und -verbindung zu gewährleisten.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst.
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Es
zeigt
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1 eine
Darstellung eines erfindungsgemäßen Säulenschwenkkrans,
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2 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines Teils eines erfindungsgemäßen Säulenschwenkkrans,
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3 eine
Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Säulenfuß,
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4 eine
Schnittansicht des Säulenfußes aus 3 entlang
der Schnittlinie A-A,
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5 eine
perspektivische Ansicht des Säulenfußes aus 3 von
schräg
oben gesehen,
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6 eine
perspektivische Ansicht des Säulenfußes aus 3 von
schräg
unten gesehen und
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7 eine
Unteransicht des erfindungsgemäßen Säulenfußes.
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In
der 1 ist ein Säulenschwenkkran 1 dargestellt,
der ein Säulenrohr 2 aufweist.
Am oberen Ende des Säulenrohrs 2 befindet
sich ein schwenkbarer Ausleger 3. Der Ausleger 3 kann
in einem Schwenkbereich von 360°C
verschwenkbar sein. Am Ausleger 3 ist vorliegend ein verfahrbarer
Elektrokettenzug 4 geführt.
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Wesentlich
ist nun, daß der
Säulenschwenkkran 1 einen
separaten Säulenfuß 5 zur
Befestigung am Untergrund 6 aufweist. Dabei ist das im
Querschnitt runde Säulenrohr 2 schweißlos mit
dem Säulenfuß 5 verbunden.
Wie sich beispielsweise aus den 2 und 4 ergibt,
weist der Säulenfuß 5 eine Aufnahme 7 zum
Einstecken des unteren Einsteckendes 8 des Säulenrohrs 2 auf.
Dabei ist, wie sich aus 2 ergibt, zwischen der Wandung 9 der
Aufnahme 7 und der Außenseite 10 des
Einsteckendes 8 ein Spalt 11 vorgesehen.
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Zum
Zwecke der Veranschaulichung sind in 2 zwei Zustände dargestellt.
Im rechten Teil der 2 ist der Spalt 11 ungefüllt, während im
linken Teil der 2 der Spalt 11 mit
Füllmasse 12 verfüllt ist.
Bei der Füllmasse
handelt es sich vorliegend um ein nicht komprimierbares Granulat
in Form von Quarzsand. Allerdings sind auch andere Füllmassen wie
Vergußmassen
oder Kleber auch in beliebiger Kombination miteinander möglich. Der
Spalt 11 ist vorliegend umlaufend vorgesehen und auch umlaufend
mit Füllmasse 12 verfüllt. Vorliegend
beträgt
die Spaltbreite bei zentrischer Anordnung des Einsteckendes 8 in
der Aufnahme 7, bei Verwendung von Quarzsand als Füllmasse
etwa 3 mm.
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Im übrigen verdeutlicht
die 2 auch, daß im
unteren Einsteckende 8 des Säulenrohrs 2 kein Schottblech
oder eine sonstige Verstärkung
vorgesehen ist.
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Die
Aufnahme 7 selbst weist eine Höhe von vorliegend etwa 20 cm
auf, wobei die Wandung 9 der Aufnahme 7 umlaufend
ist, so daß sich
eine kreisrunde Einstecköffnung
der Aufnahme 7 ergibt.
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Im übrigen ist
am Säulenfuß 5 und
einstückig mit
diesem verbunden eine Fußplatte 13 vorgesehen.
Die Fußplatte 13 stellt
den unterseitigen Abschluß des
Säulenfußes 5 dar.
Im übrigen
steht das Säulenrohr 2 mit
seinem Einsteckende 8 auf der Fußplatte 13 auf. Dabei
ist es grundsätzlich
nicht erforderlich, daß der
untere Rand des Einsteckendes 8 mit der Fußplatte 13 verbunden
ist. Lediglich im Fall der Verwendung eines Klebstoffs oder einer
Vergußmasse
als Füllmasse
kann sich eine entsprechende Verbindung des unteren Randes des Einsteckendes 8 zur
Fußplatte 13 ergeben.
Im vorliegenden Fall ist die Fußplatte 13 im übrigen ringförmig ausgebildet und
weist eine Öffnung 14 auf,
durch die eine elektrische Zuleitung hindurchgeführt werden kann.
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Im übrigen ist
im rechten Teil der 2 schematisch ein Justierkeil 15 als
Justiermittel dargestellt, der zur Feinjustage des Säulenrohrs 2 bei
der Montage dient. Hierzu werden ein oder mehrere Justierkeile 15 in
den Spalt 11 eingesetzt und entsprechend positioniert,
bis eine exakt vertikale Ausrichtung des Säulenrohres 2 vorliegt.
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Der
Säulenfuß 5 selbst
ist als Gußteil
vorliegend aus Grauguß hergestellt.
Natürlich
sind auch andere Gußmaterialien,
wie beispielsweise Aluminium möglich.
Im Hinblick auf die Gußteilausbildung weist
der Säulenfuß 5 zumindest
abschnittsweise im Bereich der Wandung 9 Ausnehmungen 16 zur
Erzielung einer zumindest im wesentlichen gleichen Wandstärke auf.
Die Ausnehmungen 16 sind dabei auch durch die Fußplatte 13 hindurchgeführt.
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Der
Säulenfuß 5 ist
zur Verschraubung mit dem Untergrund 6 vorgesehen, wenngleich
dies im einzelnen nicht dargestellt ist. Hierzu weist der Säulenfuß eine Mehrzahl
von Schrauböffnungen 17 auf, die
parallel zur Säulenlängsachse
ausgerichtet sind. Wie sich aus den einzelnen Figuren ergibt, erstrecken
sich die Schrauböffnungen 17 über die
Höhe des
Säulenfußes 5,
so daß die
Verschraubung bei der Montage oberhalb des Säulenfußes 5 und nicht an
der Außenseite
im Bereich der Wandung erfolgen muß, was die Handhabung erheblich
vereinfacht. Grundsätzlich
wäre es
natürlich
auch möglich,
relativ kurze Schrauböffnungen
vorzusehen und die Verschraubungsmöglichkeit kurz oberhalb der
Fußplatte 13 vorzusehen.
Im vorliegenden Fall sind zehn Schrauböffnungen 17 vorgesehen,
die gleichmäßig über den Umfang des Säulenfußes 5 verteilt sind.
Es versteht sich, daß es
grundsätzlich
auch ohne weiteres möglich
ist, eine andere Anzahl an Schrauböffnungen zu verwenden.
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Die
Montage des erfindungsgemäßen Säulenschwenkkrans
erfolgt derart, daß an
der Montagestelle der Säulenfuß 5 als
Schablone zum Fixieren von einzugießenden Ankerstäben bzw.
-schrauben verwendet wird. Die Ankerstäbe werden durch die Schrauböffnungen 17 geführt und
mit jeweils einer Mutter an der Oberseite des Säulenfußes fixiert. Anschließend wird
die Baueinheit aus Säulenfuß und Ankerstäben an die
Montagestelle gesetztund dort mit den nach unten hängenden
Ankerstäben
fixiert. Sodann wird die Montagestelle mit Beton ausgegossen, und
zwar zumindest soweit, bis die Fußplatte 13 auf dem
Beton aufliegt. Nach dem Aushärten
des Betons wird der Säulenfuß 5 über die
Ankerstäbe
fest mit dem Untergrund verschraubt, ohne daß ein Untergießen erforderlich
ist.
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Hinzuweisen
ist darauf, daß bei
der Montage des Säulenfußes 5 durchaus
beabsichtigt ist, eine horizontale Anordnung der Fußplatte
zu erreichen. Allerdings ist es auch bei kleinen Abweichungen von der
horizontalen Anordnung ohne weiteres möglich, das Säulenrohr 2 in
der Aufnahme 7 anzuordnen, da derartige Abweichungen letztlich
durch den Spalt 11 ausgeglichen werden.
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Nach
der Montage des Säulenfußes wird
das Säulenrohr 2 in
die Aufnahme 7 eingesetzt, bis das Einsteckende 8 auf
der Fußplatte 13 aufsteht.
Es erfolgt dann die Feinjustage des Säulenrohrs unter Zuhilfenahme
der Justiermittel, bis die senkrechte Ausrichtung des Säulenrohrs 2 erreicht
ist. Anschließend wird
die Füllmasse 12 in
den Spalt 11 eingebracht. Bereits nach Einbringen einer
geringen Menge an Füllmaterial 12 in
den Spalt 11 können
die Justierkeile 15 aus dem Spalt 11 gezogen werden.
Anschließend
wird der Spalt 11 komplett verfüllt. Bei der Verwendung eines
Granulates als Füllmasse 12 bietet
es sich an, zumindest im oberen Bereich des Spaltes 11 eine
aushärtende
Vergußmasse
bzw. einen aushärtenden
Kleber zu verwenden, um den Spalt 11 nach oben hin abzuschließen.
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Während des
Betriebes des Säulenschwenkkrans 1 werden
vertikal auftretende Kräfte über die
Fußplatte 13 in
den Untergrund 6 eingeleitet. Durch den Ausleger bedingte
Kräfte
werden vom Säulenrohr 2 über die
Füllmasse 13 in
den Säulenfuß 5 und
von dort in den Untergrund 6 übertragen, wobei die Kraftübertragung
vom Säulenrohr 2 auf
den Säulenfuß 5 flächig ist,
und zwar in jeder Winkelstellung innerhalb des Schwenkbereichs des
Auslegers 3.
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- 1
- Säulenschwenkkran
- 2
- Säulenrohr
- 3
- Ausleger
- 4
- Elektrokettenzug
- 5
- Säulenfuß
- 6
- Untergrund
- 7
- Aufnahme
- 8
- Einsteckende
- 9
- Wandung
- 10
- Außenseite
- 11
- Spalt
- 12
- Füllmasse
- 13
- Fußplatte
- 14
- Öffnung
- 15
- Justierkeil
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Schrauböffnung