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Die
Erfindung betrifft die Verankerung eines Säulenschwenkkranes auf einem
Betonfundament, mit einem am unteren Ende der Säule des Kranes angeordneten
Fußflansch
mit Bohrungen, mit in das Fundament eingegossenen Ankerschrauben,
mit auf diese aufgeschraubte Ausricht- und Befestigungsmuttern,
mittels welcher die Säule
ausrichtbar und befestigbar ist und mit einem den Zwischenraum zwischen
Fußflansch
und Fundamentoberkante ausfüllenden
Unterguss.
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Bei
der üblichen
Verankerung von Säulenschwenkkranen
auf einem Fundament wird dieses gemäß den sich aus den Standsicherheitsberechnungen
nach DIN 15019 ergebenden Fundamentabmessungen und nach den zulässigen Bodenbelastungen
nach DIN 1054 erstellt. Bei der Fundamentherstellung werden auf
bekannte Weise die zur Befestigung des Säulenschwenkkranes erforderlichen Ankerschrauben
in das Fundament eingegossen oder befestigt. Nach erfolgtem Abbinden
des Fundamentes mit den Ankerschrauben oder der Befestigung der
Ankerschrauben nach dem Abbinden des Fundamentes werden üblicherweise
Ausricht- oder Stellmuttern auf die Ankerschrauben aufgedreht, auf die
die Säule
des Säulenschwenkkranes
mit ihrem Fußflansch
aufgesetzt wird. Mittels dieser Stell- oder Ausrichtmuttern und weiterer auf
die Ankerschrauben aufgedrehter Befestigungsmuttern wird dann die Säule vertikal
justiert und befestigt. Nach dem Justieren und Befestigen des Säulenschwenkkranes
erfolgt dann ein Betonunterguss unter den Fußflansch der Säule.
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Dieser
Betonunterguss soll ein flächiges
Aufliegen des Fußflansches
der Säule
gewährleisten.
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Beim
Abbinden des Betonuntergusses und dessen Austrocknen entstehen jedoch
Schrumpfungen, wodurch nach gewisser Zeit ein Spalt zwischen Fußflansch
der Säule
und Unterguss entsteht. Dieser Spalt bewirkt, dass die Ankerschrauben
je nach Auslegerstellung einer wechselnden Zug- und Druckbeanspruchung
ausgesetzt sind. Ein nachträgliches
Anziehen der Befestigungsmuttern des Fußflansches auf den Unterguss kann
bei entsprechendem Spalt nicht mehr erfolgen, da die unter dem Fußflansch
auf den Ankerschrauben angeordneten Stellmuttern ein weiteres Anziehen
des Fußflansches
gegen den Unterguss verhindern.
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Für die Ankerschrauben
ist der Festigkeitsnachweis von Schrauben nach DIN 15018 zu erbringen.
Der durch den Schrumpfungsprozess innerhalb des Betonuntergusses
entstehende Spalt zwischen dem Unterguss und dem Fußflansch
der Säule
bewirkt, dass die Ankerschrauben durch die Wechselbeanspruchung
um ca. 50% stärker
dimensioniert werden müssen,
als bei reiner Zugbeanspruchung. Ein weiterer Nachteil besteht darin,
dass bei einem Spalt zwischen Fußflansch und Unterguss die
Durchbiegung an der Auslegerspitze des Kranes um ein vielfaches
erhöht
ist und Feuchtigkeit in den Spalt eindringen kann mit allen negativen
Folgen.
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Aus
der
DE-OS 3034740 ist
bereits eine Möglichkeit
vorbekannt, mit der durch nachträgliches Anziehen
des Fußflansches
des Säulenschwenkkranes
gegen den Unterguss über
die Befestigungsmuttern die Wechselbeanspruchung auf die Ankerschrauben
verhindert werden soll. Hierbei sind auf die Ausrichtmuttern durch
Chemikalien auflösbar Scheiben
aufgelegt, die nach dem Abbinden des Untergusses ein Anziehen des
Fußflansches
gegen den Unterguss ermöglichen.
Aus Umweltgründen
ist diese Ausführung
jedoch nicht mehr praktikabel. Nach einer weiteren Ausführung der
DE-OS 3034740 besteht die
Justiervorrichtung aus am Außenrand
des Fußflansches
angeordneten, mit vertikalen Gewindelöchern versehenen Druckstützen oder
Gewindelöchern
in dem Fußflansch
und in den Gewindelöchern vertikal
verdrehbare Justierschrauben. Diese Justiervorrichtung ist ebenfalls
in der Praxis nicht durchsetzbar, da die Gewindegänge der
Justierschrauben und Druckstützen
durch den Unterguss fest vergossen wurden und nach dem Härten nicht
mehr drehbar waren. Weiter ist diese Methode unwirtschaftlich.
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Durch
die
DE-OS 10045735 ist
die Befestigung der Säule
eines Säulenschwenkkranes
vorbekannt, bei der in das Betonfundament Ankerstangen mit einem
Flansch nahe ihrem oberen Ende eingegossen sind, der Flansch mit
seiner Oberseite bündig mit
dem Fundament angeordnet ist, wobei der Flansch der Säule zugfest
direkt mit den Ankerstangen über
eine Gewindeverbindung lösbar
verbunden ist, der Flansch der Ankerstangen nach dem Abbinden des
Betonfundamentes aus diesem entfernbar ist und wobei der Flansch
der Ankerstangen auf seiner Unterseite beim Einsetzen in das Betonfundament
gegenüber
jeder Ankerstange ein den Flansch abstützendes und abdichtendes elastisches
oder plastisches Element trägt.
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Durch
diese Ausführung
ist zwar gewährleistet,
dass die Ankerstangen im Betrieb wechselspannungsfrei sind, jedoch
ist von Nachteil, dass der Flansch der Ankerstangen oft nicht horizontal
eingesetzt und vergossen wird (und kaum Korrekturmöglichkeiten
bestehen) und dass der durch das Anschweißen an die Säule und
gegebenenfalls die Anordnung von Versteifungsrippen nie ganz ebene Flansch
nicht flächig
auf seiner Unterlage aufliegt und Spalten bildet oder zur Vermeidung
dieser Spalten der Fußflansch
des Kranes auf seiner Unterseite in aufwändiger Weise maschinell plan
bearbeitet werden muss.
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Aus
der
DE-PS 3742217 ist
eine weitere Methode zum nachträglichen
Anziehen des Fußflansches
gegen den Betonunterguss bekannt, bei der zwischen Ausrichtmuttern
und der Unterseite des Fußflansches
Bleche angeordnet sind, die jeweils einen einseitig offenen, die
Ankerschrauben aufnehmenden Schlitz aufweisen und unter dem Fußflansch herausragen.
Hierbei sind diese Bleche jeweils in ihrem unter dem Fußflansch
herausragenden Bereich mit mindestens einem Loch, einer Abkantung,
einem Nocken oder einer Ausnehmung zum Ansetzen einer Abziehvorrichtung
versehen. Diese Bleche sind nach dem Erhärten und Ausschrumpfen des
Betonuntergusses über
das Loch, die Abkantung, den Nocken oder die Ausnehmung mittels
einer Abziehvorrichtung entfernbar, sodass der Fußflansch
anschließend über die
Ankerschrauben mit definierter Vorspannung gegen den Unterguss angezogen
werden kann.
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Diese
Methode hat sich in der Praxis hervorragend technisch bewährt. Sie
hat jedoch den Nachteil, dass die Gabelbleche bei engen Platzverhältnissen
schwer zu entfernen sind und dass der Betonunterguss teilweise entfernt
werden muss, wenn die Gabelbleche mit eingegossen worden sind oder wenn
der Unterguss zu hoch ausgeführt
wurde. Ein weiterer Nachteil dieser Ausführung besteht darin, dass die
Säulenschwenkkrane
in aller Regel mit betriebsfähiger
Installation bestellt werden, wobei dann nach dem Abbinden des Betonuntergusses
aufwändige
Nacharbeiten erforderlich sind. Weiter ist von Nachteil, dass nach
dem Ziehen der Gabelbleche Spalte entstehen, die zumindest bei der
Anordnung des Kranes im Außenbereich
abgedichtet werden müssen.
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Schließlich ist
von Nachteil, dass vor dem Ziehen der Gabelbleche die Befestigungsmuttern
gelockert werden müssen.
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Die
Aufgabe vorliegender Erfindung bestand nunmehr darin, eine wechselspannungsfreie,
einfach handzuhabende und kostengünstige Ankerbefestigung von
Säulenschwenkkranen
zu finden, bei der die Nacharbeiten nach dem Abbinden des Betonuntergusses
auf ein Minimum reduziert werden.
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Diese
Aufgabe wird gemäß vorliegender
Erfindung dadurch gelöst,
dass zwischen Ausrichtmuttern und Befestigungsmuttern unterhalb
des Fußflansches
je ein druckabhängig,
im Rahmen des erforderlichen Anzugsmomentes der Befestigungsmutter, zusammenquetschbares
Distanzelement angeordnet ist. Dieses Distanzelement ist formstabil
bei und nach dem Einbringen des Ausrichtmomentes auf die Befestigungsmutter,
gleichzeitig passt sich das Distanzelement mit seiner Oberseite
der Neigung der Fußflanschunterseite
satt an. Damit entfällt
vorteilhaft eine Planbearbeitung der Unterseite des Fußflansches.
Nach dem Einbringen des Betriebsmomentes auf die Befestigungsmutter
ist das Distanzelement zusammengequetscht. Zur Montage und zum Ausrichten
der Säule
des Säulenschwenkkranes
ist, beispielsweise bei Ankern M27, ein Anzugsmoment der Befestigungsmuttern
von ca. 100 Nm erforderlich. Bei diesem Anzugsmoment bleibt das
Distanzstück
formstabil. Nach dem Abbinden des Betonuntergusses muss bei diesen
Ankern ein Betriebsmoment von ca. 300 Nm auf die Befestigungsmuttern aufgebracht
werden. Ein unsauber, zu hoch ausgeführter Unterguss ist unschädlich und
nicht störend. Bei
diesem Betriebsmoment verformt sich das Distanzelement und wird
zusammengequetscht. Der Fußflansch
der Säule
des Säulenschwenkkranes wird
flächig
und satt auf den Betonunterguss angezogen. Die Ankerschrauben sind
beim Betrieb des Säulenschwenkkranes
wechselspannungsfrei. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht
darin, dass dem Betreiber des Säulenschwenkkranes vorgegeben
werden kann, nach dem Abbinden des Betonuntergusses das erforderliche
Betriebsmoment selbst auf die Befestigungsmuttern aufzubringen.
Zusätzliche
Reisezeiten und Kosten für
Monteure, bei einem Teil des Standes der Technik, entfallen.
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Gemäß einer
ersten Ausführung
der Erfindung besteht das Distanzelement aus mindestens zwei übereinander
angeordneten Hülsen
mit gleichen Durchmessern, wobei die korrespondierenden Stirnflächen der
Hülsen
gleichgerichtet konisch ausgebildet sind und zwischen Hülsen und
Ankerstange oder zwischen Hülsen
und Ankerstange und außen um
die Hülsen
je ein Ring aus weicherem Material als die Hülsen angeordnet ist. Die Hülsen werden
durch den inneren Ring auf der Ankerstange zentriert. Beim Einbringen
des Ausrichtmomentes auf die Ankerstange stehen die Hülsen formstabil
aufeinander, während
beim Einbringen des Befestigungsmomentes sich die Hülsen über ihre
konischen Stirnflächen elastisch
oder plastisch gegen den inneren und/oder äußeren Ring verformen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung
der Erfindung besteht das Distanzelement aus einer dünnwandigen
Hülse,
deren Innendurchmesser Spiel zu der Ankerschraube aufweist und wobei
zwischen Hülse
und Ankerschraube ein Zentrierring eingelegt ist. Bei einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung besteht das Distanzelement aus einer
harten Hülse mit
einer stirnseitigen Schneidkante und einer auf der Schneidkante
gelagerten Scheibe aus weicherem Material als die Hülse.
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Gemäß einer
vierten Ausführung
der Erfindung besteht das Distanzelement aus einer Hülse mit Einkerbungen
im Mantel.
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Es
ist weiter denkbar, dass das Distanzelement aus zwei ineinander
geschobenen Hülsen
besteht, wobei mindestens eine der Hülsen auf den korrespondierenden
Mantelflächen
mindestens eine druckabhängig
abscherbare oder verformbare Nase, Stift oder Vorsprung aufweist,
auf dem die andere Hülse
bei deren Einbau aufliegt.
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Es
ist weiter möglich,
dass das Distanzstück aus
einem quellbaren Werkstoff (Holz oder feuchtigkeitsaufnehmenden
Kunststoff) besteht.
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Ebenfalls
kann das Distanzstück
aus einem im Rahmen des Befestigungsmomentes zusammenquetschbarem
Werkstoff (Kunststoff, Keramik, Hohlring) bestehen.
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Schließlich kann
das Distanzstück
aus mindestens einer Tellerfeder bestehen.
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Einzelheiten
der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
erläutert.
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1 Die
Seitenansicht eines Säulenschwenkkranes
mit der Verankerung gemäß der Erfindung
zum Teil im Schnitt.
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2 Die
Einzelheit „A" der 1 nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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3 Die
Einzelheit „A" der 1 nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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4 Die
Einzelheit „A" der 1 nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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5 Die
Einzelheit „A" der 1 nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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6 Die
Einzelheit „A" der 1 nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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7 Die
Einzelheit „A" der 1 nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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8 Die
Einzelheit „A" der 1 nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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9 Die
Einzelheit „A" der 1 nach
einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Der
Säulenschwenkkran
besteht im Wesentlichen aus der vertikalen Säule (1), dem an dem
unteren Ende der Säule
(1) angeordneten Fußflansch (2),
dem am oberen Ende der Säule
(1) horizontal und schwenkbar gelagerten Schwenkarm (3)
und dem an dem Schwenkarm (3) längsverschiebbar angeordneten
Hubwerk (4). Der Säulenschwenkkran
ist mit seinem Fußflansch
(2) über
Ankerschrauben (5) auf einem Betonfundament (6)
befestigt.
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Zwischen
Fußflansch
(2) und Betonfundament (6) ist ein Betonunterguss
(7) angeordnet. Zum Ausrichten des Säulenschwenkkranes sind auf
die Ankerschrauben Ausrichtmuttern (8) aufgeschraubt. Das
Befestigen des Säulenschwenkkranes
auf den Ankerschrauben (5) erfolgt mittels Befestigungsmuttern
(9) mit untergelegten Scheiben (10).
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Gemäß dem in 9 dargestellten
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist zwischen Fußflansch
(2) der Säule
(1) und Ausrichtmutter (8) je ein Distanzelement
angeordnet, das aus mindestens zwei übereinander angeordneten Hülsen (15a und 15b)
mit gleichen Durchmessern besteht, wobei die korrespondierenden
Stirnflächen
der Hülsen
(15a und 15b) mit gleichgerichtet konisch verlaufenden Schrägen versehen
sind. Zwischen Hülsen
(15a und 15b) und Ankerstange (5) ist
ein Zentrierring (25) aus weicherem Material als die Hülsen (15a, 15b)
gelagert. Weiter kann außen
um die Hülsen
(15a, 15b) ebenfalls ein Ring (26) aus
weicherem Material als die Hülsen
angeordnet sein. Beim Aufbringen des Ausrichtmomentes über die
Befestigungsmuttern (9) auf den Fußflansch (2) zentrieren
sich die Teile der Hülsen
(15a und 15b) und über den Zentrierring (25) gegen
die Ankerschrauben (5). Die Hülsen (15a und 15b)
bleiben formstabil.
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Nach
dem Einbringen und Aushärten
des Untergusses (7) werden lediglich die Befestigungsmuttern
(9) mit dem Betriebsmoment angezogen, wobei sich die Hülsen (15a, 15b)
elastisch oder plastisch gegen den Zentrierring (25) oder
den Ring (26) oder in den Zwischenraum zwischen Ankerstange und
Hülsen
verformen.
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Gemäß dem in 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist zwischen Fußflansch und
Ausrichtmutter je eine dünnwandige
Hülse (11) mit
Spiel zu der Ankerschraube (5) aufgebracht, die mittels
eines Zentrierrings (12) gegen die Ankerschraube zentriert
ist.
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In
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist zwischen Fußflansch
(2) und Ausrichtmutter (8) je eine harte Hülse (13)
mit einer stirnseitigen Schneidkante und einer auf der Schneidkante
gelagerten Scheibe (14) aus weicherem Material als die
Hülse angeordnet.
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Bei
dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist zwischen Fußflansch
(2) und Ausrichtmuttern (8) je eine Hülse (15)
mit Einkerbung (16) im Mantel angeordnet.
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In
der 5 ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, bei dem zwischen Fußflansch (2) und Ausrichtmutter
(8) zwei ineinander geschobenen Hülsen (17, 18)
angeordnet sind, wobei mindestens eine der Hülsen auf den korrespondierenden Mantelflächen mindestens
eine(n) druckabhängig abscherbare,
verformbare Nase, Stift oder Vorsprung aufweist, auf dem die andere
Hülse bei
deren Einbau aufliegt.
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Bei
dem in 6 dargestellt Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist zwischen Fußflansch
(2) und Ausrichtmutter (8) ein Distanzstück aus einem quellbaren
Werkstoff (Holz oder feuchtigkeitsaufnehmenden Kunststoff) (19)
angeordnet. Im Montagezustand ist das Distanzstück (19) gequollen.
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Bei
dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist zwischen Fußflansch
(2) und Ausrichtmutter (8) ein Ring (20)
aus zusammenquetschbarem Werkstoff (Kunststoff, Keramik, Hohlring) über eine
Scheibe (21) auf der Ausrichtmutter (8) gelagert.
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Bei
dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist zwischen Fußflansch
(2) und Ausrichtmutter (8) je eine Tellerfeder
(22) angeordnet.
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Allen
diesen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung
ist gemeinsam, dass das bei der Montage und dem Ausrichten der Säule des
Säulenschwenkkranes
erforderliche Anzugsmoment von ca. 100 Nm bei Ankern M27 auf die Befestigungsmuttern
keine relevante Verformung des Distanzstücks bewirkt. Nach dem Abbinden
des Betonuntergusses (7) wird das erforderliche Betriebsmoment
in Höhe
von ca. 300 Nm bei Ankern M27 auf die Befestigungsmutter (9)
aufgebracht. (Andere Ankergrößen erfordern
andere Anzugsmomente, aber ähnliche
Momentenverhältnisse.)
Hierdurch werden die Distanzstücke
zusammengequetscht bzw. verformen sich so, dass der Fußflansch
(2) flächig
und satt auf dem Betonunterguss (7) aufliegt und die Ankerschrauben
(5) beim Betrieb des Säulenschwenkkranes
wechselspannungsfrei sind und dass aufwändige Nacharbeiten vor der
Inbetriebnahme des Säulenschwenkkranes
entfallen.
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Das
Distanzelement kann auch jede andere, wirtschaftlich vertretbare
Form aufweisen. Entscheidend ist, dass es beim Einbringen des Ausrichtmomentes
formstabil ist und beim Einbringen des Betriebsmomentes auf die
Ankerschrauben soweit zusammenquetschbar ist, dass eine flächige Auflage des
Fußflansches
(2) auf dem Betonunterguss (7) gewährleistet
ist.