DE10347536B4 - Verankerung eines Säulenschwenkkranes - Google Patents

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Abstract

Verankerung eines Säulenschwenkkranes auf einem Betonfundament (6) mit einem am unteren Ende der Säule (1) des Säulenschwenkkranes angeordneten Fußflansch (2) mit Bohrungen, mit in das Fundament (6) eingegossenen Ankerschrauben (5) mit auf diese aufgeschraubte Ausricht- und Befestigungsmuttern (8, 9) mittels welcher die Säule (1) ausrichtbar und befestigbar ist, mit auf die Ankerschrauben (5) und die Ausrichtmuttern (8) aufgesetzten und zusammenquetschbaren Hülsen und mit einem den Zwischenraum zwischen Fußflansch (2) und Fundamentoberkante ausfüllenden Unterguss (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse als ein im Rahmen des erforderlichen Anzugsmoments der Befestigungsmutter (9) zusammenquetschbares Distanzelement (11 oder 13, 14 oder 15 oder 17, 18 oder 20 oder 22) ausgebildet ist, wobei das Distanzelement formstabil ist bei und nach dem Einbringen des Ausrichtmomentes der Kransäule auf die Befestigungsmutter (9) und zusammengequetscht ist nach dem Einbringen des Betriebsmoments auf die Befestigungsmutter (9).

Description

  • 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.
  • 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.
  • Dieser Betonunterguss soll ein flächiges Aufliegen des Fußflansches der Säule gewährleisten.
  • 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.
  • 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.
  • 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 auflösbare 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.
  • 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.
  • 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, Spalten bildet oder zur Vermeidung dieser Spalten der Fußflansch des Kranes auf seiner Unterseite in aufwändiger Weise maschinell plan bearbeitet werden muss.
  • 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.
  • 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.
  • Schließlich ist von Nachteil, dass vor dem Ziehen der Gabelbleche die Befestigungsmuttern gelockert werden müssen.
  • Schließlich ist aus der DE-GM 29816287 ein Säulenschwenkkran bekannt, bei dem zur Erzielung einer Vorspannung von der Fußplatte auf das Betonfundament um jede Ankerschraube eine Hülse angeordnet werden soll, die im montierten Zustand an der Unterseite der Fußplatte anliegt und die vorzugsweise eine solche Länge haben soll, dass sie in eingebautem Zustand geringfügig über dem Boden (Fundament) übersteht.
  • Die Hülse besteht aus flexiblem Material und soll sich beim Anziehen der Ankerschrauben verformen, da der von der Hülse umschlossene Raum nicht betoniert ist. Diese vorgeschlagene Konstruktion hat jedoch erhebliche technische Mängel. Es ist in der Praxis nicht durchführbar unter einer Fußplatte eines Säulenschwenkkranes ein Betonfundament flächig einzubringen und dabei um die Ankerstangen angeordnete Hülsen definiert überstehen zu lassen. Die in der Vorveröffentlichung beschriebene Ausführung ist darüber hinaus kompliziert, technisch aufwendig und unwirtschaftlich.
  • 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.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Verankerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 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.
  • 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.
  • 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.
  • Gemäß einer vierten Ausführung der Erfindung besteht das Distanzelement aus einer Hülse mit Einkerbungen im Mantel.
  • 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.
  • Ebenfalls kann das Distanzstück aus einem im Rahmen des Befestigungsmomentes zusammenquetschbarem Werkstoff (Kunststoff, Keramik, Hohlring) bestehen.
  • Schließlich kann das Distanzstück aus mindestens einer Tellerfeder bestehen.
  • Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert.
  • 1 Die Seitenansicht eines Säulenschwenkkranes mit der Verankerung gemäß der Erfindung zum Teil im Schnitt.
  • 2 Die Einzelheit „A" der 1 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 3 Die Einzelheit „A" der 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 4 Die Einzelheit „A" der 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 5 Die Einzelheit „A" der 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 6 Die Einzelheit „A" der 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 7 Die Einzelheit „A" der 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 8 Die Einzelheit „A" der 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 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.
  • 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).
  • Gemäß dem in 8 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Bei dem in 6 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.
  • Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwischen Fußflansch (2) und Ausrichtmutter (8) je eine Tellerfeder (22) angeordnet.
  • 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.
  • 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.

Claims (8)

  1. Verankerung eines Säulenschwenkkranes auf einem Betonfundament (6) mit einem am unteren Ende der Säule (1) des Säulenschwenkkranes angeordneten Fußflansch (2) mit Bohrungen, mit in das Fundament (6) eingegossenen Ankerschrauben (5) mit auf diese aufgeschraubte Ausricht- und Befestigungsmuttern (8, 9) mittels welcher die Säule (1) ausrichtbar und befestigbar ist, mit auf die Ankerschrauben (5) und die Ausrichtmuttern (8) aufgesetzten und zusammenquetschbaren Hülsen und mit einem den Zwischenraum zwischen Fußflansch (2) und Fundamentoberkante ausfüllenden Unterguss (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse als ein im Rahmen des erforderlichen Anzugsmoments der Befestigungsmutter (9) zusammenquetschbares Distanzelement (11 oder 13, 14 oder 15 oder 17, 18 oder 20 oder 22) ausgebildet ist, wobei das Distanzelement formstabil ist bei und nach dem Einbringen des Ausrichtmomentes der Kransäule auf die Befestigungsmutter (9) und zusammengequetscht ist nach dem Einbringen des Betriebsmoments auf die Befestigungsmutter (9).
  2. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement aus mindestens zwei übereinander angeordneten Hülsen (15a und 15b) mit vorzugsweise gleichen Durchmessern besteht, wobei die korrespondierenden Stirnflächen der Hülsen (15a und 15b) gleichgerichtet konisch ausgebildet sind und zwischen Hülsen (15a, 15b) und Ankerstange (5) oder zwischen Hülsen (15a, 15b) und Ankerstange (5) und außen um die Hülsen (15a, 15b) je ein Ring (25 bzw. 26) aus weicherem Material als die Hülsen angeordnet ist.
  3. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement aus einer dünnwandigen Hülse (11) besteht, deren Innendurchmesser Spiel zu der Ankerschraube (5) aufweist und wobei zwischen Hülse (11) und Ankerschraube (5) ein Zentrierring (12) eingelegt ist.
  4. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement besteht aus einer harten Hülse (13) mit einer stirnseitigen Schneidkante und einer auf der Schneidkante gelagerten Scheibe (14) aus weicherem Material als die Hülse.
  5. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement aus einer Hülse (15) mit Einkerbungen (16) im Mantel besteht.
  6. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement aus zwei ineinander geschobenen Hülsen (17), (18) besteht, wobei eine der Hülsen (17), (18) auf den korrespondierenden Mantelflächen mindestens eine(n) druckabhängig abscherbare oder verformbare Nase, Stift oder Vorsprung aufweist, auf dem die andere Hülse bei deren Einbau aufliegt.
  7. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück aus einem im Rahmen des Befestigungsmomentes zusammenquetschbaren Werkstoff (20) (Keramik) besteht
  8. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück aus mindestens einer Tellerfeder (22) besteht.
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