DE202008017751U1

DE202008017751U1 - Teleskopkran-Auslegerteil

Info

Publication number: DE202008017751U1
Application number: DE202008017751U
Authority: DE
Original assignee: Terex Demag GmbH
Current assignee: Terex Global GmbH
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2018-07-25
Also published as: DE102008032976A1; WO2009033442A1; DE102008032976B4

Abstract

Teleskopkran-Auslegerteil mit einem oberen und einem unteren Profilteil (1, 2), die gekrümmte Querschnittsabschnitte aufweisen, wobei der obere Profilteil (1) und der untere Profilteil (2) aus einer halbkastenförmigen Oberschale und einer halbkastenförmigen Unterschale bestehen, die durch seitliche Profilteile miteinander verbunden sind und wobei der obere und der untere Profilteil (1, 2) im seitlichen Profilbereich miteinander verschweißt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der horizontale Abstand der Schenkelenden des oberen bzw. des unteren Profilteils (1, 2) voneinander in Richtung auf das jeweils andere Profilteil vergrößert,
dass der seitliche Profilbereich (6) jeweils drei gerade Segmente (7, 8, 9) aufweist, wobei das obere, gerade Segment (7) und das untere, gerade Segment (8) unter Bildung eines stumpfen Winkels auf das mittlere, gerade Segment (9) stoßen,
und dass das obere, gerade Segment (7) und das untere, gerade Segment (8) tangential in nach außen gekrümmte, durch die Schenkelenden gebildete, Segmente (10, 11) übergehen

Description

Die Erfindung betrifft ein Teleskopkran-Auslegerteil, vorzugsweise für Fahrzeugkrane, mit einem oberen und einem unteren Profilteil, die gekrümmte Querschnittsabschnitte aufweisen, wobei der obere Profilteil und der untere Profilteil aus einer halbkastenförmigen Oberschale und einer halbkastenförmigen Unterschale bestehen, die durch seitliche Profilteile miteinander verbunden sind und wobei der obere und der untere Profilteil im seitlichen Profilbereich miteinander verschweißt sind.
Teleskopausleger werden hauptsächlich durch eine Kraft in Längsrichtung des Teleskopauslegers, eine Biegebeanspruchung in der Wippebene und eine Biegebeanspruchung quer zur Wippebene belastet.
Aus diesen Belastungen entstehen in den Profilen der einzelnen Auslegerteile Spannungen. Je nach Verhältnis der drei Belastungen zueinander entsteht eine andere Spannungsverteilung im Profil.
Überwiegt die Biegebeanspruchung in der Wippebene herrscht im oberen Profilbereich eine große Zugspannung und im unteren Profilbereich tritt eine große Druckspannung auf. In der Mitte der seitlichen Profilbereiches ist die Spannung dagegen gering.
Bei langen Teleskopauslegern mit angebauten Verlängerungen, bei abgespannten Auslegersystemen oder bei steilen Auslegerstellungen kommt es zu einer Spannungsverteilung im Profil, bei der auch die Oberschale und die seitlichen Profilbereiche Druckspannungen aufweisen, welche die Stabilität dieser Bereiche herabsetzen.
Durch die ineinander geschachtelten Auslegerteilen entstehen im Bereich ihrer Lagerung zusätzliche, quergerichtete Druckspannungen, die insbesondere die Stabilität des seitlichen Profilbereiches vermindern.
Um Gewicht zu sparen, bestehen die Profile von Teleskopauslegern aus dünnwandigen, abgekanteten Schalen vorzugsweise aus metallischen Werkstoffen. Dünnwandige Schalen, die mit Druckspannungen beansprucht werden, neigen zum Stabilitätsverlust durch Beulen, Das Beulen von Teilbereichen der Profile wurde durch Aufschweißen von Verstärkungsblechen und Beulsteifen verhindert. Dadurch erhöhte sich jedoch das Gesamtgewicht des Teleskopauslegers. Nachteilig ist außerdem, das wegen der Abmessungen der Verstärkungsbleche und Beulsteifen ein enges ineinander schachteln der Auslegerteile nicht möglich ist. Es wird wertvoller Bauraum verbraucht. Die inneren Auslegerteile werden in ihren äußeren Abmessungen zu klein. Die Steifigkeit der Auslegerteile gegen Biegung nimmt dadurch ab. Auch die Anzahl der ineinander zu schiebenden Auslegerteile wird begrenzt.
Eine andere Methode, den Beulwiderstand der Profile zu vergrößern, ist eine geeignete Formgebung der Schalen.
In der EP 0 668 238 A1 wird ein Auslegerprofil beschrieben, das ein langes, gerades seitliches Profilsegment aufweist. Dieses Profilsegment ist unter Druckbeanspruchung aus Biegebeanspruchung und unter Druckbeanspruchung aus der Lagerung erheblich stabilitätsgefährdet.
Die bei dem DE 200 04 016 U1 vorgesehene dickere Unterschale muss weit über die neutralen Zone hinausreichen, um ein Beulen der dünneren Oberschale zu verhindern.
Die DE 201 20 121 U1 beschreibt ein Profil bestehend aus Ober- und Unterschale, wobei die geraden Schenkelenden senkrecht verlaufen und miteinander verschweißt sind. Bei diesem bekannten Profil wird die Beulsteifigkeit der Oberschale erhöht. Das seitliche Profilsegment ist jedoch auf Grund seiner Höhe und des großen Krümmungsradius stabilitätsgefährdet.
In der DE 10 2006 014 573 B3 wird der Beulwiderstand des seitlichen Profilsegmentes durch am Verbindungspunkt der Schalen aneinander angrenzende Endsegmente, die schräg nach außen laufen, gesteigert. Nachteilig ist, dass sich sowohl im oberen Profilteil als auch im unteren Profilteil beulgefährdete Abschnitte befinden. Diese beulgefährdeten Abschnitte werden durch das Endsegment und das weniger stark nach außen gekrümmte Segment gebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, den seitlichen Bereich eines Teleskopauslegerprofils so zu gestalten, dass er einen großen Beulwiderstand hat, eine hohe Steifigkeit des Profils erzielt wird und sich die Profile bei minimalem Platzbedarf ineinander schieben lassen.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einem Teleskopkran-Auslegerteil mit einem oberen und einem unteren Profilteil, die gekrümmte Querschnittsabschnitte aufweisen,
wobei der obere Profilteil und der untere Profilteil aus einer halbkastenförmigen Oberschale und einer halbkastenförmigen Unterschale bestehen, die durch seitliche Profilteile miteinander verbunden sind und wobei der obere und der untere Profilteil im seitlichen Profilbereich miteinander verschweißt sind,
dadurch, dass sich der horizontale Abstand der Schenkelenden des oberen bzw. des unteren Profilteils voneinander in Richtung auf das jeweils andere Profilteil vergrößert,
dass der seitliche Profilbereich jeweils drei gerade Segmente aufweist, wobei das obere, gerade Segment und das untere, gerade Segment unter Bildung eines stumpfen Winkels auf das mittlere, gerade Segment stoßen,
und dass das obere, gerade Segment und das untere, gerade Segment tangential in nach außen gekrümmte, durch die Schenkelenden gebildete, Segmente übergehen.
Nach einer Ausgestaltung liegen die Verbindungslängsschweißnähte zwischen dem oberen und dem unteren Profilteil jeweils innerhalb der drei geraden Segmente oder an deren Beginn oder Ende liegen.
Ferner ist vorgesehen, dass die Lagerungen für die einzelnen Auslegerteile ineinander derart angeordnet sind, dass die Lasteinleitung in die gekrümmten Segmente erfolgt, die einen kontinuierlichen Übergang in das gerade obere bzw. untere Segment aufweisen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen den beiden zu jeweils einem der Profilteile gehörenden gekrümmten Segmenten des oberen bzw. unteren Profilteils ein gerader Übergangsabschnitt vorgesehen ist.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, den seitlichen Profilbereich so auszubilden, dass mehrere, in sich stabile Abschnitte entstehen. Gleichzeitig wird die Stabilität des gesamten seitlichen Profilbereiches durch die beiden, aus den stumpfen Winkeln gebildeten, idealisierten Beulesteifen gesteigert.
Gekrümmte Segmente weisen an sich einen hohen Beulwiderstand auf und sind, wenn ihre Krümmungen nicht zu groß werden, als stabile Abschnitte geeignet.
Gerade Segmente hingegen dürfen nicht zu lang werden, um eine hinreichenden Beulwiderstand zu gewährleisten.
Die Kombination von geraden und gekrümmten Segmenten und deren Abstimmung aufeinander ermöglicht es, ein den Anforderungen angepasstes Profil zu entwerfen.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist der große Beulwiderstand des seitlichen Profilbereiches gegenüber Normalspannungen. Insbesondere bei einer Druck- und Querbiegebeanspruchung des Teleskopauslegers, also bei angebauten Verlängerungen, bei abgespannten Auslegersystemen oder bei steilen Auslegerstellungen, kann die Tragfähigkeit des Teleskopauslegers gesteigert werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der große Beulwiderstand des seitlichen Profilbereiches gegenüber einer Schubbelastung. Diese Schubbelastung wirkt im Einspannbereich der Auslegerteile. Sie ist um so größer, je kleiner die Einspannlänge ist. Insbesondere bei voll ausgefahrenen Auslegerteilen können nun größere Querkräfte übertragen werden oder die Einspannlänge kann reduziert werden. Eine Reduzierung der Einspannlänge führt zu einer gewünschten, kürzeren Länge des einteleskopierten Teleskopauslegers und zu einem geringeren Gesamtgewicht.
Durch das mittlere, gerade Segment wird mehr Material in einen größeren Abstand zur vertikalen Achse gebracht. Damit wird das Flächenträgheitsmoment um die vertikale Achse vergrößert, wodurch auch die Steifigkeit gegenüber einer Biegebelastung quer zur Wippebene vergrößert wird.
Die auftretenden Längskräfte werden von Auslegerteil zu Auslegerteil über im mittleren, geraden Segment liegende Verbolzungen weitergeleitet. Dabei entstehen Druckspannungen, denen, durch die erfindungsgemäße Anordnung der drei geraden Segment unter Bildung von stumpfen Winkeln, ein hoher Beulwiderstand entgegen steht.
Durch das Im Teleskopausleger auftretende Torsionsmoment werden die Auslegerteile gegeneinander verdreht. Mit die erfindungsgemäße Ausbildung wird die dabei auftretende Verdrehung stark reduziert.
Die Übertragung der Querkräfte von Auslegerteil zu Auslegerteil erfolgt durch Lagerungen. Im Bereich der vorderen Lagerung entstehen dabei quergerichtete Druckspannung im Profil des innenliegenden Auslegerteiles. Vorteilhaft erfolgt diese Lasteinleitung in ein gekrümmtes Segment, welches einen kontinuierlichen Übergang in das gerade Profilsegment aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Form des seitlichen Profilbereiches und die Verwendung geeigneter Gleitstücke zwischen den Auslegerteilen können die quergerichteten Druckspannung nicht zum Stabilitätsverlust des seitlichen Profilbereiches führen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich durch die Möglichkeit, die Auslegerteile auf kleinstem Bauraum ineinander zu verschachteln.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung soll nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung erläutert werden.
In der Figur ist schematisch ein Querschnitt durch das Auslegerteil dargestellt. Da der Auslegerquerschnitt symmetrisch zu einer vertikalen Symmetrieebene ausgebildet ist, wird nachfolgend immer nur eine Seite betrachtet.
Das obere bzw. untere Profilteil ist mit 1 bzw. 2 bezeichnet. Die Verbindung zwischen diesen beiden Profilteilen wird über ein seitliches Profilteil hergestellt, das mit 6 bezeichnet ist. Dieses seitliche Profilteil besteht aus drei Segmenten, und zwar einem oberen geraden Segment 7, einem unteren geraden Segment 8 und einem mittleren geraden Segment 9. Die Verbindungslängsschweißnaht zwischen dem oberen und unteren Profilteil 1 bzw. 2. ist mit 3 bezeichnet.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind zwischen den gekrümmten Segmenten 10 bzw. 11, die durch die Schenkelenden des oberen bzw. unteren Profilteiles gebildet werden, gerade Übergangsabschnitte 4 bzw. 5 vorgesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0668238 A1 [0009]
- DE 20004016 U1 [0010]
- DE 20120121 U1 [0011]
- DE 102006014573 B3 [0012]

Claims

Teleskopkran-Auslegerteil mit einem oberen und einem unteren Profilteil (1, 2), die gekrümmte Querschnittsabschnitte aufweisen, wobei der obere Profilteil (1) und der untere Profilteil (2) aus einer halbkastenförmigen Oberschale und einer halbkastenförmigen Unterschale bestehen, die durch seitliche Profilteile miteinander verbunden sind und wobei der obere und der untere Profilteil (1, 2) im seitlichen Profilbereich miteinander verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich der horizontale Abstand der Schenkelenden des oberen bzw. des unteren Profilteils (1, 2) voneinander in Richtung auf das jeweils andere Profilteil vergrößert, dass der seitliche Profilbereich (6) jeweils drei gerade Segmente (7, 8, 9) aufweist, wobei das obere, gerade Segment (7) und das untere, gerade Segment (8) unter Bildung eines stumpfen Winkels auf das mittlere, gerade Segment (9) stoßen, und dass das obere, gerade Segment (7) und das untere, gerade Segment (8) tangential in nach außen gekrümmte, durch die Schenkelenden gebildete, Segmente (10, 11) übergehen
Teleskopkran-Auslegerteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslängsschweißnähte zwischen dem oberen und dem unteren Profilteil jeweils innerhalb der drei geraden Segmente oder an deren Beginn oder Ende liegen.
Teleskopkran-Auslegerteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungen für die einzelnen Auslegerteile ineinander derart angeordnet sind, dass die Lasteinleitung in die gekrümmten Segmente (10, 11) erfolgt, die einen kontinuierlichen Übergang in das gerade obere bzw. untere Segment (7, 8) aufweisen.
Teleskopkran-Auslegerteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden zu jeweils einem der Profilteile gehörenden gekrümmten Segmenten (10 bzw. 11) des oberen bzw. unteren Profilteils (1, 2) ein gerader Übergangsabschnitt (4 bzw. 5) vorgesehen ist.