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Die Erfindung betrifft einen Spitzenausleger für einen Kran, insbesondere einen Mobilkran mit einem kastenförmigen Auslegerprofil.
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Spitzenausleger für Krane, insbesondere Mobilkrane, basieren auf Blechkonstruktionen aus mehreren miteinander verschweißten Blechen. Zur Erhöhung der Belastbarkeit der Auslegerkonstruktion sind in die Blechkästen Steifen, Beulsteifen etc. eingearbeitet, die in der Regel an die Innenwandung als senkrechte Blechstreifen angeschweißt sind. Diese Schweißverbindungen erfordern jedoch aufwendige und kostenintensive Schweißverfahren, bei denen die Bleche zum Beispiel über Kehlnähte miteinander verbunden werden.
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Zudem wird das Blechmaterial des Auslegerprofils während des Schweißvorgangs nachteilig großer Wärme ausgesetzt, die erhebliche Auswirkungen auf die Materialeigenschaften der Konstruktion haben kann. Aus diesem Grund ist eine sehr sorgfältige Verfahrensausführung zwingend, um die damit verbundene Materialbeeinträchtigung bzw. Verformung zu verhindern bzw. in einem tolerierbaren Rahmen zu halten, da diese im Kranbetrieb die Tragfähigkeit erheblich beeinträchtigen könnte. Demzufolge ist auch nach jedem Schweißvorgang ein Arbeitsgang „Richten” einzuplanen, um die Konstruktion auf mögliche Abweichungen von der Idealform ausgiebig zu untersuchen. Darüber hinaus stellt jede zusätzliche Schweißnaht stets eine Problemstelle der Ermüdungsfestigkeit dar.
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Die Erfindung setzt sich daher zum Ziel eine alternative Lösung für die gezielte punktuelle Versteifung entsprechender Spitzenauslegerkonstruktionen aufzuzeigen, die die vorangehend beschriebene Problematik zu überwinden weiß.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Spitzenausleger gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Spitzenauslegers sind Gegenstand der sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird ein Spitzenausleger für einen Kran, insbesondere einen Mobilkran, vorgeschlagen, der ein kastenförmiges Auslegerprofil aufweist und zumindest abschnittsweise ein oder mehrere Sicken umfasst. Die ein oder mehreren Sicken werden anstelle der geschweißten Aussteifungen ausgeformt, um die Stabilität bei der angepeilten Belastung sicherzustellen. Dadurch fällt der verhältnismäßig hohe Aufwand für Schweißarbeiten weg und die damit verbundene Richtarbeit kann ersatzlos entfallen. Im Endeffekt wird die Gefahr von Idealformabweichungen des Auslegers und der damit einhergehenden Tragfähigkeitsbeeinträchtigung der Auslegerkonstruktion ausgeräumt. Der gesamte Produktionsprozess ist nicht nur kostengünstiger sondern auch zuverlässiger.
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Bevorzugt besteht das Auslegerprofil aus zwei in Längsrichtung miteinander verschweißten Halbschalen. Alternativ kann das Auslegerprofil auch aus einem einzigen Blech konstruiert werden, das in die entsprechende Kastenform gekantet bzw. gebogen wird. Bei der Verwendung von zwei Halbschalen sind zwei Schweißnähte in Längsrichtung notwendig, während bei der Verwendung von einem einzigen Blech eine Schweißnaht entfallen kann. Bei geeigneter Form des verwendeten Blechs kann der gesamte Spitzenausleger aus einem Blech hergestellt werden.
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Beispielsweise können verschiedene Schweißverfahren Verwendung finden. Hier bietet sich unter Umständen das sogenannte MAG-Schweißen, das UP-Schweißen, Plasmaschweißen, Laserhybridschweißen oder Laserschweißen an. Auch eine Kombination aus den vorgenannten Verfahren ist denkbar. Letzteres Verfahren trägt besonders wenig Hitze in das Grundmaterial ein und erfordert relativ wenig bis überhaupt keine nachfolgende Richtarbeit.
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Das kastenförmige Auslegerprofil kann eine rechteckige bzw. quadratische Querschnittstruktur umfassen. Denkbar sind jedoch auch Profilmodifikationen, beispielsweise durch Ausbildung eines gerundeten Untergurtes. Bei der Zusammensetzung des Spitzenauslegers aus einzelnen Halbschalen besteht die Möglichkeit, dass Ober- sowie Untergurt durch jeweils eine Halbschale gebildet sind, die im Bereich der vertikalen Seitenflächen miteinander verschweißt sind. Gemäß der vorgeschlagenen Profilmodifikation wird dann auf eine runde Unterschale zurückgegriffen. Jede der verwendeten Halbschalen kann beispielsweise ein oder mehrere Sicken umfassen, die Anordnung der Sicken kann jedoch alternativ auf eine einzige Halbschale beschränkt sein.
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Denkbar ist es, dass pro Seitenfläche des Auslegerprofils wenigstens eine Sicke vorgesehen ist. Alternativ können nur die vertikalen Seitenflächen oder nur die horizontalen Seitenflächen ein oder mehrere Sicken umfassen. Wenigstens eine Sicke kann vorzugsweise im unteren Drittel an einer Seitenfläche ausgeformt sein, Idealerweise ist auf jeder Seitenfläche jeweils eine im unteren Drittel ausgeformte Sicke vorgesehen.
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Die Sicken erstrecken sich vorzugsweise über einen Großteil der Längsachse des Auslegerprofils, idealerweise über die gesamte Auslegerlänge. Denkbar ist es, dass die Sickenform über die Längsachse gleichbleibend ist oder alternativ kann sich die Sickenform in Richtung der Auslegerspitze verändern, beispielsweise kann sich deren Querschnittsfläche verjüngen. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn auch das Auslegerprofil selbst in Richtung der Spitze verjüngt ist.
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Die Anordnung der Sicken kann entweder auf der Innenwandung oder alternativ auf der Außenwandung des Auslegerprofils erfolgen. Nicht ausgeschlossen ist eine Variante, bei der sowohl Sicken auf der Innenwandung als auch Sicken auf der Außenwandung vorgesehen sind.
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Die Sickenform ist grundsätzlich beliebig und nach Anwendungsfall bzw. Auslegerkonstruktion passend auszuwählen. Es bietet sich beispielsweise eine V- oder U-förmige Sickenform und/oder eine Dreieck-Form oder eine Trapez-Form und/oder eine wellige sowie rund- bzw. kreisförmige Sickenform an. Denkbar ist ebenfalls eine scharfkantige Ausformung der Sicken. Die gewählte Sickenform kann für jede einzelne Sicke über die Auslegerlänge gleichbleibend sein, denkbar ist jedoch nicht nur eine Änderung der Formabmessung sondern auch eine Änderung der Form selbst über die Auslegerlänge. Beispielsweise kann bei runden bzw. kreisrunden Sickenformen der Radius der gewählten Form über die Auslegerlänge variieren. Bei der Sickenform wird üblicherweise von der Querschnittsfläche der Sicke gesprochen.
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Wie bereits eingangs erläutert wurde, ist die Verwendung von Sicken dahingehend vorteilhaft, dass sonstige Versteifungen entfallen können. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Spitzenausleger demnach lediglich mit Sicken zur Versteifung ausgestaltet und es existieren keinerlei sonstige Versteifungen in Form von aufgeschweißten Steifen, Beulsteifen, etc..
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Neben dem erfindungsgemäßen Spitzenausleger betrifft die vorliegende Erfindung auch einen Kran, insbesondere einen Mobilkran, mit einem Spitzenausleger gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung. Für den Kran ergeben sich folglich dieselben Vorteile und Eigenschaften, wie sie zuvor anhand des erfindungsgemäßen Auslegers erläutert wurden. Auf eine wiederholende Beschreibung wird aus diesem Grund verzichtet.
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Alternativ bleibt zu erwähnen, dass die erfindungsgemäße Idee betreffend die Versteifung von Blechkonstruktionen mittels Sicken auch auf etwaige andere Stellen des Krans, insbesondere des Stahlbaus des Krans, besonders bevorzugt des Kranunterwagens oder des gesamten Auslegersystems Anwendung finden kann. Es bietet sich demnach an, entsprechende Stellen des Stahlbaus des Kranwagens bzw. des Kranober- oder -unterwagens mit Sicken auszugestalten, sodass auf sonstige Versteifungen, die in der Regel über Schweißprozesse angebracht werden, verzichtet werden kann. Dies gilt vor allem für das sonstige Auslegersystem neben dem Spitzenausleger, beispielsweise einzelne Teleskopschüsse eines Teleskopauslegers, etc. Diese Varianten sind jedoch nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
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Es zeigen:
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1: einen Querschnitt durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Auslegerprofil eines Spitzenauslegers,
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2: eine Darstellung des Sicken umfassenden Blechs zur Herstellung des erfindungsgemäßen Spitzenauslegers und
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3: eine skizzierte Darstellung des erfindungsgemäßen Spitzenauslegers.
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1 zeigt ein konventionelles Spitzenauslegerprofil 1 gemäß dem Stand der Technik. Die Querschnittsdarstellung zeigt ein aus zwei Halbschalen 2, 3 zusammengesetztes kastenförmiges Auslegerprofil, wobei die Halbschalen den Ober- sowie Untergurt bilden und auf den vertikalen Seitenflächen durch zwei über die gesamte Längsachse verlaufende Schweißnähte 5 miteinander verbunden sind. Die zusammengesetzten Halbschalen 2, 3 bilden einen Hohlraum.
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An den Innenwandungen der Halbschalen 2, 3 sind konventionelle Aussteifungen in Form von Steifen 4 vorgesehen. Diese Blechstreifen sind in der Regel an der Innenwandung der Halbschalen 2, 3 angeschweißt und erstrecken sich in Längsrichtung des Auslegers 1. Das Anschweißen der Steifen 4 bedeutet nicht nur eine zusätzliche Materialbelastung für die Halbschalen 2, 3 sondern das gesamte Auslegergewicht nimmt aufgrund des zusätzlichen Materials zu.
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2 zeigt nunmehr das für die Herstellung des erfindungsgemäßen Spitzenauslegers verwendete Blech 10 in einer Schnittdarstellung quer zur Auslegerlängsachse. Das Blech 10 umfasst eine Reihe von Sicken 20, die entweder gleichförmig ausgestaltet sein können oder alternativ unterschiedliche Formen aufweisen. Gemäß der Darstellung können die Sicken 20 vor dem Kanten/Biegen des Blechs 10 in die gewünschte Auslegerform eingebracht werden. Es spricht jedoch nichts dagegen, die Sicken 20 erst nach dem Formen des Kastenprofils einzubringen.
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Im Beispiel der 2 haben die ersten beiden Sicken 20a, 20b eine rechteckige Querschnittsform, während die Sicke 20c kreisförmig und die Sicke 20d dreieck- bzw. V-förmig ausgeformt ist. Die Sicken 20a–20d erstrecken sich üblicherweise über die gesamte Auslegerlänge.
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Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Spitzenauslegers wird gemäß 2 ein einziges Blech verwendet, das nach Einbringung der Sicken 20a bis 20d in die gewünschte kastenförmige Auslegerform gekantet wird. Das Aufbiegen der ersten beiden Seitenkanten 11, 12 ist durch die gestrichelte Linie angedeutet.
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3 zeigt nun schemenhaft den erfindungsgemäßen Spitzenausleger 100 im Querschnitt. Zu sehen ist ein kastenförmiges Auslegerprofil 100, mit einem sich über die gesamte Auslegerlänge erstreckenden Hohlraum. Auch diese kastenförmige Blechkonstruktion wird aus zwei Halbschalen 105, 106 zusammengesetzt, wobei die Halbschale 105 den Untergurt und die Halbschale 106 den Obergurt formt. Beide Halbschalen 105, 106 sind an den vertikalen Seitenflächen 101 und 103 über die Längsnähte 107 miteinander verschweißt, vorzugsweise per MAG-Schweißen, UP-Schweißen, Plasmaschweißen, Laserhybridschweißen oder Laserschweißen bzw. einer Kombination aus den vorgenannten Verfahren. Letzteres Verfahren trägt besonders wenig Hitze in das Grundmaterial ein und es erfordert relativ wenig bis überhaupt keine Richtarbeit.
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Jede Seitenwandung 101, 102, 103, 104 umfasst eine mittige Sicke 20, wobei diese auf der Außenfläche eine rillenartige Vertiefung 21 vorsieht, die sich in den Hohlraum hinein streckt und folglich auf der Innenwandung eine Auswölbung 22 ausbildet. Die Sicken 20 erstrecken sich über die gesamte Längsachse des Spitzenauslegers 100. Im Beispiel der 3 sind die Sicken 20 als V-förmige Vertiefungen 21 der Außenwandung dargestellt, die über die gesamte Spitzenauslegerlänge entweder eine gleichbleibende Form aufweisen oder alternativ in Richtung der Spitze des Spitzenauslegers verjüngt, d. h. kleiner werdende Abmessungen im Querschnittsprofil aufweisen.
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Der Spitzenausleger gemäß 3 kann auch einen modifizierten Untergurt 105 umfassen, der eine runde Halbschale 105' umfasst, wie dies durch die gestrichelte Linie angedeutet ist.
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Die Alternativen a, b gemäß 3 zeigen abweichende Formen der Sicken 20, die beispielsweise statt der V-Form auch eine rechteckige Einkerbung 21a, 21b der Außenwandung nach innen aufweisen können.
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Die Halbschalen 105, 106 können auch unterschiedliche Blechstärken aufweisen. Auch ist es möglich, dass sich das Kastenprofil und/oder die Breite bzw. Länge der Sicken in Richtung der Spitze des Auslegers verjüngen. Weiter könnte die Lösung mit den Sicken 20 auch an anderen Stellen des Kranaufbaus zum Einsatz kommen, insbesondere am Stahlbau des Kranunterwagens und/oder des Auslegers.
