DE2103667A1 - Lifting crane - Google Patents
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Description
Die Erfindung,-feezieht sich auf einen Hebekran, insbesondere Baukran, mit einem frei ausladenden Ausleger auf einem Turm oder Mast, an dem eine Laufkatze mit einer Vorrichtung zum Heben und Senken von Lasten bewegt werden kann und der aus einem Gitterfachwerk mit mindestens einer oberen und mindestens einer unteren längs verlaufenden Rahmenstrebe besteht.The invention relates to a hoisting crane, in particular Construction crane, with a freely projecting boom on a tower or mast, on which a trolley with a device for Raising and lowering loads can be moved and made of a lattice framework with at least one upper and at least consists of a lower longitudinal frame strut.
Ein auf einer Baustelle eingesetzter Hebekran weist üblicherweise einen Turm auf, der an seinem oberen Endstück einenA lifting crane used on a construction site usually has a tower that has a
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horizontalen Ausleger oder Kranbalken trägt. Der Ausleger führt in seinem Inneren eine Laufkatze, an der ein Flaschenzug oder Drahtseile herabhängen. Eine derartige Laufkatze kann entlang des gesamten Auslegers bewegt werden und der Kran kann einen rechtwinkligen Arbeitsbereich in der vertikalen Ebene überstreichen.horizontal jib or jib carries. Inside the boom is a trolley with a pulley system or hang down wire ropes. Such a trolley can be moved along the entire boom and the The crane can sweep a rectangular work area in the vertical plane.
Die steigende Nachfrage der Bauindustrie nach rationelleren Baumethoden führt zu einer Zunahme des Arbeitsbereiches der Baukräne und damit der Länge der Ausleger. Mit dem wachsenden horizontalen Operationsradius für einen Hebekran wird auch die Hebefähigkeit in Abhängigkeit vom Eigengewicht des Auslegers größer. Um Ausleger mit einem geringen Eigengewicht zu erhalten, wurden sie in Gitterfachwerkbauweise hergestellt, das in vielen Fällen aus hochwertigem Baustahl besteht.The increasing demand from the construction industry for more rational building methods leads to an increase in the work area of the construction cranes and thus the length of the boom. With the growing horizontal operating radius for a lifting crane the lifting capacity is also dependent on its own weight of the boom larger. In order to obtain cantilevers with a low dead weight, they were built in a lattice framework made, which in many cases consists of high-quality structural steel.
Bei den herkömmlichen Kränen wird der Ausleger durch ein oder mehrere Stützglieder abgestützt, die an der äußeren Hälfte des Auslegers verankert sind.-.Das andere Ende eines derartigen Stützgliedes erstreckt sich üblicherweise' übär einen Kreuzungspunkt mitder'Verlängerung des Kranturmes hinaus, der höher als der Ausleger liegt. Eine zweite Befestigungsstelle für den Ausleger ist an der Verbindungsstelle mit dem Kranturm vorgesehen.With conventional cranes, the boom is through a or multiple support members anchored to the outer half of the boom - the other end of one such support member usually extends' usual a crossing point with the extension of the crane tower, which is higher than the boom. A second attachment point for the boom is at the junction with provided for the crane tower.
Die Ausleger haben üblicherweise einen rechteckigen oder dreieckigen Querschnitt, wobei an jedem Eckpunkt des Quer-The booms usually have a rectangular or triangular cross-section, with each corner point of the transverse
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schnittes Rahmenstreben sitzen. Die unteren und oberen Rahmenstreben sind miteinander durch vertikale Streben und diagonale Streben verbunden. Bei den bekannten Baukränen ist häufig ein und die selbe Rahmenstrebe oder Diagonalstrebe entweder Druckkräften oder Zugkräften unterworfen, und zwar unter anderem abhängig davon, ob die Laufkatze mit der Last außerhalb oder innerhalb des Punktos ist, an dem das tragende Stützglied des Auslegers mit dem Ausleger verankert ist.cut frame struts sit. The lower and upper frame struts are interconnected by vertical struts and connected diagonal struts. In the known construction cranes, one and the same frame strut or diagonal strut is either subjected to compressive forces or tensile forces, and although depending, among other things, on whether the trolley with the load is outside or inside the point at which the load-bearing support member of the boom is anchored to the boom.
Aus den bereits dargelegten Gründen ist es wünschenswert, alle Materialien im Ausleger so einzusetzen, daß eine optimale Festigkeit des Auslegers erreicht wird.Bei den bekannten Auslegernkann jedoch ein wesentliches Anwachsen des Gewichtes nicht vermieden werden, weil der Hauptteil der Gitterstreben so dimensioniert werden muß, daß die Streben in der Lage sind, Druckkräfte zu übertragen, wobei die Bruchgefahr einkalkuliert werden muß. Darüberhinaus sind die Gitterstreben in einem Ausleger der bekannten Art während des Betriebes des Kranes auch entgegengesetzten Belastungen ausge-For the reasons already outlined, it is desirable to use all materials in the boom so that an optimal one Strength of the boom is achieved. In the known booms, however, a significant increase in weight cannot be avoided because the main part of the lattice struts must be dimensioned so that the struts in the Are able to transmit compressive forces, whereby the risk of breakage must be taken into account. In addition, the lattice struts in a boom of the known type during the operation of the crane also opposing loads.
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setzt, nämlich sowohl Zug- auch Druckkräften, wodurch bei einem angespannten Kranbetrieb Brüche infolge Ermüdung des Strebenmaterials eintreten können» Eine Anzahl solcher Fälle sind bekannt.sets, namely both tensile and compressive forces, whereby at When the crane is under tension, fractures can occur as a result of fatigue of the strut material »A number of such cases are known.
Baukräne haben oft Ausleger mit einer Länge von 30 bis kO m. Es ist deshalb von entscheidender Wichtigkeit r den Schwerpunkt des Auslegers in die Nähe des Drehzentrums zu legen, weil hierdurch nicht nur das durch das Eigengewicht verursachteConstruction cranes often have meters with a length of 30 to kO boom. It is therefore r is of crucial importance to focus the boom near the center of rotation, because this not only caused by the weight
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Moment in der vertikalen Richtung, sondern auch die Wirkung des horizontal wirkenden Biegemoments reduziert wird, die durch die Trägheitskräfte des Auslegers beim Starten und Bremsen seiner Drehbewegung verursacht werden.Moment in the vertical direction, but also the effect of the horizontally acting bending moment is reduced caused by the inertial forces of the boom when starting and braking its rotary motion.
Wie wichtig es ist, daß der Schwerpunkt den Auslegers einen kleinen Drehradius hat, ist leicht einzusehen, wenn man bedenkt, daß alle Teile des Auslegers während des Startens und Bremsens seiner Drehbewegung Trägheitskräften ausgesetzt sind, deren Größe direkt proportional dem Produkt aus dem Eigengewicht des Teils und dem Abstand vom Zentrum der Drehbewegung ist.How important it is that the center of gravity unites the boom has a small turning radius, is easy to see when you consider that all parts of the boom during take-off and braking its rotational movement are subjected to inertial forces, the magnitude of which is directly proportional to the product of the Weight of the part and the distance from the center of rotation.
Bei dem weiter unten beschriebenen Ausleger ist der Schwerpunkt enger an das Drehzentrum gelegt, als es bei den Auslegern der bekannten Art möglich ist. Darüberhinaus ist aufgrund der Konstruktion des Auslegers die gesamte Oberfläche, die der Windbelastung ausgesetzt ist, kleiner als bei den bekannlai Baukränen. Daraus folgen weitere Vorteile vom Standpurit der Dimensionierung und Verbesserungen der Betriebseigenschaften des Kranes. f In the boom described below, the center of gravity is placed closer to the center of rotation than is possible with the booms of the known type. In addition, due to the construction of the boom, the entire surface that is exposed to the wind load is smaller than with the known construction cranes. This results in further advantages of the stand purit in terms of dimensioning and improvements in the operating characteristics of the crane. f
Darüberhinaus ist der Ausleger so ausgeführt, daß e*r eine wesentlich geringere Anzahl von Streben enthält, die Druckkräften unterworfen sind. Jede Strebe in e:.nem erfindungsgemäßen Ausleger ist ausschließlich einem Typ von Belastung unterworfen, entweder Zug oder Druck, was zu einer beträchtlichen Minderung der Bruchgefahr aufgrund von Ermüdung des Materials führt.In addition, the boom is designed so that e * r one contains a much smaller number of struts that are subjected to compressive forces. Each strut in e: .nem according to the invention Cantilever is subjected to only one type of load, either tension or compression, resulting in substantial Reduction of the risk of breakage due to fatigue of the material.
Turmbaukräne werden in Serien produziert. Seit langem wird der Turm aus Baueinheiten zusammengesetzt. Bis heute istTower cranes are produced in series. Has been for a long time the tower assembled from building units. Until today is
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es jedoch nicht möglich, Ausleger in gleicher V/eise aus Baueinheiten herzustellen, unter anderenT deshalb, weil bei konventionellen Auslegern die Belastung an einer Auslegerbaueinheit, die am äußeren Teil des Auslegers angeordnet ist, unterschiedlich ist gegenüber denjenigen Belastungen an einer Auslegerbaueinheit, die weiter innen am Ausleger angeordnet ist.However, it is not possible to use cantilevers in the same way from building units to produce, among other things, because at conventional booms the load on a boom assembly, which is arranged on the outer part of the boom is different from those loads on a boom assembly that is further inside the boom is arranged.
Ein wesentliches Kennzeichen des erfindungsgemäßen Auslegers besteht darin, daß er gänzlich ohne äußere Stützglieder aufgebaut ist.An essential feature of the boom according to the invention is that it is constructed entirely without external support members is.
Vom herstellungstechnischen Standpunkt ermöglicht die Erfindung große Beweglichkeit und gute Anpassung an den Markt.From a manufacturing point of view, the invention enables great mobility and good adaptation to the market.
Bauseitig wird oft gewünscht, den Auslege eines vorhandenen Baukranes zu verlängern. Bei den konventionellen Baukränen ist eine derartige Verlängerung nur in Ausnahmefällen möglich, weil die Belastung in demjenigen Querschnitt, der der größten Belastung unterworfen ist, das ist an der Befestigungsstelle des tragenden Stützgliedes, im Verhältnis •ψ**, der Länge des Auslegers■■: außerhalb des Stützgliedes nach der Verlängerung zu der Länge des Auslegers außerhalb des Stützgliedes vor der Verlängerung zunimmt.On-site customers often want to extend the extension of an existing construction crane. With conventional construction cranes, such an extension is only possible in exceptional cases, because the load in the cross-section that is subject to the greatest load, that is at the fastening point of the load-bearing support member, in the ratio • ψ **, the length of the boom ■■: outside of the support member after extension to the length of the boom outside of the support member before extension increases.
Bei dem erfindungsgemäßen Ausleger befindet sich der Querschnitt, der der größten Belastung ausgesetzt ist, stets an der Befestigungsstelle am Kranturm. Infolgedessen nimmt die Belastung in diesem Querschnitt nur entsprechend demIn the boom according to the invention, the cross section that is exposed to the greatest load is always located at the attachment point on the crane tower. As a result, the load in this cross-section only increases accordingly
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Verhältnis ve« der Länge des gesamten Auslegers nach der Verlängerung zu der Länge des gesamten Auslegers vor der Verlängerung zu.Ratio ve «of the length of the entire boom according to the Extension to the length of the entire boom prior to extension.
Dies führt bei einer normalen Verlängerung eines Auslegers dazu, daß die Belastung in dem gefährdetsten Querschnitt eines Auslegers der bekannten Art um ca. 40% zunimmt, während die entsprechende Belastung bei dem erfindungsgemäßen Ausleger nur um ca. 10% zunimmt.With a normal extension of a boom, this leads to the stress in the cross section that is most at risk a boom of the known type increases by about 40%, while the corresponding load in the boom according to the invention only increases by about 10%.
Vom SicherheitsStandpunkt bietet die Erfindung den weiteren Vorteil, daß die Belastungsmomentgrenze, die bei allen Kränen dieser Art festgestellt und eingehalten werden muß, bei einer Änderung der Auslegerlänge nicht zurückgesetzt werden muß. Infolgedessen entfällt in derartigen Fällen eine neue Inspektion.From a safety standpoint, the invention offers the broader ones Advantage that the load moment limit, which must be determined and adhered to for all cranes of this type, does not have to be reset when changing the boom length. As a result, there is no need in such cases new inspection.
Der erfindungsgemäße Ausleger ist in seiner Gesamtheit so dimensioniert, daß er vertikale Lasten ohne zusätzliche Stützglieder tragen kann; dies schließt als einen weiteren Erfolg ein, daß die horizontale Biegefestigkeit des 'Auslegers wesentlich verbessert wurde gegenüber derjenigen der bekannten Ausleger.The boom according to the invention is dimensioned in its entirety so that it vertical loads without additional Can carry support members; this includes as a further achievement that the horizontal flexural strength of the 'boom has been significantly improved compared to that of the known boom.
V/eiterhin ist die Aufstellzeit eines erfindungsgemäßen Bau kranes beträchtlich geringer verglichen mit derjenigen bekannter Baukräne, da keinerlei Abspannseile oder Abstützungen des Oberteiles montiert werden müssen.V / eiterhin is the erection time of a construction crane according to the invention considerably lower compared to that of known construction cranes, as there are no guy ropes or supports of the upper part must be mounted.
Der erfindungsgemäße Hebekran der eingangs geschilderten Art,The lifting crane according to the invention of the type described above,
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bei dem die vorgenannten Nachteile der bekannten Baukräne vermieden sind und der die ebenfalls vorgenannten Vorteile aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der ohne äußere Stützglieder ausgestattete Ausleger in seiner Längsrichtung in eine Anzahl von Baueinheiten mit unterschiedlicher Tragfähigkeit unterteilt ist, wobei die Tragfähigkeit der einzelnen Baueinheiten vom freien Ende des Auslegers nach innen zu durch unterschiedliche Auslegung der Querschnittsabmessung mindestens je einer in den Baueinheiten enthal- m tenen Gitterstreben ansteigt.in which the aforementioned disadvantages of the known construction cranes are avoided and which also has the aforementioned advantages, is characterized in that the boom equipped without external support members is divided in its longitudinal direction into a number of structural units with different load-bearing capacity, the load-bearing capacity of the individual structural units from the free end of the boom inwards by different interpretation of the cross-sectional dimension at least in each increases a requested contained in the m units lattice struts.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die obere und die untere Rahmenstrebe jeder Baueinheit durch im wesentlichen senkrechte Streben und diagonale Streben miteinander verbunden sind, und daß die diagonalen STreben im wesentlichen in die gleiche Richtung weisen.In an advantageous embodiment of the invention it is proposed that the upper and lower frame struts each Structural unit are connected to one another by essentially vertical struts and diagonal struts, and that the diagonal struts point in essentially the same direction.
Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand -eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben Jg und erläutert. ■ ,Further details and expedient developments of the invention are given below with reference to one in the drawing illustrated embodiment described in more detail Jg and explained. ■,
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Baukranes mit einem aus Baueinheiten zusammengesetzten Ausleger,1 shows a side view of a construction crane with a boom composed of structural units,
Fig. 2 die Seitenansicht einer derartigen Baueinheit, Fig. 3 die Vorderansicht einer derartigen Baueinheit und Fig. 4 die Draufsicht auf eine derartige Baueinheit.FIG. 2 shows the side view of such a structural unit, FIG. 3 shows the front view of such a structural unit, and FIG 4 shows the plan view of such a structural unit.
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Der Baukran gemäß dem Ausführungsbeispiel weist einen Mast auf, der in einem Fundament 3 gesichert ist, eine Drehbasisplatte 4, einen Ausleger 5, der in diesem Fall aus fünf Baueinheiten zusammengesetzt ist, ein Gegengewicht 6, eine Windenmaschine 7, einen Motor 8 für die Schwenkbewegung des Auslegers 5, eine Laufkatze 9, einen Haken 10 und Kabel 11 zum Heben und Senken der Lasten und einen Antriebsmotor 20 für die Laufkatze 9.The construction crane according to the exemplary embodiment has a mast which is secured in a foundation 3, a rotary base plate 4, a boom 5, which in this case is composed of five structural units, a counterweight 6, a winch machine 7, a motor 8 for the pivoting movement of the boom 5, a trolley 9, a Hook 10 and cable 11 for lifting and lowering the loads and a drive motor 20 for the trolley 9.
Eine Baueinheit (Fig. 2 bis Fig. 4) besteht aus oberen Rahmenstreben 12 und unteren Rahmenstreben 13* die' miteinander durch senkrecht zu diesen Rahmenstreben angeordnete Streben 14 und 15 und diagonale Streben 16 und 17 verbunden sind. Sowohl die Rahmenstreben 12 und 13 als auch die Streben 14 bis 17 können aus Walzprofilen oder aus Hohlprofilen hergestellt sein. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß in dem Ausführungsbeispiel die oberen und unteren Rahmenstreben bzw. 13 aus Vierkantrohr bestehen, das e±en quadratischen oder rechteckigen Querschnitt besitzen kann. Ein wesentliches Merkmal der Baueinheit wird dar,in gesehen, daß alle diagonalen Streben 16 und 17 in der Seitenprojektion (Fig. 2) die gleiche Richtung haben.'A structural unit (Fig. 2 to Fig. 4) consists of upper frame struts 12 and lower frame struts 13 * die 'together by struts arranged perpendicular to these frame struts 14 and 15 and diagonal struts 16 and 17 connected are. Both the frame struts 12 and 13 and the struts 14 to 17 can be made from rolled profiles or from hollow profiles be made. From Fig. 3 it can be seen that in the embodiment, the upper and lower frame struts or 13 consist of square tube, which can have a square or rectangular cross-section. An essential one Feature of the structural unit is seen in that all diagonal struts 16 and 17 in the side projection (Fig. 2) have the same direction. '
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Baueinheit mit rechteckigem Querschnitt. Die Erfindung erlaubt jedoch, auch Baueinheiten mit anderen Querschnitten zu verwenden, beispielsweise von dreieckiger Gestalt, wobei die Spitze des Dreieckes nach oben oder unten gerichtet sein kann. Eine Vorbedingungen ist jedoch, daß alle diagonalen Streben in der seitlichen Projektion der Baueinheit die gleiche Richtung haben.The exemplary embodiment shows a structural unit with a rectangular cross section. The invention allows, however, too To use structural units with other cross-sections, for example of triangular shape, with the tip of the Triangle can be directed up or down. A prerequisite, however, is that all diagonal struts are in the lateral projection of the unit have the same direction.
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Die oberen Rahmenstreben 12 sind an ihren Endflächen mit Flanschen 18 versehen, an denen die Baueinheiten mittels Schrauben untereinander verbunden werden. Die unteren Rahmenstreben 13 weisen Führungsvorrichtungen auf, die aus Führungsstiften 19 bestehen, damit eine Zentrierung der einen Baueinheit mit ihrer benachbarten Baueinheit erreicht wird.The upper frame struts 12 are provided at their end faces with flanges 18, on which the structural units by means of Screws are connected to each other. The lower frame struts 13 have guide devices that from There are guide pins 19 so that one unit is centered with its neighboring unit will.
Der Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Auslegers ist einfächer als derjenige von konventionellen Auslegern, weil bei dem erstgenannten Ausleger die unteren Rahmenstreben lediglich Druckkräfte übertragen, so daß Verbindungen in der üblichen Weise nicht erforderlich sind. Was erforderlich ist, ist lediglich eine Führungsvorrichtung 19 für die Zentrierung. Das bietet den weiteren Vorteil, daß die unteren Rahmenstreben 13 an ihrer Außenseite vollständig eben sind und damit als Fahrbahn für die Laufkatze 9 dienen können.The assembly of a boom according to the invention is simple than that of conventional booms, because the lower frame struts in the former boom only transmit compressive forces, so that connections in the usual way are not required. What is required is, is only a guide device 19 for the centering. This has the further advantage that the The lower frame struts 13 are completely flat on their outside and thus serve as a track for the trolley 9 can.
Alle Baueinheiten für einen Ausleger* besitzen die gleichen äußeren Abmessungen, eine Vorbedingung für die Serien- W All units for a boom * have the same external dimensions, a precondition for the series W
produktion. Dadurch ist es möglich, die gleichen Produktionsbänder, die gleichen Schweißformen und anderen Einrichtungen für alle Auslegerbaueinheiten zu benutzen.production. This makes it possible to use the same production lines, use the same welding dies and other facilities for all boom assemblies.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bestehen alle äquivalenten Streben in den Baueinheiten, auch wenn diese unterschiedliche Tragfähigkeit be-In a particularly advantageous embodiment of the invention, all equivalent struts exist in the structural units even if these different load capacities
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sitzen sollen, aus Röhren oder anderen Hohlprofilen mit den gleichen äußeren oder inneren Abmessungen. Die unterschiedliche Tragfähigkeit der einzelten Bauelemente im Vergleich zueinander wird dadurch erzielt, daß für die Streben verschiedenartige Haterialstärken gewählt werden.should sit, made of tubes or other hollow profiles with the same external or internal dimensions. The different Load-bearing capacity of the individual components in comparison to one another is achieved in that for the Struts of different material thicknesses can be selected.
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