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Teleskopausleger mit minimierter Biegebeanspruchung Die Erfindung
betrifft einen Teleskopausleger mit minimierter Biegebeanspruchung für freizügig
ortsveränderliche Hebezeuge, mit zwei- oder mehrgliedriger Anordnung der Teleskopauslegerteile
und einer Verspannung des Grundauslegerteiles mit der Einaiehstüt7e über eine konstante
Halteseillänge.
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Es sind zwei- oder mehrgliedrig ausgebildete Teleskopausleger bekannt.
Bei diesen wird das Grundauslegerteil jeweils durch einen oder mehrere hydraulische
Zylinder gestützt, wobei durch eine Veränderung der Hublänge dieser Zylinder ein
rippen des auslegers im beabsichtigten Bereich erreicht wird. Bei anderen Teleskopauslegern
wird das Grundauslegerteil durch Seilzug gehalten und die Veränderung der Auslegerstellung
durch Veränderung der Seilzuglänge erreicht.
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Im Grundauslegerteil ist das oder sind die Teleskopauslegerteile angeordnet.
Durch hydraulische oder mechanische Einrichtungen werden die Teleskopauslegerteile
mit oder ohne Last synchron oder nacheinander ausgefahren oder eingefahren.
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Es sind auch Einrichtungen bekannt, die hydraulische und mechanische
Elemente zum Teleskopvorgang gemischt verwenden oder die auch pneumatisch betätigt
werden.
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Der geometrische Aufbau der beschriebenen Lösungen bringt es mit sich
und das kinematische Schema dieser bekannten Teleskopausleger läßt sofort erkennen,
daß die Teleskopauslegerteile und meistens auch das Grundauslegerteil sowohl durch
den Eigenmassenanteil als auch durch Beanspruchung aus der Last, die am oberen Ende
des letzten Teleskopauslegerteiles eingeleitet wird, vornehmlich auf Biegung beansprucht
werden.
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Die hohe Biegebeanspruchung erfordert entsprechend hohe Trägheits-
und Widerstandsmomente der tragenden uerschnitte aller Auslegerteile. Sie führt
letztlich zu einer gegenüber den bisher üblichen Gittermastauslegern, deren Montage
jedoch hohe Rüstzeiten und deren Teiletransport hohe Kosten verursacht, wesentlich
hohleren Eigenmasse.
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Selbst der Einsatz hochfester, schweißbarer Baustähle führt nicht
zu befriedigender Reduzierung der hohen Eigenmasse, da der Elastizitätsmodul dieser
Stähle nahezu unverändert bleibt und zu hohen elastischen Verformungen führt.
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Die hohe Eigenmassen der vornehmlich auf Biegung beanspruchten Teleskopausleger
führt ihrerseits wieder zu ungünstigen Standsicherheiten, da der Anteil der am Kippen
beteiligten Totlasten, besonders bei größeren Ausladungen, im Vergleich zur, zulässigen
Tragkraft sehr hoch ist.
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Weiterhin verlangen die hohen Eigenmassenanteile dieser Teleskopausleger
entsprechend große Gegenlasten und insgesamt auf diese Belastungen ausgelegte Fahrzeugteile
bzw. Trägerfahrgestelle.
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Glanz gleich, ob diese Teleskopausleger in Blechträgerbauweise, als
Fachwerk oder in Mischbauweise konzipiert sind, sie sind durch die vornehmlich auf
Biegung beanspruchten Auslegerteile hinsichtlich der Eigenmasse den vornehmlich
auf Druck beanspruchten Gittermastauslegern stets unterlegen und bringen mit sich,
daß vergleichbare Krangrößen und -typen mit Teleskopauslegern bisher stets eine
Tragkraftklasse niedriger liegen als solche mit auf Druck beanspruchten Gittermastauslegern.
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Für Krane mit großen Tragkräften bringt das Prinzip des auf Biegung
beanspruchten Teleskopauslegers besondere Schwierigkeiten mit sich. Als Ausweg wird
die Anordnung eines Doppelteleskopauslegers benutzt, indem man dadurch eine Beanspruchungsaufteilung
nutzt. Ebenso wird die Biegebeanspruchung etwas verringert, indem man das Grundauslegerteil
am oberen Ende mit Seilen hält; das Teleskopieren geschieht dabei im üblichen Sinne.
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Die Erfindung hat den Zweck, die vorgenannten Mängel zu vermeiden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Teleskopausleger mit
minimierter Biegebeanspruchung zu schaffen, bei dem der Vorteil des eigenmassengünstigen,
vornehmlich auf Druck beanspruchten Gittermastauslegers mit den Vorteilen des mehrgliedrigen
Teleskopauslegers-durch Wegfall des Rüstaufwandes und des zusätzlichen Transportes
der Auslegerzwischenstücke - zu verbinden ist, und der Nachteil der großen Eigenmasse
des auf Biegung beanspruchten Teleskopauslegers vermieden wird.
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Die rufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zwei- oder
mehrgliedrige Teleskopausleger durch während des Teleskopiervorganges sich ständig
s8thron verlängernde oder verkürzende Halteseile so.gehalten wird, daß die äußeren
Belastungen am Teleskopauslegerkopfstück und die Eigenmassenanteile alle Teleskopauslegerteile
vornehmlich auf Druck beanspruchen. Eine Biegebeanspruchung des Auslegers wird dadurch
weitgehend ausgeschaltet.
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Es wird deshalb eine Auslegerhalte- und telesopiereinrichtung verwendet,
ie an oder auf einem Bauteil der in sich konstant bleibenden Verbindung Grundausleger
- Halteseil des Grundauslegers - Einziehstütze angeordnet wird, damit alle Ausla-dungsveränderungen
durch das Einziehseil keine Veränderungen des Halteseil- und Teleskopiersystems
verursacht. Dadurch wird yleichfalls erreicht, daß der Teleskopiervorgang mit der
Verlängerung oder Verkürzung des Auslegers nicht zu einer Veränderung der Auslegerstellung
zur Horizontalen führt. Die Einziehstütze nimmt durch eine konstante Halteseillärige
zum oberen Ende des Grundauslegerstückes immmer dieselbe Stellung zum Ausleger ein.
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Die Einziehstütze trägt an ihrem oberen Ende in herkömmlicher eise
die obere Einziehflasche. Auf dem Kranoberteil ist die untere Einziehflasche angeordnet.
Die Ausbildung der Einziehflaschung gestattet das Aufrichten des gesamten Auslegers
aus der Bodenlage ebenso wie die Auslegerverstellung mit und ohne Last im Betriebsbereich
sowie auch die erforderliche
Betätigung des Auslegers zum Ablegen
für die Straßenfahrstellung. Anstelle der Einziehflaschung läßt sich auch ein linear
wirkendes hydraulisches Arbeitselement oder andere mechanische Einrichtungen verwenden.
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Die synchron verstellbaren Halteseile besitzen erfindungsgemäß beim
Verkürzen ihrer Länge zugl;ich die Funktion des Teleskopeinfahrens, so daß der Teleskopiervorgang
nur in der Ausfahrrichtung unter Kraft zu erfolgen braucht.
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Die Halteseile laufen von den Seiltrommeln über die an der Einziehstütze
befindliche Umlenkrolle zu den jeweiligen Halteseilendpunkten am oberen Ende der
Teleskopteile.
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Der Teleskopiervorgang wird erfindungsgemäß so durchgeführt, daß alle
Glieder des Teleskops gleichzeitig und synchron aus-bzw eingefahren werden und im
exakt dazu abgestimmten bersetzungs- oder Untersetzungsverhältnis die einzelnen
Halteseile der Teleskopteile so verlängert oder verkürzt werden, daß der mehrgliedrige
Teleskopausleger unabhängig von beliebiger Teleskopierlänge stets so abgespannt
ist, daß alle Auslegerteile durch die äußere Last vornehmlich auf Druck beansprucht
werden.
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Der Teleskopiervorgang kann auch durch mechanische, hydraulische oder
pneumatische Einrichtungen bzw. durch Mischbauweise erfindungsgemäß durchgeführt
werden. Durch die geometrischen Bedingungen ergeben sich dabei die Varianten, daß
zum linearen Teleskopieren eine nicht lineare Halteseilveränderung, zum nichtlinearen
Teleskopieren eine lineare
Halteseilveränderung oder zum Synchronlauf
eine für beide Bewegungsvorgänge abgestimmte nichtlineare Veränderung gehört.
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Das Teleskopierseil zum Teleskopieren des ersten Teleskopteiles läuft
von der Seiltrommel der Teleskopier- und Halteseilwinde über die am oberen Ende
des Grundauslegerteiles auf einer Rollenachse gelagerte Umlenkrolle in das Auslegerinnere,
dort wird das erste Teleskopteil über Stützrollen gehalten und das Teleskopierseil
wird im Teleskopierseilendpunkt befestigt. Dieser Teleskopierseilendpunkt befindet
sich ebenfalls am oberen Ende des Grundauslegerteiles, gegenüber der Umlenkrolle.
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An der Rollenachse am oberen Ende des Grundauslegerseiles ist das
Teleskopierseil zum Teleskopieren des zweiten Teleskopteiles befestigt und wird
über eine Umlenkrolle am oberen Ende des ersten Teleskop teiles in dessen Inneres
geleitet, Dort wird das zweite Teleskop teil über eine oder mehrere Stützrollen
geführt. und das Teleskopseil läuft über eine zweite Umlenkrolle, die sich ebenfalls
am oberen Ende des ersten Teleskopteiles befindet, und wird in dem Teleskopierseilendpunkt
des Grundauslegers befestigt.
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Das Teleskopierseil für das dritte Teleskopteil ist ebenfalls an der
Rollenachse oberhalb des Grundauslegerteiles befestigt.
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D1e weitere konstruktive Gestaltung erfolgt wie bei der Teleskopierseilführung
des ersten Teleskopteiles.
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Die unterhalb der Teleskopierteile befindlichen Stützrollen sind mit
ihrer Wirkungslinie- exzentrisch zur Mittellinie angeordnet. Dadurch wird ein Momentenausgleich
zur Belastung
oer fiusLegerteile aus ihren Eigenmassen geschaffen
und gegenüber dem zwangsweise vorhandenen Spiel zwischen den Führungen der Teleskopteile
ein Kippmoment und damit eine bewußte einseitige *snlçye gesichert.
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während des Teleskopiervorganges erfolgt die Längenveränderung aer
Halteseile nicht gleichmäßig. Um die dabei auftretenden Differenzen auszugleichen,
sind die Mantelformen der Seiltrommeln unter Berücksichtigung der Länge der Teleskopfteile,
er erforderlichen Länge der Haiteseile während der einzelnen Teleskopieretappen
und den jeweiligen içinkelstellungen der Halteseile und der Teleskopierteile zueinander
genau zu berechnen, Den Ergebnissen entsprechend sind die Seiltrommelmäntel zylindrisch,
kegelförmig, parabelförmig oder ähnlich zu gestalten.
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Um egdifferenzen auszuschalten, stehen die Seiltrommeln formschlüssig
in Verbindung. Sie können mit gleichem Durchmesser bei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen
oder mit verschiedenen Durchmessern bei entsprechenden Übersetzungsverhältnissen
sowohl nebeneinander, gleichachsig, hintereinander, paarweise oder in anderer zweckmäßiger
und raumsparender Bauweise angeordnet werden.
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Es ist auch möglich, daß die synchron zum Teleskopiervorgang ausfahrbaren
Halteseile des ersten bis n-ten Teleskopteiles entfallen können und ausschließlich
das synchron verlängerbare Halteseil des n-ten, also des äußersten Teleskopteiles
die Sicherung der minimierten Biegebeanspruchung übernimmt.
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Dazu ist es notwendig, daß die Spiele zwischen den Führungen minimiert
werden und mit der exzentrischen Anordnung der
Stützrollen das ungewollte
Ausknicken der Teleskopteile verhindert wird.
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Die Erfinduny soll nachstehend an einem Ausführunosbeispiel näher
erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: Seitenansicht des
Teleskopauslegers in ausgefahrenem Zustand Fig, 2: Seitenansicht des Teleskopauslegers
in eingefahrenem Zustand Fig. 3: Ansichten verschiedener Anordnungen der Teleskopier-und
Halteseilwinden.
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Der aus dem Grundauslegerteil 1 sowie den Teleskop teilen 2; 3; 4
bestehende Teleskopausleger ist mit der Einziehstütze 5, die mit dem Halteseil 6
und dem Grundauslegerteil 1 eine in sich konstant bleibende Verbindung darstellt,
in der Auslegerlagerung 7 am Kranoberteil 3 gelagert und durch die Einziehseile
9 über die obere Einziehflasche mit Umlenkrollen 10 an der unteren Einziehflasche
11 am Kranoberteil 8 gehalten.
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-Die Veränderung der Länge der Einziehseile 9 bewirkt in herkömmlicher
kreise die Veränderung der Ausladung des Kranes ohne das System Ausleger t; 2; 3;
4, Halteseil 6; 12; 13; 14 und Stütze 5 zu verändern.
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Die Teleskopier- und Halteseilwinde 15 wird zwischen den Auslegerfüßen
oder nahe dem unteren Auslegerende angeordnet.
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Die Seiltrommeln des Teleskopierseiles 16 und der Halteseile 12; 13;
14 sind gegenläufig und in ihrer Form sowie gegenseitigen
Unter-
bzw. Übersetzung so abgestimmt, daß die Halteseile 12; 13; 14 während des Austeleskopierens,
dvh. während des nuftrommelns des Teleskopierseiles 16 so nachgelassen werden, daß
sie trotz der unterschiedlichen Ausfahrwege der Halteseilendpunkte 17; 1J; 19 stets
straff bleiben und die vornehmliche Druckbeanspruchung der Teleskopauslegerteile
durch die äußere Last 20 gewährleistet bleibt. aes gleichzeitige und synchrone Teleskopieren
der Teleskopteile 2; 3; 4 wird ermöglicht durch das erfindungsgemäße System des
Haltesell- und Teleskopseilzuyes.
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Das auf die winde 15 auflaufende Teleskopseil 16 wird am oberen Ende
des Grundauslegers 1 über die auf der Rollenachse 21 gelagerte Umlenkrolle 22 in
das Auslegerinnere umgelenkt, hält das Teleskopteil 2 indem es über die stützrollen
23 geführt wird und ist am oberen Ende des Grundauslegers 1 am Teleskopseilendpunkt
24 befestigt. Dieser Teleskopseilendpunkt 24 kann als lippe, Federelement o.ä. ausgebildet
sein.
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An der Rollenachse 21 und am Teleskopseilendpunkt 24 des Grundauslegers
1 ist auch das Teleskopierseil 25 befestigt. Das Teleskopierseil 25 läuft von der
am Grundausleger 1 befindlichen Rollenachse 21 über die am oberen Ende des Teiskopteiles
2 gelagerte Umlenkrolle 26 in das Auslegerinnere und hält dort das Teleskopteil
3, indem es über die daran angeordnete Stützrolle 27 zu der am oberen Ende des Teleskopteiles
2, um 1d0° zur Umlenkrolle 26 versetztenUmlenkrolle 28 und von dort zum Teleskopierseilendpunkt
24 am Grundausleger 1 geleitet wird.
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Zum Teleskopieren des Teleskopteiles 4 läuft das Teleskopierseil 29
ebenfalls von der am Grundausleger 1 befindlichen Rollenachse 21 über die am oberen
Ende des Teleskopierteiles 3 befindliche Umlenkrolle 30 in das Auslegerinnere und
hält das Teleskopierteil 4, indem es über die Stützrolle 31 geführt wird und an
dem am oberen Ende des Teleskopteiles 3 vorgesehenen Teleskopierseilendpunkt 32
befestigt ist.
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Zum Teleskopieren weiterer n-Glieder des Teleskopauslegers kann das
System der Seilführung der Teleskopteile 2 oder 3 mehrfach oder gemischt wiederverwendet
werden.
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Die Teleskopierseile 16; 25; z9 können als mittig angeordnete Einzelseile,
als zwei paarweise angeordnete oder mehrere nebeneinander angeordnete Seilzüye ausgeführt
werden.
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Bei paarweiser oder mehrstränyiger Anordnung wird das untere Teleskopierseil
16 mit dem unteren Seilende auf der Teleskopierseilwinde 15 aufgewickelt und das
andere Ende wird am Teleskopierseilendpunkt 24 durch rippen oder einstellbare Federelemente
gehalten, damit in den verschiedenen Seilen gleiche Seilspannungen entstehen. Die
weiteren Teleskopierseile 25; 29 werden an einem Festpunkt, beispielsweise der Rollenachse
21 gehalten und dann ebenfalls am Teleskopierseilendpunkt 24; 31 befestigt.
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Die Anordnung der Stützrollen 23; 27; 31 über die die Teleskopierseile
16; 25; 29 jeweils das Teleskopteil 2; 3; 4 halten, kann soOerfolgen, daß die Resultierende
des Teleskopseilzuges in der Mitt der Teleskopteile 2; 3; 4 verläuft, oder, daß
die Resultierende des Teleskopseilzuges bewußt
exzentrisch zur
Mittellinie wirkt, um damit einen Ausgleich zur Belastung aus Eigenmassenanteilen
zu schaffen und um gegebenenfalls eine bewußte "Vorspannung" der Teleskop teile
2; 3; 4 gegenüber dem zwangsweise vorhandenen Spiel zwischen den Fhrungen der einzelnen
Teleskopteile zu schaffen.
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Mit dem Teleskopiervorgang ist zwangsläufig eine Veränderung der Länge
der Halteseile 12; 13; 14 verbunden. Das Ober - bzw.
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Untersetzungsverhältnis ist dabei abhängig von der Länge der Einziehstütze
5, des Halteseiles 6 und des Grundauslegers 1 sowie der Teleskopierlänge Die Längenveränderung
der Halteseile 12; 13; 14 bewirkt andererseits, daß bei der Umkehrung der Bewegungsrichtung,
also beim Nachlassen des Teleskopierseiles 16; die Teleskopteile 2; 3; 4 eingefahren
werden.
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Ein besonderes T"leskopeinfahrseil ist hierbei nicht erforderlich.
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Zur Vermeidung von egdifferenzen bei Veränderung der Auslegerstellung
wird die kombinierte Toleskopier- und Halteseilwinde 15 auf oder am Grundauslegerteil
1, seiner Lagerung 7 oder in bzw. an der Stütze 5 angeordnet. Da die Längenveränderung
der Haleseile 12; 13; 14 während des Teleskopiervorganges nicht gleichmäßig erfolgt,
sind diese Differenzen durch die konstruktive Gestaltung der Seiltrommeln 33 auszugleichen.
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Die seiltrommeln 33 werden mit zylindrischem, konischem, parabeiförmigem
oer einem anderen geometrisch geformten Mantel zur Seilaufnahme ausgeführt. Die
genaue Form wird errechnet aus der Länge der Teleskopteile 2; 3; 4, der Länge der
Halteseile 12; 13; 14 während der einzelnen Teleskopieretappen
und
den jeweiligen Winkelstellungen zueinander.
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Alle Trommeln stehen formschlüssig in Verbindung, um segdifferenzen
auszuschalten. Die Seiltrommeln 33 können mit gleichem durchmesser bei unterschiedlic;len
Obersetzungsverhältnissen ooer mit verschiedenen Durchmessern bei entsprechenden
Ubersetzungsverhältnissen nebeneinander, gleichzeitig, hintereinander, paarweise
oder in anderer, zweckmäßiger und raumsparender Bauweise angeordnet werden.