DE4109051A1 - Stoss- und anschlussausbildung fuer i-artiges leichtbauprofil mit hohlflanschen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Hauptträger von Brücken- und Hängekranen sowie Hängebahnen mit geringer bis mittlerer Tragfähigkeit und Stützweite, die auf Baustelle zu stoßen und an andere tragende Bauteile anzuschließen sind.

Es ist bekannt, auf Baustelle auszuführende Trägerstöße und Trägeranschlüsse entweder durch rund um das Trägerprofil lau­ fende Schweißnähte herzustellen oder mittels Laschen bzw. Anschlußwinkel oder -platten herzustellen, letzter bevorzugt als sogenannte Stirnplattenstöße bzw. -anschlüsse.

Das Schweißen auf Baustelle erfordert spezielle Hilfseinrich­ tungen, mit denen der Träger vor dem Schweißen exakt in die gewünschte Lage gebracht und in dieser festgehalten werden kann, und darüber hinaus qualifizierte Schweißer, die imstande sind, die bei einem Leichtbauprofil erforderliche Dünnblech­ schweißung in der festigkeitsmäßig geforderten Güte unter Bau­ stellenbedingungen herzustellen. Diese Lösungsvariante scheidet deshalb aus ökonomischen Gründen in der Regel von vornherein aus.

Vorteilhafter ist es, Trägerstöße und Trägeranschlüsse zu ver­ schrauben. Die damit verbundene Arbeit kann sogar von angelernten Arbeitskräften ausgeführt werden, erfordert aber sehr genaue Vorfertigung beim Herstellen der Stoß- und An­ schlußelemente, besonders beim Einbringen der Bohrungen.

Bekannt sind geschraubte Laschenstöße mit von außen aufgesetz­ ten plattenförmigen Stoßlaschen. Diese bei gewalzten I-Profilen bewährte Form der Stoßausbildung läßt sich zwar sehr gut beim Stegstoß I-artiger Leichtbauprofile mit Hohlflanschen anwenden, nicht aber beim Stoß der Hohlflansche. Deshalb wurden für den Stoß von Hohlflanschen spezielle Spreizlaschen entwickelt, die in den Hohlraum hineingesteckt und durch das Einschrauben einer von außen in diese Spreizlasche hineinragenden Schraube auseinander gespreizt und mit ihren Außenflächen gegen die Innenwandung des Hohlflansches gepreßt werden. Die Kraftüber­ tragung erfolgt dann an diesen Preßstellen durch Reibung. Sobald also die Pressung zwischen Spreizlasche und Innenwandung des Hohlflansches durch Lockern der Spreizschraube nachläßt, verringert sich die Tragfähigkeit dieser kraftschlüssigen Verbindung erheblich. Solche Spreizlaschenverbindungen stellen deshalb, insbesondere bei stark dynamisch beanspruchten Trägern, ein erhöhtes Risiko dar, wenn die Spreizschrauben nicht fortlaufend kontrolliert nachgezogen werden. Die Praxis bevorzugt deshalb vorsorglich formschlüssige Stoßformen. Ein weiterer Nachteil der Anwendung von Spreizlaschen ist der Um­ stand, daß man für jede angewendete Größe und Form der Hohlflansche eine spezielle auf die betreffende Größe und Form abgestimmte Spreizlasche benötigt. Um deren Vielzahl einzuengen, muß man auch die Fächerung der zur Anwendung vorgesehenen Leichtbauprofile stark einengen, so daß oftmals allein wegen des Stoßes das Leichtbauprofil für den jeweils anliegenden Anwendungsfall querschnittsmäßig nicht optimal ausgelegt werden kann.

Formschlüssige geschraubte Stöße und Anschlüsse von Hohlquer­ schnitten kleiner Abmessung werden in letzter Zeit bevorzugt als Stirnplattenstöße bzw. Stirnplattenanschlüsse ausgeführt. Das erfordert aber, um ein sattes Anliegen der Stirnplatten und die erforderliche Güte der Paßgenauigkeit zu erreichen, meist ein mechanisches Bearbeiten der Trägerenden und erforderlichen­ falls auch der Stirnplatten. Außerdem müssen diese Stirnplatten eine gewisse Mindestdicke haben und bauen deshalb zusammen mit dem Verschraubungsmaterial relativ schwer. Störend sind viel­ fach auch die notgedrungen über den Querschnittsrand überste­ henden Stirnplattenränder, in denen die Stoßschrauben parallel zur Trägerachse rund um den Trägerquerschnittsumriß angeordnet sind. Deshalb verbietet sich diese bekannte Lösungsvariante beispielsweise für den Stoß von Unterflanschträgern, weil die Stirnplatten die freie Durchfahrt der Unterflanschkatze behindern.

Entsprechend wie beim Trägerstoß sind auch die Formen der Aus­ bildung des Trägeranschlusses und die damit verbundenen Probleme.

Anstelle der von außen aufgeschraubten plattenförmigen Stoß­ lasche tritt beim Trägeranschluß der von außen auf den Träger­ steg aufgeschraubte Anschlußwinkel; dessen vom Steg abstehender Schenkel an das den Träger stützendes Bauteil angeschlossen wird, oder es wird an das den Träger stützende Bauteil ein so­ genanntes Fahnenblech angeschweißt, das dann einer plattenför­ migen Stoßlasche gleich am Trägersteg angeschraubt wird. Damit lassen sich aber nur in der Trägerstegebene wirkende Querkräfte anschließen, keine rechtwinklig zur Trägerstegebene wirkenden Querkräfte, keine entsprechenden quer zum Steg wirkenden Biege­ momente, nur in beschränktem Maße ein geringes Biegemoment in der Stegebene wirkend, auch keine Torsionsmomente. Alle diese im Normalfall zusätzlich zu der in der Stegebene wirkenden Querkraft auftretenden weiteren Schnittgrößen erfordern unab­ dingbar auch einen festen Anschluß der Trägerflansche. Dieser ist im Falle des Vorhandenseins von Hohlflanschen zwar generell in gleicher Weise denkbar wie beim Stoß mit Spreizlasche, indem beispielsweise eine in der Stoßebene halbierte Spreizlasche mit der durch das Halbieren entstandenen Schnittfläche fest an das den Träger stützende Bauteil angeschlossen wird und im übrigen wie beim Stoß von innen her mit dem Hohlflansch verbunden wird, aber diese Form wird von der Praxis abgelehnt. Man verwendet statt dessen lieber den Anschluß mittels einer an den Träger­ endquerschnitt angeschweißten Stirnplatte, die an das den Träger stützende Bauteil angeschraubt wird. Das Problem ist dabei jedoch stets das paßgerechte Einbringen der dazu erfor­ derlichen Löcher, vielfach mit Gewinde, in das den Träger stützende Bauteil. Weil dieses Problem bei Massenproduktion in der Regel nur mit Hilfe spezieller Vorrichtungen oder Maschinen lösbar ist, ist die Anwendung solcher geschraubter Stirnplat­ tenanschlüsse stets ein technologisch nicht einfach zu lösendes Kostenproblem.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit wenigen vielseitig verwendbaren und einfach her­ stellbaren Grundelementen auf der Grundlage ein und desselben Anwendungsprinzips eine große Vielfalt von praktischen Ausführungsvarianten zu ermöglicher.

Erfindungsgemäß wird das Problem durch die Verwendung von fünf Grundelementen gelöst. Die Kombination dieser fünf Grundele­ mente ist in den Ansprüchen 2 bis 5 offenbart. Es sind vier Grundvarianten, mit denen die wesentlichsten Anwendungsfälle vorteilhaft realisiert werden können.

Ein einfacher schub-, biege- und torsionsfester Trägerstoß ent­ steht, wenn man in der Vorfertigung zwei zu stoßende Träger­ querschnitte paßgerecht und in Trägerlängsrichtung ausgerichtet aneinanderlegt und dann in erforderlicher Anzahl zusammenge­ schraubte Kombinationen A-B-A rings um den Trägerquerschnitt, insbesondere der Hohlflansche, verteilt symmetrisch zur Stoß­ fuge anlegt und die Grundelemente A an die zu stoßenden Träger anschweißt. Nach entsprechender Kennzeichnung beider Träger können anschließend die Verbindungsschrauben gelöst werden. Auf der Baustelle werden dann beide Träger entsprechend angebrach­ ter Kennzeichnung wieder zusammengeschraubt.

Ein ebenso vollwertiger, d. h. alle Querkräfte, Biegemomente, das Torsionsmoment und die Längskraft übertragender Stoß ent­ steht, wenn man in der Vorfertigung für den Oberflansch und für den Unterflansch je eine Kombination A-C-A zusammenschraubt, diese im Stoß zwischen die beiden zu stoßenden, paßgerecht und längsausgerichtet ausgelegten Träger bringt und die Grundele­ mente A wieder an die zu stoßenden Träger anschweißt. Die ange­ senkten Bohrungen in den Grundelementen C sind dabei so ange­ ordnet, daß die Grundelemente A sich symmetrisch und gleich­ mäßig flächendeckend um den betreffenden Hohlflanschquerschnitt verteilen und schweißgerecht an dessen Außenwandung anliegen. Die beiden in den Rollflächenebenen der Unterflanschkatzbahn liegenden Kanten des Grundelementes C müssen außerdem genau in diese Rollflächenebenen fallen; erforderlichenfalls ist durch Beschleifen der beiden Stoßblechkanten im zusammengebauten Zu­ stand die durchgängig glatte Rollfläche zu erreichen. Nach ent­ sprechender Kennzeichnung beider in der Vorfertigung so ge­ stoßener Träger können anschließend die Verbindungsschrauben gelöst werden, und auf der Baustelle können beide Träger dann entsprechend angebrachter Kennzeichnung wieder zusammenge­ schraubt werden.

Ist, wie z. B. bei Hängebahnen erforderlich, der durch den Stoß entstandene Durchlaufträger über der Stoßstelle durch Aufhän­ gung zu stützen, so wird diese Aufgabe erfindungsgemäß sehr einfach dadurch gelöst, daß man das obere Stoßblech nach oben verlängert und mit Löchern zum Befestigen der Aufhängung ver­ sieht.

Eine Trägerendstützung erhält man in analoger Vorgehensweise, indem man statt eines Stoßbleches mit Aufhängelöchern ein in der Umrißform und Lochanordnung genauso gestaltetes Endblech (Grundelement D) in der Kombination A-D am oberen Hohlflansch anschweißt, wobei wieder bei der werkstattmäßigen Vorfertigung Schweißnähte als Verbindung zwischen den Grundelementen A und der Trägerwandung angeordnet werden. In diesem verschraubten Zustand der angeschweißten Kombination A-D kommt der Träger auf die Baustelle und kann dort über die Befestigungslöcher aufge­ hangen oder anderweitig fest angeschlossen werden. Muß der Trä­ ger im Bedarfsfall später wieder ausgebaut werden, ist das durch Lösen der durch A und D hindurchgesteckten Befestigungs­ schrauben problemlos machbar. Am unteren Hohlflansch kann die Kombination A-D ebenfalls in gleicher Weise angebracht werden; die Befestigungslöcher liegen dann unter dem Unterflansch und können vorteilhaft zum Befestigen von Endpuffern zur Begrenzung des Fahrbereiches der Unterflanschkatze verwendet werden. Durch Lösen der durch A und D hindurchgesteckten Befestigungsschrau­ ben wird die Möglichkeit geschaffen im Reparturfall die Unter­ flanschkatze vom Träger herunterzunehmen.

Die Kombination A-E wird in gleicher Weise verwendet und ange­ bracht, schafft aber einen lösbaren festen Trägerendanschluß, über den alle Querkräfte und Biegemomente, das Torsionsmoment und die Längskraft an einen Bauteil mit ebener Seitenwand ange­ schlossen werden können. Dieser Trägerendanschluß ist vorzugsweise als Hauptträger-Kopfträger-Anschluß bei Brücken­ kranen geeignet: Man schraubt zweimal die Kombination A-E zu­ sammen, steckt mit A je eine auf dem Ober- und Unterflansch des Hauptträgerendes, legt den Kopfträger davor, richtet beide Trä­ ger exakt aus, drückt die beiden Grundelemente E gegen die vertikale Kopfträgerwand und schweißt sie dort ringsum fest und zieht auch alle erforderlichen Nähte zum Anschluß der am Haupt­ träger anliegenden Grundelemente A. Danach kennzeichnet man beide Träger, löst die Verbindungsschrauben und kann so Haupt­ träger und Kopfträger bequem getrennt zur Baustelle transpor­ tieren. Dort werden beide Träger wieder aneinandergelegt und durch Einschrauben der Verbindungsschrauben fest miteinander verschraubt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird im folgenden in vier Varianten näher be­ schrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Schraubverbindung nach Variante 1,

Fig. 2 einen Trägerstoß mit Schraubverbindungen nach Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3 den Trägerstoß nach Fig. 2 im Schnitt,

Fig. 4 den Oberflansch des Trägerstoßes nach Fig. 3 mit der Lage der Schweißnähte,

Fig. 5 eine Schraubverbindung nach Variante 2,

Fig. 6 einen Trägerstoß mit Schraubverbindungen nach Fig. 5 in Seitenansicht,

Fig. 7 den Trägerstoß nach Fig. 6 im Schnitt,

Fig. 8 einen Trägerstoß nach Fig. 6, bei dem das obere Stoßblech zur Aufhängung vorgesehen ist,

Fig. 9 den Trägerstoß nach Fig. 8 im Schnitt,

Fig. 10 eine Schraubverbindung nach Variante 3 für einen Träger mit Endabschlußblech,

Fig. 11 die Schraubverbindung nach Fig. 10 mit einem Träger und zwei Endabschlußblechen mit Durchgangsbohrungen in Seitenansicht,

Fig. 12 die Schraubverbindung nach Fig. 11 in Vorderansicht,

Fig. 13 eine Schraubverbindung nach Variante 4 für einen Träger und einen Endabschlußblech mit Gewinde,

Fig. 14 die Schraubverbindung nach Fig. 13 eines Trägers mit zwei an einem Kopfträger ange­ schweißten Endabschlußblechen,

Fig. 15 die Schraubverbindung nach Ansicht A der Fig. 14.

Die Schraubverbindung nach Fig. 1 besteht aus den beiden Rohrstücken 1 (Grundelement A), dem kürzeren Rohrstück 2 (Grundelement B) der Zylinderschraube 3 mit Innensechskant und der Sechskantmutter 4. Jeweils ein Ende der beiden Rohrstücken 1 ist plangedreht, das andere Ende ist mit einem Außenkonus versehen. Das kürzere Rohrstück 2 ist dazu passend beiderseits jeweils mit einem Innenkonus versehen.

Die Anordnung der Schraubverbindungen an einem Unterflansch­ katzträger 5 ist nach den Fig. 2 bis 4 dargestellt. An den beiden zu stoßenden Unterflanschkatzträgern 5 mit Hohlflanschen sind die Rohrstücke 1 durch Längschweißnähte 6 befestigt. Die genaue Lage dieser Längsschweißnähte ist in der vergrößerten Darstellung des Oberflansches 7 des Unterflanschkatzträgers 5 nach Fig. 4 erkennbar.

Nach Fig. 3 besteht der schub-, biege- und torsionsfeste Trä­ gerstoß aus insgesamt zehn Verschraubungen. Die Vorfertigung und Montage des Trägerstoßes erfolgt in der Weise, wie sie bereits in der allgemeinen Offenbarung der Erfindung beschrie­ ben worden ist.

Die zweite Variante einer Schraubverbindung ist nach den Fig. 5 bis 8 dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus der Kombina­ tion der beiden Rohrstücke (Grundelement A) mit dem dazwischen steckenden Stoßblech 8 (Grundelement C) mit Durchgangsbohrung und beiderseitigem Innenkonus. Die durch diese drei Teile ge­ steckte Zylinderschraube 3 mit Innensechskant und die Mutter 4 komplettieren wie in Variante 1 die Schraubverbindung. Je Stoß werden zwei Stoßbleche 8 benötigt. Ihre vorteilhafte äußere Ge­ stalt ist nach Fig. 7 dargestellt. Bei der besonderen Ausfüh­ rungsform nach Fig. 8 und 9 ist das obere Stoßblech 8 nach oben hin verlängert, und es sind Löcher zum Anbringen einer direkt über dem Stoß erforderlichen Aufhängung vorhanden.

Die Grundform der dritten Variante ist in Fig. 10 dargestellt. Sie besteht aus dem längeren dickwandigen Rohrstück 1 (Grundelement A), dem davorgesetzten Endabschlußblech 9 (Grund­ element D) mit einem von der Einsteckseite angesenkten Durchgangsloch und der durch beide Teile durchgesteckten Ver­ bindungsschraube 3, gleichfalls als Zylinderschraube mit Innen­ sechskant dargestellt, mit aufgeschraubter Mutter 4.

Eine praktische Anwendung dieser Grundformen ist nach Fig. 11 offenbart. Das Endabschlußblech 9 hat dieselbe Form und dassel­ be Lochbild wie das obere Stoßblech in Fig. 8 und 9; der ein­ zige Unterschied besteht darin, daß bei diesem Endabschlußblech 9 die Durchgangslöcher zwecks Ansatz der Rohrstücke 1 nur auf der einen Blechseite angesenkt sind. Dieses Endabschlußblech 9 wird spiegelbildlich zur waagerechten Trägerachse auch am Unterflansch des Trägers 5 angeordnet. Die unteren beiden Löcher dienen dort zum Befestigen von Endpuffern zur Katzfahrt­ begrenzung.

Der Blick von außen in Trägerlängsrichtung auf diese beiden Endschlußbleche 9 und deren Verschraubung ist nach Fig. 12 dar­ gestellt. Die Schweißnahtanordnung zum Anschluß der Rohrstücke 1 ist dieselbe wie in Fig. 4.

In Fig. 13 ist die Grundform der vierten Variante, bestehend aus einem längeren dickwandigen Rohrstück 1 (Grundelement A), der davorgesetzten Endanschlußplatte 10 (Grundelement E) mit einem von der einen Seite her angesenkten Gewindeloch und der durch das Rohrstück 1 gesteckten, in die Endanschlußplatte 10 eingeschraubten Zylinderschraube 3 mit Innensechskant dargestellt. Ein mit zwei solchen Kombinationen aus den Grundelementen A und E ausgeführter Anschluß des Trägers 5 eines Brückenkrans an den kastenförmigen Kopfträger 11 dieses Krans zeigt Fig. 14. Die Ansicht dieses Hauptträger-Kopfträger-An­ schlusses vom Träger her ist in Fig. 15 dargestellt. Die Endanschlußplatten 10 sind mit dem Kopfträger 11 jeweils durch eine Rundumschweißnaht 12 verbunden.

Die Schweißnahtanordnung zum Anschluß der Rohrstücke 1 ist gleichfalls dieselbe wie in Fig. 4.

Claims (6)

1. Stoß- und Anschlußausbildung für I-artiges Leichtbauprofil mit Hohlflanschen, gekennzeichnet durch die Verwendung der Grundelemente

• A) längeres dickwandiges Rohrstück (1), daß an einem Ende plangedreht und am anderen Ende mit einem Außenkonus versehen ist,
• B) kurzes dickwandiges Rohrstück (2), daß an beiden Enden einen Innenkonus aufweist,
• C) Stoßblech (8) mit Löchern, die beiderseits mit einem Innenkonus versehen sind,
• D) Endanschlußblech (9), daß im Prinzip wie ein Stoßblech (8) ausgebildet ist, dessen Durchgangslöcher jedoch nur auf einer Seite Innenkonusform aufweisen,
• E) Endanschlußplatte (10) mit durchgehenden Gewinde­ löchern, die auf einer Seite innenkonusförmig ange­ senkt sind.

2. Stoß- und Anschlußausbildung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net dadurch, daß, jeweils Innenkonus in Außenkonus gesteckt, die Grundelemente A-B-A miteinander kombiniert und mittels einer durchgesteckten Schraube (3) mit aufge­ schraubter Mutter (4) verbunden werden.

3. Stoß- und Anschlußausbildung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net dadurch, daß, jeweils Innenkonus in Außenkonus ge­ steckt, die Grundelemente A-C-A miteinander kombiniert und mittels einer durchgesteckten Schraube (3) mit aufge­ schraubter Mutter (4) verbunden werden.

4. Stoß- und Anschlußausbildung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net dadurch, daß, jeweils Innenkonus in Außenkonus ge­ steckt, die Grundelemente A-D miteinander kombiniert und mittels einer durchgesteckten Schraube (3) mit aufge­ schraubter Mutter (4) verbunden werden.

5. Stoß- und Anschlußausbildung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net dadurch, daß, jeweils Innenkonus in Außenkonus ge­ steckt, die Grundelemente A-E miteinander kombiniert und mittels einer durch das Grundelement A durchgesteckten Schraube (3) durch Einschrauben in das betreffende Gewin­ deloch der Endanschlußplatte (10) verbunden werden.

6. Stoß- und Anschlußausbildung nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß symmetrisch um den Hohl­ flanschquerschnitt des Trägers mehrere Einzelanschlüsse angeordnet sind.