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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Hebekräne und spezieller Schnellkupplungssysteme
für montierbare
Auslegerteile von Kränen
und dergleichen.
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Großhebekräne weisen
in der Regel längliche,
Lasten tragende Auslegerkonstruktionen auf, die aus mit den Enden
stumpf aneinander stoßenden,
montierbaren Auslegerteilen bestehen. Vorherrschend ist, dass jedes
der montierbaren Auslegerteile aus einer Vielzahl von Gurten besteht,
die sich im Allgemeinen in axialer Richtung erstrecken und durch
ein diagonal angeordnetes Gitterwerk oder Gitterelemente miteinander
verbunden sind. Die Anschlussendteile jedes Gurtes sind allgemein
mit Verbindungselementen der einen Form oder einer anderen versehen,
um die aneinander stoßenden
Auslegersegmente miteinander zu befestigen und Druckbelastungen
zwischen den aneinander stoßenden Gurten
zu übertragen.
Typische Verbindungselemente umfassen äußere und innere Tragarme, die
durch einen Bolzen befestigt werden, der Drucklasten zweischnittig überträgt.
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Ein
beispielhafter Ausleger von 220 Fuß kann aus einem Ausleger-Endstück von 40
Fuß, das an
dem oberen Kranwerk schwenkbar montiert ist, einem Auslegeroberteil
von 30 Fuß,
das mit Rollen und einer Verspannung zum Heben und Tragen von Lasten
ausgerüstet
ist, mit fünf
dazwischen befindlichen montierbaren Auslegerteilen bestehen: eins
10 Fuß lang,
eins 20 Fuß lang
und drei 40 Fuß lang.
Ein solches Auslegerbeispiel besitzt sechs Auslegersektionsverbindungen.
Typisch ist, dass jede Sektion vier Gurte und daher vier Verbindungselemente
aufweist, die eine Summe von 24 Verbindungselementen bilden, die
ausgerichtet und verbolzt werden müssen, um den Ausleger zu montieren.
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Großkräne erfordern
sehr große
Querschnitte der Ausleger. Infolgedessen befinden sich die Gelenkbolzen
zwischen den Obergurten typischerweise acht Fuß oder höher vom Boden weg, auch wenn
die Auslegersegmente flach auf dem Boden liegen. Das Aufstellpersonal
muss entweder eine Stufenleiter zu jeder Bolzenstelle bewegen oder
entlang der Oberseite des Auslegers stehen und gehen, um die oberen
Verbindungselemente zu erreichen.
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Ein
montierbares, 40 Fuß langes
Auslegerteil kann über
5000 Pfund wiegen. Somit ist ein Hilfskran erforderlich, um das
Auslegerteil zu heben. Ein Rüstmechaniker
hält dann
normalerweise die abgehängte
Auslegersektion in allgemeiner Ausrichtung, während ein zweiter Rüstmechaniker
einen großen Hammer
(10 oder 15 Pfund) einsetzt, um den Bolzen, der typischerweise eine
lange Kegeligkeit aufweist, per Hand in die Position zu treiben.
Im Stand der Technik werden die die Auslegersektionen verbindenden
Bolzen im Allgemeinen eingesetzt, um die Drucklasten zwischen den
Gurten zu übertragen.
Infolgedessen haben die Bolzen einen Festsitz, was die Schwierigkeit
des Zusammenbaus des Auslegers weiter erhöht. An sich können drei
Männer
(ein Kranführer
und zwei Rüstmechaniker)
vier oder mehrere Stunden benötigen,
um den beispielhaften Ausleger von 220 Fuß zu montieren. Wenn der Kran
häufig
bewegt wird, können
die Kosten zum Montieren und Demontieren des Auslegers die Kosten
zum Heben und Positionieren der Last, für die der Kran eingesetzt wird, überschreiten.
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Es
wurden Anstrengungen unternommen, um montierbare Auslegerteile mit
Schnellkupplungssystemen auszulegen. Zum Beispiel zeigt das US-Patent
Nr. 3 511 388 ein Bolzenverbindungssystem für Auslegerkonstruktionen mit
rohrförmigen Gurtelementen.
Es werden kegelförmige äußere Ansatzelemente
zum Einsetzen, vermutlich mit einer gewissen Schnelligkeit, in Anschlussfassungen,
offenbart. Die Ansätze
werden dann durch einen Bolzen zusammengehalten. Druckbelastungen
werden durch maschinell bearbeitete Flächen auf den Umfang der Ansätze, deren
Breite etwas größer ist
als die Dicke der Wände
der rohrförmigen
Elemente, übertragen.
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Wie
sichtbar wird, offenbart die deutsche Offenlegungsschrift Nr.
DE 3 842 726 A1 ein
Schnellkupplungssystem, bei dem die Verbindungselemente an den Obergurten
hakenartige Bügelstücke und
Gabelstücke
mit im Abstand angeordneten Elementen aufweisen, die einen horizontalen
Bolzen zwischen sich aufnehmen.
10 zeigt
deutlich, wie das hakenförmige
Element an der Verwendungsstelle, während die Auslegersektionen
nicht parallel sind, mit einer Drehbewegung (um die Achse der Bolzen)
eingepasst werden kann, die die Auslegersektionen in eine parallele
Ausrichtung bringt und scheinbar Auflageflächen am Ende von jedem Bügelstück mit der
Innenfläche
jedes Gabelstücks
zusammenpasst. Anscheinend schneidet die horizontale neutrale Achse der
Obergurte (die im Querschnitt rohrförmig zu sein scheinen) die
Mittellinie des Bolzens, schneidet jedoch nicht die Aufnahmefläche der
Druckbelastung.
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Es
wäre besser,
wenn die Aufnahmeflächen der
Druckbelastungen an Verbindungselementen von der durch den Schnittpunkt
der horizontalen und vertikalen neutralen Achsen der Gurte gebildeten
Linie, an denen sie befestigt wären,
geschnitten würden
und noch besser symmetrisch um diese Achsen wären. Dies würde es ermöglichen, Druckbelastungen durch
die Verbindungselemente zu übertragen, ohne
Biegemomente in den Gurten zu erzeugen. Außerdem werden häufig Gurte
mit rechtwinkligem Querschnitt an Auslegersektionen verwendet, wobei für solche
Gurte Schnellkupplungssysteme brauchbar wären.
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ABRISS DER
ERFINDUNG
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Es
sind montierbare Schnellkupplungs-Auslegerteile und Schnellkupplungssysteme
für montierbare
Auslegerteile von Kränen
und dergleichen entwickelt worden, die diese gewünschten Merkmale sowie viele
andere zur Verfügung
stellen.
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Eine
Ausführung
nach der Erfindung ist ein Schnellkupplungssystem für einen
montierbaren Gitterausleger, bei dem jede Auslegersektion Gurte
zum Übertragen
von Druckbelastungen und Verbindungselemente umfasst, die an den
Enden der Gurte und zwischen anstoßenden Enden von Gurten benachbarter
Auslegersektionen befestigt sind, wobei jedes Verbindungselement
eine Druckbelastungs-Auflagefläche
umfasst, die Verbindungselemente an den Gurten ausgebildet und befestigt
sind, so dass die Druckbelastungs-Auflagefläche jedes Verbindungselements
durch eine Linie geschnitten wird, die sich entlang des Schnittpunkts
der vertikalen und horizontalen neutralen Achsen des Gurtelements,
an dem das Verbindungselement befestigt ist, erstreckt.
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In
einer anderen Ausführung
nach der Erfindung umfasst ein montierbares Schnellkupplungs-Auslegerteil
zumindest drei Gurte mit dazwischen liegenden Verbindungselementen,
wobei jeder der Gurte ein Ende aufweist, das ausgeführt ist,
so dass es an einem entsprechenden Ende eines Gurtes eines zweiten
montierbaren Auslegerteils, an dem das erste montierbare Auslegerteil
zum Verbinden angepasst wird, anstößt. An den Enden der Gurte
befestigte Verbindungselemente werden genutzt, um sie mit passenden
Verbindungselementen an anstoßenden
Enden der Gurte des zweiten montierbaren Auslegerteils zu verbinden.
Die Verbindungselemente weisen eine Lastaufnahmefläche auf,
um Druckbelastungen zwischen anstoßenden Gurten zu übertragen.
Zumindest ist das eine der Verbindungselemente so ausgelegt, dass
ein passendes Verbindungselement leicht mit ihm ausgerichtet werden kann,
wenn die zwei Auslegersektionen verbunden werden. Die Lastaufnahmefläche des
leicht auszurichtenden Verbindungselements ist so positioniert, dass
sie durch eine Linie geschnitten wird, die sich entlang des Schnittpunkts
der horizontalen und vertikalen neutralen Achsen des Gurtes, an
dem das Verbindungselement befestigt ist, erstreckt.
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Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Druckbelastungen durch
das Verbindungselement auf Auflageflächen übertragen werden, die durch
die horizontalen und vertikalen neutralen Achsen der Gurte geschnitten
werden. Auf diese Weise rufen die Druckbelastungen des Gurtes keine
Biegemomente hervor.
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Durch
die Merkmale einer Schnellverbindung nach der Erfindung kann ein
montierbarer Ausleger, der ausgezeichnete Lastaufnahmeeigenschaften
besitzt, schnell zusammengebaut werden. Außerdem ermöglichen die nachstehend offenbarten Ausführungen
der Erfindung jeweils einen Dreheingriff von Auslegersektionen.
Das heißt,
die Obergurte werden leicht verbunden, indem ein zweites montierbares
Auslegerteil in nicht parallele Beziehung zu einem ersten montierbaren
Auslegerteil gebracht wird und die Verbindungselemente des Obergurtes
der zweiten Auslegersektion in die Verbindungselemente der ersten
Auslegersektion eingehakt werden. Wenn das unbefestigte Ende der
zweiten Auslegersektion abgesenkt wird, damit es mit den montierbaren
Auslegerteilen fluchtet, schwenken die Verbindungselemente des Untergurtes
natürlich
in die genaue Ausrichtungsposition. Die Aufnahmeflächen an
den Verbindungselementen des Untergurtes stellen außerdem Anschlagflächen bereit,
um eine weitere Drehung der zweiten Auslegersektion zu verhindern,
wodurch die Verbindungselemente ausgerichtet gelassen werden, so
dass sie leicht verbolzt werden können. Somit sind weniger Zeit
und menschliche Arbeitskraft erforderlich, um den Ausleger zu montieren.
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Diese
und andere Vorteile der Erfindung sowie die Erfindung selbst werden
am besten bei Betrachtung der Zeichnungen verständlich, von denen eine kurze
Beschreibung wie folgt ist. Es soll angemerkt werden, dass nur die 5, 6 und 16 bis 21 Ausführungen
nach der Erfindung zeigen. Die anderen Figuren sind der Vollständigkeit
halber mit einbezogen und unterstützen das Verständnis der Erfindung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
die Seitenansicht eines typischen Krans mit der Konstruktion eines
montierbaren Gitterauslegers, auf den die vorliegende Erfindung
angewandt werden kann;
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2 ist
die Seitenansicht eines Schnellkupplungssystems, das zwei Auslegersektionen
bei einem Dreheingriff der Sektionen darstellt;
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2A ist
eine Ansicht von einem der Obergurte der Auslegersektion im Schnitt,
der entlang der Linie 2A-2A von 2 verläuft;
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3 ist
eine vergrößerte Seitenansicht
teilweise im Schnitt von einer der in 2 dargestellten Verbindungen
mit Obergurt;
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4 ist
eine Draufsicht, die entlang der Linie 4-4 von 3 verläuft;
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5 ist
eine vergrößerte, teilweise
geschnittene Seitenansicht, ähnlich
der 3, von einer ersten Ausführung der Verbindung mit Obergurt nach
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine Draufsicht, die entlang der Linie 6-6 von 5 verläuft;
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7 ist
eine vergrößerte Seitenansicht, ähnlich der 3,
einer anderen Verbindung mit Obergurt;
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8 ist
eine Draufsicht, die entlang der Linie 8-8 von 7 verläuft;
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9 ist
eine Ansicht der Verbindung von 7, die in
einer teilweise im Eingriff befindlichen Position dargestellt ist;
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10 ist
eine vergrößere Seitenansicht, ähnlich der 3,
eines weiteren Verbindungselements mit Obergurt;
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11 ist
eine Draufsicht, die entlang der Linie 11-11 von 10 verläuft;
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12 ist
eine Ansicht des Verbindungselements von 10, das
in einer teilweise im Eingriff befindlichen Position dargestellt
ist;
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13 ist
eine vergrößerte Seitenansicht, ähnlich der 3,
eines weiteren Verbindungselements mit Obergurt;
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14 ist
eine Draufsicht, die entlang der Linie 14-14 von 13 verläuft;
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15 ist
eine Ansicht der Ausführung
von 13, die in einer teilweise im Eingriff befindlichen Position
dargestellt ist;
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16 ist
eine vergrößerte Seitenansicht, ähnlich der 3,
einer zweiten Ausführung
eines Verbindungselements mit Obergurt nach der vorliegenden Erfindung;
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17 ist
eine Draufsicht, die entlang der Linie 17-17 von 16 verläuft;
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18 ist
eine Ansicht der Ausführung
von 16, die in einer teilweise im Eingriff befindlichen Position
dargestellt ist;
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19 ist
die vergrößerte Seitenansicht
einer ersten Ausführung
einer Verbindung mit Untergurt nach der vorliegenden Erfindung;
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20 ist
eine Schnittansicht von oben, die entlang der Linie 20-20 von 19 verläuft;
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21 ist
eine Draufsicht im Schnitt, ähnlich der 20,
einer zweiten Ausführung
der Verbindung mit Untergurt nach der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER GEGENWÄRTIG
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Zur
bequemen Bezugnahme werden hier und in den Ansprüchen die Bezeichnungen „oben", „unten", „horizontal" und „vertikal" verwendet, um Teile
eines montierbaren Auslegers in einer Position zu bezeichnen, in
der er typischerweise auf der Fläche des
Bo dens oder in der Nähe
zusammengebaut werden würde.
Diese Bezeichnungen gelten auch, obwohl der Ausleger auf unterschiedliche
Winkel einschließlich
einer vertikalen Position angehoben werden kann.
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Der
typische Kran 10, wie er in 1 dargestellt
ist, besteht aus dem oberen Aufbau 12, der drehbar auf
dem unteren Aufbau 11 montiert ist und, wie dargestellt,
Raupenketten mit Eigenantrieb enthalten kann. Der obere Aufbau 12 besitzt
typischerweise ein daran befestigtes Gegengewicht 13 und trägt einen
hinteren Haken 14 und Mast oder Kranportal 15 sowie
einen drehbar angebrachten Ausleger 20. An der Spitze des
Auslegers 20 wird eine Rollenanordnung 17 genutzt,
um Lasten von dem Ausleger zu heben. Eine angetriebene Verspannung
oder Gegenstück 16 verbindet
die Spitze des Auslegers 20 mit dem Kranportal 15 und
wird zum Einstellen des Auslegerwinkels verwendet.
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Bei
normalen Kränen
besteht der Ausleger 20 aus mehreren montierbaren Elementen
einschließlich
eines Auslegerendstücks 21,
Auslegereinsatzsektionen 22, 23 und 24,
deren Anzahl variieren kann und die unterschiedliche Längen haben können, sowie
eine Auslegerspitze 25. Die montierbaren Auslegerteile 21 bis 25 sind
typischerweise aus mehrfachen Gurten zusammengesetzt. In der in 2 dargestellten
Ausführung
besitzt jede Auslegersektion 23 und 24 einen rechteckigen
Querschnitt mit einem Gurt an jeder Ecke. Folglich gibt es zwei Obergurte 31 und
zwei Untergurte 33 (von denen nur einer jeweils in der
Seitenansicht zu sehen ist), die durch Verspannung an Gitterelementen 35 miteinander
verbunden sind. In den dargestellten Ausführungen sind die Gurtelemente
aus Stahl mit einem rechtwinkligen Querschnitt hergestellt, wie
es in 2A dargestellt ist. Jedes Gurtelement
besitzt eine vertikale neutrale Achse 40 und eine horizontale
neutrale Achse 41. Die an dem Schnittpunkt der vertikalen und
horizontalen neutralen Achsen eines Gurtes aufgebrachten Druckbelastungen
werden keine Biegemomente innerhalb des Gurtes hervorrufen. In den bevorzugten
Ausführungen
sind die Gitterelemente 35 an den Gurten angeschweißt, so dass
sich die Mittellinie des Gitterelements 35 so nahe wie
möglich
an der neutralen Achse befindet, die die Vorderseite des Gurtes,
an der das Gitterelement 35 angeschweißt ist, schneidet.
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Anschließend werden
sechs leicht justierbare Verbindungselemente beschrieben. Die leicht
justierbaren Verbindungselemente werden als auf den Obergurten 31 einer
Auslegersektion vorgesehen beschrieben. Außerdem sind zwei Verbindungselemente
für die Untergurte 33 offenbart.
Jedes enthält
passende Verbindungselemente, die an anstoßenden Enden des Gurtes der
montierbaren Auslegerteile befestigt sind. Die passenden Verbindungselemente weisen
im Allgemeinen eine Außen-
und Innenbeziehung auf. So gibt es an jeder Auslegersektion, normalerweise
aber nicht zwangsläufig,
am gleichen Ende der Auslegersektion sowohl zwei innere Verbindungselemente 36 des
Obergurtes und zwei innere Verbindungselemente 38 des Untergurtes
als auch zwei äußere Verbindungselemente 37 des
Obergurtes und zwei äußere Verbindungselemente 39 des Untergurtes
an gegenüber
liegenden Enden der Auslegersektion von den jeweiligen inneren Verbindungselementen
des Ober- und Untergurtes. Wenn zwei Auslegersektionen wie zum Beispiel
die Sektionen 23 und 24 zur Montage zusammengebracht
werden, passen folglich die inneren Verbindungselemente 36 des
Obergurtes von Sektion 23 zu den äußeren Verbindungselementen 37 des
Obergurtes von Sektion 24, und die inneren Verbindungselemente 38 des Untergurtes
von Sektion 23 passen zu den äußeren Verbindungselementen 39 des
Untergurtes von Sektion 24. Die vorhergehenden Bezugszahlen
werden für
die verschiedenen Verbindungselemente genutzt, die in den 3 bis 21 gezeigt
sind.
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In
dem leicht justierbaren Verbindungselement, das in 3 und 4 dargestellt
ist, weist das innere Verbindungselement 36 einen Ansatz
mit zwei im Abstand angeordneten Elementen 51 und 52 auf,
die sich parallel zu dem Gurt 31 erstrecken. Der Ansatz
ist mit Fugennähten 42 an
das Ende des Gurtes 31 wie bei allen in 3 bis 21 dargestellten Ansätzen angeschweißt. Ein
horizontaler Bolzen 53 erstreckt sich zwischen den beanstandeten
Elementen 51 und 52. Ein Ansatz 55, der
sich auf dem beanstandeten Element 51 aufbaut, hält einen
zum Befestigen des Bolzens 53 verwendeten Vorsteckbolzen 56 fest.
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Das äußere Verbindungselement 37 weist ein
hakenförmiges
Element 54 auf, das ausgelegt ist, damit es zwischen den
beanstandeten Elementen 51 und 52 passt und mit
dem Bolzen 53 in Eingriff kommt. Wenn sich die Auslegersektionen
in der Betriebsstellung befinden, werden Druckbelastungen durch
den Bolzen 51 zweischnittig übertragen. Die Auflagefläche für diese
Belastungen befindet sich auf der rechten Seite (wie in 3 dargestellt)
des Bolzens 53 an der Berührungsfläche 58. Es wird angemerkt,
dass die Berührungsfläche 58 sowohl
durch die vertikale neutrale Achse 40 als auch die horizontale
neutrale Achse 41 der Gurte 31 geschnitten wird.
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5 und 6 zeigen
eine erste Ausführung
nach der Erfindung, die gegenüber
dem oben erwähnten
Verbindungselement dadurch verbessert ist, dass die Lastaufnahmefläche vergrößert ist
und nicht auf einer mit einem Radius versehenen Fläche unterstützt wird.
Wiederum weist in dieser Ausführung
das innere Verbindungselement 36 einen Ansatz mit zwei
im Abstand angeordneten Elementen 61 und 62 auf,
die sich parallel zum Gurt 31 erstrecken. Der horizontale
Bolzen 63 erstreckt sich zwischen den im Abstand angeordneten
Elementen 61 und 62 und wird von einem Vorsteckbolzen 66 durch einen
Einsatz 65, der sich auf dem beanstandeten Element 61 aufbaut,
fest gehalten. Der Bolzen 63 trägt eine sechseckige Durchführung 67.
Das hakenförmige
Element 64 am äußeren Ansatz
oder Verbindungselement 37 ist so ausgelegt, dass es zwischen die
im Abstand angeordneten Elementen 61 und 62 passt,
und der Haken ist so geformt, dass er zu den vier Seiten der Durchführung 67 passt.
Die Druckbelastungen werden von der Fläche 68 übertragen,
die die Stirnfläche
der Durchführung 67 ist,
die dem Ende des den äußeren Ansatz
oder das Verbindungselement 37 tragenden Gurtes 31 gegenüber liegt.
Wiederum wird die Fläche 68 sowohl
durch die vertikale und neutrale Achse 40 als auch die
vertikale und neutrale Achse 41 der Gurte 31 geschnitten
und ist um beide Achse 40 und 41 symmetrisch.
Auf diese Weise wird die Fläche 68 um
die den Schnittpunkt der Achsen 40 und 41 enthaltende
Linie zentriert (das bedeutet, der Massenschwerpunkt der Fläche 68 wird dadurch
geschnitten).
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Ein
weiteres Verbindungselement ist in 7 bis 9 dargestellt.
Wiederum umfasst der innere Ansatz oder das Verbindungselement 36 zwei im
Abstand angeordnete Elemente 71 und 72, die sich
parallel zum Gurt 31 erstrecken, wobei sich ein horizontaler
Bolzen 73 zwischen den beanstandeten Elementen 71 und 72 erstreckt.
Bei diesem Verbindungselement ist der Bolzen 73 um seine
Mittelachse drehbar. Der Bolzen 73 ist im Allgemeinen zylindrisch,
enthält
jedoch eine abgeflachte Stirnfläche 77, die
parallel zu seiner Mittelachse ist. Das hakenförmige Element 74 ist
so ausgelegt, dass es zwischen die beanstandeten Elementen 71 und 72 passt
und mit dem abgeflachten Bolzen 73 in Eingriff kommt.
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Der
innere Ansatz oder das Verbindungselement 36 umfasst ebenfalls
eine Einrichtung, um den Grad der Drehung des Bolzens 72 um
seine Mittelachse zu begrenzen. In dem gezeigten Verbindungselement
ist außerdem
ein Halterbolzen 76, der durch Vorsteckbolzen 79 in
dem Bolzen 73 festgehalten wird, in einem mit Schlitz versehenen
Streifen 75 aufgenommen, der sich von dem beanstandeten
Element 72 nach außen
erstreckt. Die Länge
des Schlitzes im Streifen 75 steuert somit den Freiheitsgrad
der Drehung des Bolzens 73. Wie in 9 dargestellt
ist, wird der Bolzen 73 gedreht, wenn die Verbindungselemente 36 und 37 zuerst
in Eingriff gebracht werden, so dass seine abgeflachte Stirnfläche 77 dem
hakenförmigen
Element 74, das an einer Auslegersektion, die nicht parallel
zu der Auslegersektion ist, an der das innere Verbindungselement 36 befestigt
ist, ermöglicht,
in einen Eingriff zu gleiten. Eine Drehung der zwei Auslegersektionen
um die Achse des Bolzens 72 und eine Drehung des Bolzens 72 ermöglichen
anschließend,
dass die Gurte 31 in eine Ende-zu-Ende-Beziehung kommen,
wie es in 7 dargestellt ist.
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Die
Druckbelastungen zwischen den Gurten werden von der Lastaufnahmefläche 78,
die sich an der abgeflachten Stirnfläche 77 des Bolzens 73 und der
passenden Stirnfläche
des hakenförmigen
Elements 74 befindet, übertragen.
Wiederum ist diese Lastaufnahmefläche um den Schnittpunkt sowohl
der vertikalen und neutralen Achse 40 als auch der vertikalen
und neutralen Achse 41 der Gurte 31 zentriert, durch
sie geschnitten und um sie herum symmetrisch.
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Ein
weiteres leicht justierbares Verbindungselement, das in 10 bis 12 gezeigt
ist, ist dem zuvor erwähnten
Verbindungselement sehr ähnlich, wobei
daher die gleichen um 10 erhöhten Bezugszahlen in den Zeichnungen
verwendet werden. In diesem Verbindungselement besitzt der Bolzen 83 zwei
zueinander parallele, abgeflachte Stirnflächen 87 und 87a.
Die gleiche Beziehung der neutralen Achsen 40 und 41 gilt
sowohl für
die Aufnahmefläche 88 als
auch für
die Aufnahmefläche 78.
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Eine
andere leicht justierbare Verbindung ist in 13 bis 15 dargestellt.
Der innere Ansatz oder das Verbindungselement 36 umfasst
wiederum zwei im Abstand angeordnete Elemente 91 und 92, die
sich parallel zum Gurt 31, an dem der Ansatz oder das Verbindungselement 36 befestigt
ist, erstrecken, und einen horizontalen Bolzen 93, der
sich zwischen den im Abstand angeordneten Elementen 91 und 92 erstreckt.
Vorsteckbolzen 96 bewahren den Bolzen 93 davor,
sich in Längsrichtung
zu verschieben. Der Bolzen 93 ist jedoch so angeordnet,
dass sich seine Mittellinie über
der horizontalen neutralen Achse 41 des Gurtes 31 befindet.
Der innere Ansatz oder das Verbindungselement 36 umfasst
außerdem
eine Aufnahmefläche 98b zur Übertragung
von Druckbe lastungen zwischen den anstoßenden Gurten 31.
Diese Aufnahmefläche
befindet sich zwischen den im Abstand angeordneten Elementen 91 und 92 und
ist um den Schnittpunkt der vertikalen und horizontalen neutralen
Achsen 40 und 41 des Gurtes 31 herum zentriert,
durch diesen geschnitten und um diesen symmetrisch.
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Der äußere Ansatz
oder das Verbindungselement 37, der am Ende des Gurtes 31 an
einem zweiten montierbaren Auslegerteil, das an dem den inneren
Ansatz oder das Verbindungselement 36 tragenden Gurt 31 anstößt, befestigt
ist, weist ein hakenförmiges
Element 94 auf. Der Haken ist so geformt, dass er zu dem
Bolzen 93 passt, wobei der Haken in einer Aufnahmefläche 98a endet,
die so angeordnet ist, dass sie mit der Aufnahmefläche 98b in Eingriff
kommt, wenn die montierbaren Auslegerteile in eine funktionelle
Ausrichtung gebracht werden.
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Dadurch,
dass der Bolzen 93 über
der horizontalen neutralen Achse 41 positioniert wird,
können
die Verbindungselemente durch einen Dreheingriff um den Bolzen 93 in
Eingriff gebracht werden und weisen dennoch eine durch den Schnittpunkt
der vertikalen und horizontalen neutralen Achsen 40 und 41 geschnittene
Lastaufnahmefläche 98 auf.
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Um
zu verhindern, dass die Verbindungselemente aus dem Eingriff gebracht
werden, wird ein Verriegelungsbolzen 95 durch Öffnungen 97 in
den beanstandeten Elementen 91 und 92 und durch
eine Öffnung 99 des
hakenförmigen
Elements 94 eingesetzt. Die Öffnungen 97 und 99 sind
ausgerichtet, wenn die Verbindungselemente 36 und 37 vollständig in
Eingriff gebracht wurden.
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Die
zweite und am meisten bevorzugte Ausführung der leicht justierbaren
Verbindung nach der vorliegenden Erfindung ist in 16 bis 18 dargestellt.
In dieser Ausführung
umfasst das Schnellkupplungssystem ein äußeres Verbindungselement 37,
das den einen vertikalen Bolzen 103 tragenden Ansatz 104 aufweist.
In der bevorzugten Ausführung erstreckt
sich der Bolzen 103 in den Körper des Ansatzes 104 hinein
oder durch ihn hindurch und wird durch einen Halterbolzen 106 festgehalten.
Außerdem
ist der Bolzen 103 vorzugsweise an seinem oberen Ende verjüngt. Am
Ende des Gurtes 31, das an dem den Ansatz 104 tragenden
Gurt 31 anstößt, befindet
sich ein inneres Verbindungselement, das den Ansatz 101 aufweist.
Der Ansatz 101 ist allgemein ein sich horizontal erstreckendes
Element mit einem länglichen
Durchgangsloch 102. Ört lichkeit
und Größe des Bolzens 103 und
des Loches 102 sind so, dass der Ansatz 101 und 104 durch
Dreheingriff um eine zur Länge
des Auslegers senkrechte, horizontale Achse miteinander verbunden
werden können,
wie es in 18 dargestellt ist.
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Der
sich horizontal erstreckende Abschnitt des Ansatzes 104 ist
an seiner hinteren Stirnfläche mit
einer Aufnahmefläche 108a zum Übertragen
von Druckbelastungen zwischen angrenzenden Gurten 31 ausgebildet.
Ebenso umfasst der Ansatz 101 eine Aufnahmefläche 108b,
die so angeordnet ist, dass sie zu der Aufnahmefläche 108a passt,
wenn sich die montierbaren Auslegerteile im Funktionseingriff befinden.
Die Aufnahmeflächen 108a und 108b sind
jeweils um den Schnittpunkt der vertikalen und horizontalen neutralen
Achsen 40 und 41 der Gurte 31 herum zentriert,
werden von diesen geschnitten und sind um diese symmetrisch.
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Vorzugsweise
besitzt das längliche
Loch 102 eine enge Abmessung, die nur etwas größer als
der Durchmesser des Bolzens 103 ist. Dies ermöglicht es,
dass am Ausleger 20 erzeugte Querbelastungen zwischen dem
Bolzen 103 und der Seitenwand des Lochs 102 als
eine Scherkraft über
dem Bolzen 103 an der waagerechten Schnittfläche der
zwei Ansätze 103 und 104 übertragen
werden.
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19 und 20 zeigen
eine erste Ausführung
der Verbindung des Untergurtes für
das Schnellkupplungssystem nach der vorliegenden Erfindung. Das
innere Verbindungselement 38 umfasst zwei im Abstand angeordnete
Elemente 111 und 112, die sich im Allgemeinen
parallel zum Gurt 33 erstrecken. Das äußere Verbindungselement 39 umfasst einen
verlängerten
Ansatz 114. Jedes der im Abstand angeordneten Elemente 111 und 112 und
der Ansatz 114 umfassen ein Loch, durch welches ein Bolzen 113 eingesetzt
werden kann, nachdem die Auslegersektionen ausgerichtet sind. Sobald
sich der Bolzen 113 an der Verwendungsstelle befindet,
kann er durch Vorsteckbolzen 116 festgehalten werden.
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Wie
es in 20 am besten zu sehen ist, enthält der äußere Ansatz 114 eine
Lastaufnahmefläche 118.
Diese Aufnahmefläche
drückt
gegen eine Lastaufnahmefläche,
die an der Innenfläche
des Verbindungselements 38 zwischen den beanstandeten Elementen 111 und 112 ausgebildet
ist. Wie zuvor erwähnt,
können
diese Lastaufnahmeflächen
außerdem
eine Anschlagfläche
bewirken, um eine Drehung der montierbaren Ausleger teile um die
leicht justierbaren Verbindungen zwischen den Obergurten zu beschränken. Außerdem sind
diese Lastaufnahmeflächen
um den Schnittpunkt der vertikalen und horizontalen neutralen Achsen 40 und 41 der
Gurte 33 zentriert, werden von diesen geschnitten und sind um
diese symmetrisch.
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Eine
zweite Ausführung
des Verbindungselements für
die Untergurte ist in 21 gezeigt. Diese Anordnung
ist der ersten Ausführung
mit der Ausnahme ähnlich,
dass die Aufnahmeflächen 128 an
den Enden der beanstandeten Elemente 121 und 122 ausgebildet
sind, die das innere Verbindungselement 38 und die Basis
des äußeren Verbindungselements 39 bilden.
Der Ansatz 124 des äußeren Verbindungselements 39 erstreckt
sich somit nicht zur Innenfläche
des inneren Verbindungselements 38 zwischen den im Abstand
angeordneten Elementen 121 und 122. Wiederum bewirken
die Lastaufnahmeflächen 128 Anschlagflächen, die
Löcher
durch die beanstandeten Elemente 121 und 122 und
den äußeren Ansatz 124 zum
Einsatz des Bolzens 123 ausgerichtet lassen. In dieser
Ausführung
werden die Aufnahmeflächen 128 nicht
durch die vertikale neutrale Achse 40 sondern durch die
horizontale neutrale Achse 41 (nicht dargestellt) geschnitten
und sind um beide neutralen Achsen herum symmetrisch. Außerdem wird
der Flächenschwerpunkt
der Aufnahmeflächen 128 durch
den Schnittpunkt der Achsen 40 und 41 geschnitten.
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Jedes
der beiden Verbindungselemente des Untergurtes kann mit einem beliebigen
der sechs Verbindungselemente des Obergurtes verwendet werden, um
unterschiedliche Schnellkupplungssysteme zur Verfügung zu
stellen. Außerdem
können modifizierte
untere Verbindungselemente genutzt werden, wenn die Belastungen
noch durch die Verbindungsbolzen übertragen werden, die jedoch
Anschlagflächen
aufweisen, die den Flächen 118 und 128 ähnlich sind.
In diesen modifizierten Ausführungen
(es kann leichter sein, sie herzustellen, da es leichter ist, zwischen
einem Bolzen und einem Loch Toleranzen einzuhalten als zwischen
den erforderlichen Toleranzen beim Positionieren der Lastaufnahmeflächen 118 und 128)
würden
die Anschlagflächen etwa
0,38 mm (0,015 Zoll) zurückgesetzt
werden, so dass an den Anschlagflächen ein leichter Spalt vorhanden
sein würde,
wenn die Bolzen dort hinein getrieben werden würden.
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Bei
der Verwendung von einer der zwei Ausführungen eines Verbindungselements
mit Untergurt und einem der sechs Verbindungselemente mit Obergurt
wird eine Torsions belastung auf den Ausleger sowohl durch Verbindungen
mit Untergurt und mindestens einem der oberen Verbindungselemente in
Abhängigkeit
davon übertragen,
in welcher Richtung die Torsionsbelastung aufgebracht wird.
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Die
verschiedenen Bolzen, Ansätze
und Gurtelemente werden vorzugsweise aus Stahl hergestellt und entsprechend
der normalen Praxis des technischen Entwurfs bemessen. Die Ansätze können aus
geschweißtem
Blechmaterial oder besser aus Gussteilen konstruiert sein.
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Bei
dem fünften
Verbindungselement (13) ist der Haken vorzugsweise
so geformt, dass er eine Öffnung
aufweist, die weiter als der Bolzendurchmesser ist, sich verengt,
so dass der untere Abschnitt des Hakens den gleichen Radius wie
der Bolzen aufweist. In dieser Ausführung trägt der Bolzen sehr wenig von
den tragenden Kräften, überträgt jedoch
alle Trennkräfte,
die erzeugt werden, wenn Torsionsbelastungen in dem Ausleger erzeugt
werden (wie zum Beispiel durch Schwenkvorgänge). Der in 13 bis 15 dargestellte
Verriegelungsbolzen ist optional, da die Verbindungen des Untergurtes,
sobald sie hergestellt sind, verhindern werden, dass Bolzen und
Haken aus dem Eingriff kommen.
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Jedes
der sechs dargestellten leicht justierbaren Verbindungselemente
ermöglicht
einen Dreheingriff. Während
einer Montage wird eine abgehängte
Auslegersektion durch einen Rüstmechaniker von
Bodenhöhe
aus in einen allgemeinen Eingriff gebracht. Die Bedienperson des
Hilfskrans senkt das Windentragseil, wodurch das nicht in Eingriff
gebrachte Ende der abgesenkten Auslegersektion fallen kann, indem
das untere Verbindungselement in die Verwendungsstelle gedreht wird.
Der Rüstmechaniker
kann die unteren Bolzen anschließend auf Bodenhöhe installieren.
Da die Druckbelastungen durch die Flächen 118 oder 128 übertragen
werden, benötigen
die Bolzen 113 oder 123 keinen festen Sitz. Des
Werteren wird eine Ausrichtung der Löcher für den Bolzen mechanisch sichergestellt.
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Die
zweite Ausführung
hat mehrere eindeutige Vorteile. Erstens wird das obere Verbindungselement
in Längsrichtung
zwischen dem vertikalen Bolzen und der Aufnahmefläche fest
aufgenommen. Der Endabschnitt des Dreheingriffs erzeugt einen festen Sitz
ohne Ausrichtungsaufwand. Zweitens ist ein Eingriff sowohl der horizontalen
als auch der vertikalen Aufnahmeflächen ohne weiteres sichtbar.
Drittens werden Koppelkräfte
auf die Gurte, die sich aus Momenten ergeben, die vom Schwenken
des Krans (insbesondere bei Turmdrehkränen) erzeugt werden, nicht
der Lage sein, die Verbindungselemente zu trennen, da der vertikale
Bolzen die Belastung einschnittig überträgt. In der sechsten Ausführung wirken
beide Verbindungselemente mit Obergurt so, dass sie Torsionsbelastungen übertragen.
Wie bei den anderen Ausführungen
wird die Druckbelastungen des Gurtes durch die Aufnahmeflächen des
Verbindungselements übertragen,
ohne dass Biegemomente hervorgerufen werden, weil die Oberflächen um
den Schnittpunkt der vertikalen und horizontalen neutralen Achsen
herum zentriert sind oder durch diesen geschnitten werden.
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Obgleich
bevorzugte Ausführungen
Gurte mit rechtwinkligem Querschnitt verwenden, können durch
die Erfindung andere Gurtquerschnitte hergestellt werden, indem
an die Gurte Endplatten angeschweißt und die Verbindungselemente
so positioniert werden, dass zwischen den Aufnahmeflächen und
den neutralen Achsen der Gurte die genaue Beziehung erzielt wird.
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Es
soll deutlich werden, dass die Vorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung in der Lage ist, in Form einer Vielzahl von Ausführungen
einbezogen zu werden, von denen oben nur wenige dargestellt und
beschrieben worden sind. Die Erfindung kann in anderen Formen ausgeführt werden,
ohne von ihrem Geist oder wesentlichen Eigenschaften abzuweichen.
Zum Beispiel könnte
die Erfindung auf montierbare Auslegerteile mit dreieckigem Querschnitt
angewandt werden, die nur drei Gurte aufweisen, wobei der eine oder
zwei der Gurte leicht justierbare Verbindungselemente aufweisen.
Während
Ansätze
mit äußeren und
inneren Ausführungen
dargestellt wurden, sind andere Anordnungen von Ansätzen möglich. Zum
Beispiel könnte
der Bolzen in den ersten fünf Ausführungen
durch ein äußeres Element
unterstützt werden,
während
im Abstand angeordnete Elemente des inneren Ansatzes hakenförmig sind.
Außerdem könnten Elemente,
die einen dreifachen inneren Bolzen unterstützen und Anordnungen mit einem
doppelten äußeren Haken
genutzt werden.
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Aus
diesen Gründen
sind die beschriebenen Ausführungen
in jeder Hinsicht nur als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu
betrachten, wobei deshalb der Umfang der Erfindung eher durch die
angefügten
Patentansprüche
als durch die vorangegange ne Beschreibung angegeben wird. Alle Änderungen,
die in die Bedeutung und den Bereich von Äquivalenz der Ansprüche gelangen,
sollen in ihrem Umfang eingeschlossen werden.