EP0668238A1 - Auslegerprofil - Google Patents

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EP0668238A1
EP0668238A1 EP95102263A EP95102263A EP0668238A1 EP 0668238 A1 EP0668238 A1 EP 0668238A1 EP 95102263 A EP95102263 A EP 95102263A EP 95102263 A EP95102263 A EP 95102263A EP 0668238 A1 EP0668238 A1 EP 0668238A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gravity
section
profile according
horizontal
vertical axis
Prior art date
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Granted
Application number
EP95102263A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0668238B1 (de
Inventor
Ernst Kaspar
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Compact Truck AG
Original Assignee
EC Engineering and Consulting Spezialmaschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EC Engineering and Consulting Spezialmaschinen GmbH filed Critical EC Engineering and Consulting Spezialmaschinen GmbH
Publication of EP0668238A1 publication Critical patent/EP0668238A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0668238B1 publication Critical patent/EP0668238B1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/64—Jibs
    • B66C23/70—Jibs constructed of sections adapted to be assembled to form jibs or various lengths
    • B66C23/701—Jibs constructed of sections adapted to be assembled to form jibs or various lengths telescopic

Definitions

  • the invention relates to a boom section, in particular for telescopic booms of cranes and crane vehicles, with an essentially semi-box-shaped upper section and a rounded lower section connected to the upper section.
  • a boom profile is already known from EP-0 499 208 A2.
  • the telescopic booms have a base part and at least one telescopic part, the cross-sectional profiles of the individual telescopic members mostly being of the same shape but of different sizes.
  • Lifting work is to be carried out at the front end of the telescopic boom in the loaded state.
  • the boom is subjected to a load as a bending beam, i.e. tensile stresses prevail on the top of the boom and compressive stresses on the underside of the boom.
  • Telescopic booms predominantly have rectangular profiles, since the rectangular shape is particularly well suited for the transmission of transverse forces between the individual telescopic members and also for absorbing different bending moments.
  • the demand for weight savings led to particularly thin-walled rectangular profiles, which, however, then no longer proved to be sufficiently resilient.
  • undesirable bulges have occurred on the underside, but also in the middle regions of the side sections.
  • the cantilever profiles of the generic type have semi-circular lower sections or semi-elliptical lower sections. These known cantilever profiles have a fairly good buckling resistance in their lower section, but have a comparatively low moment of resistance to bending under load.
  • the invention is therefore based on the object to provide an improved boom profile of the type mentioned, in which the tendency to bulge is reduced and the rigidity, particularly in the lower and lower lateral profile area, is better adapted to the load requirements of a telescopic boom.
  • the technical progress that can be achieved with the aid of the invention can be seen primarily in the fact that the sensitivity to buckling of the lower profile area is significantly reduced, since at least one rounded wall section and one flat wall section are present in this area.
  • the load can be removed both by normal stresses and by shear stresses, all of which run in the shell surface.
  • This component of load transfer which is based on a rounded, shell-shaped construction, is known as the "membrane stress state".
  • membrane tension state can be created by a continuous transition from the flat profile region to a rounded region without an abrupt transition. Continuous transitions from flat profile areas to rounded profile areas are preferably also provided in the overlap area between two telegrams in order to achieve the membrane tension state.
  • the adjacent, rounded section is reduced in its lateral extent.
  • the cantilever profile according to the invention makes it possible, by appropriately selecting the included angle between the rounded, lower profile section and a lateral, oblique bevel or between the lateral, oblique bevel and the lateral vertical web belonging to the upper chord, to reduce the susceptibility of the lateral vertical web to bulging .
  • the upper section (top chord) is half box-shaped.
  • This design provides a particularly advantageous shape of the profile in relation to the utilization of the maximum possible section modulus against bending. Since tensile stresses prevail in the upper section of the boom, undesired bulges do not have to be expected in the upper, semi-box-shaped section.
  • the profile is produced by joining two half-shells, namely the upper chord and lower chord.
  • the top chord is manufactured in a conventional manner by folding.
  • at least one round section is formed by polygon-like folding.
  • the lateral folds are achieved by a subsequent two folds, which advantageously means that the lower area of the cantilever profile is quite insensitive to manufacturing deficiencies, especially with regard to dimensional deviations at the lower bending radius. If dimensional deviations have occurred, these can be easily compensated for by a suitable choice of the angle between the obliquely bent edge and the subsequent rounded section.
  • the desired width of the lower flange can thus be exactly maintained and adjusted to the width of the upper flange.
  • the top chord i.e. the upper part of the boom profile, shaped essentially the same.
  • the upper chord is formed from an upper, horizontal, flat web section, which is shaped like a leg by means of rounded corners that are angled downwards by 90 ° and is converted into two vertical, flat web sections on both sides of the upper web section.
  • the different embodiments differ in the lateral length of the upper flange vertical webs and in the design of the lower rounded sections of the overall profile which adjoin the lower ends of the vertical webs.
  • the dash-dotted, vertical and horizontal lines extending across the overall profile in all figures correspond to the vertical center of gravity ly and the horizontal center of gravity Ix, respectively, which are determined by area inertia calculations.
  • all embodiments are designed such that the vertical axis of gravity ly also serves as a mirror axis. That is, the left and right boom profile sides are mirror images of the vertical axis ly.
  • All embodiments furthermore have in common an angle a between the upper chord vertical web and an adjacent laterally inclined fold, which is in the range from 135 to 180 °, which is included inward to the overall profile.
  • a right-hand profile half is formed mirror-symmetrically to the predominantly described left-hand profile half.
  • the lateral vertical web belonging to the upper chord is continued with a laterally oblique, flat bevel 15 of length X1, which is inclined downward to the vertical axis of gravity ly.
  • the fold is preferably arranged at a height of the vertical web in such a way that the fold overlaps with the horizontal axis of gravity Ix.
  • a lower horizontal web section 17 with the length M 1 is arranged at the lower horizontal outlet of the circular arc 16. This lower horizontal web section 17 connects the lower ends of the left-hand circular arc section 16 and a right-hand, mirror-symmetrical circular arc section 16 ', the center of which is denoted by K11.
  • the center point K1 lies perpendicularly above the left-hand end of the horizontal web 17 and the center point K11 lies vertically above the right-hand end of the horizontal web 17. Accordingly, the length M1 is equal to the distance between the center points K1 and K11. The same applies in each case to the position of the radius center points and to their distance from one another and the length of the lower horizontal webs in the embodiments according to FIGS. 2, 3 and 8.
  • FIG. 2 A second embodiment of the boom profile is shown in Fig. 2.
  • a laterally inclined, flat bevel 25 with the length x 2 does not directly adjoin (see FIG. 1). Rather, the vertical web and the bevel 25 are connected to one another via a rounding 28 in such a way that there is no bend edge.
  • a circular arc section 26 with the radius R 2 is then arranged at the lower end of the lateral, oblique fold 25.
  • the center points K 2 (left-hand side) and K 22 (right-hand side) of the circular arc sections 26 (left-hand side) and 26 '(right-hand side) are arranged in relation to the major axes ly, Ix in such a way that their distances from both major axes are the same.
  • the two circular arc sections 26 and 26 ' are connected to one another with the aid of a flat horizontal web 27.
  • the length of the horizontal web 27 is designated M 2 .
  • the length M 2 corresponds to the distance between the center points K2 and K22 from one another.
  • a third embodiment of the cantilever profile (according to FIG. 3) is derived from the second embodiment.
  • a first difference is that the rounded region 28 crosses the horizontal axis of gravity Ix in the second embodiment, while a similar rounded section 38 of the third embodiment is only set below the horizontal axis of gravity Ix.
  • the center points K 3 and K 33 of the left and right sides of the circular arc sections 36 and 36 'on the left and right sides are arranged similarly to FIG. 2 below the horizontal axis of gravity Ix, however, these center points K 3 , K 33 are so positioned that their distances from the horizontal axis of gravity Ix are shorter than from the vertical axis of gravity ly.
  • the laterally oblique bevel 35 which adjoins the upper flange vertical section downwards, has the length X3 , the arc section 36 (or 36 ') Radius R 3 and the horizontal, flat web portion 37 on the length M 3 .
  • the flat section 37 connects the left and right-hand rounded sections 36 and 36 'to one another.
  • the length M 3 corresponds to the distance between the center points K3 and K33 from one another.
  • a particular advantage of the third embodiment is a large section modulus against the (bending) axis Ix, since large parts of the mass points of the lower section are located relatively far from the center of gravity ly. Furthermore, there is an advantageous introduction of force into the arc sections 36 and 36 'due to their membrane action. Furthermore, no formation of moments is to be expected at the transition point between the section 38 and the vertical web section of the upper chord 34 which adjoins upwards. Since no crease edge is formed between these two sections, circumferential stresses generated by the radial introduction of forces can essentially not result in corresponding moments. This results in a slight tendency of the lower horizontal web section 37 to bulge. The buckling behavior in the area of the lateral vertical web can be influenced by the length X3 of the flat, laterally inclined fold 35.
  • the third embodiment essentially combines the advantages of the two previous embodiments.
  • a fourth embodiment of the cantilever profile shown in FIG. 4 initially provides, similarly to the first exemplary embodiment, a laterally oblique, flat fold 45 with the length X4 , which intersects the horizontal axis of gravity Ix, following the upper chord vertical section. Similar to the previous three embodiments, the fold is identical to the tangent which is formed at the upper end of the arc section 46 adjoining at the bottom, ie there is no fold edge below the fold 45, as in the previous three embodiments as well.
  • the arc section 46 with the radius R 4 now connects the left fold 45 with the right fold 45 'of the cantilever profile.
  • the center K 4 of the arc section 46 is above the horizontal axis of gravity Ix, but on the vertical axis of gravity ly see. If necessary, the arc radius of the arc section 46 immediately adjacent to the folds 45, 45 'may be smaller than R 4 , so that the entire arc 46 is composed of three individual arcs.
  • the tangential transitions between the oblique fold 45 and the arc section 46 advantageously prevent the formation of moments due to circumferential stresses.
  • This embodiment makes it possible to adjust the height of the vertical web belonging to the upper flange and thus its buckling behavior by varying the radius of the arc 46 which is present at the bend 45, as well as the arc length caused by this radius and by varying the length X4 of the bend 45 according to the respective to determine static requirements. Forming the curved section 46 with two different radii results in a particularly favorable buckling behavior in the lower profile section 43.
  • FIG. 5 A fifth embodiment of the cantilever profile is shown in FIG. 5.
  • the laterally inclined, flat bevel 55 which adjoins the vertical web belonging to the upper web and is arranged below the horizontal axis of gravity Ix.
  • the fold has a length of X5 .
  • the lower end of this left-hand bevel 55 is connected by an arc section 56 to the lower end of a mirror-symmetrical, right-hand, flat bevel 55 '.
  • the arc section 56 has a radius R 5
  • the associated circular arc center K 5 is similar to the fourth embodiment above the horizontal axis of gravity Ix and the vertical axis ly intersecting.
  • a relatively large radius R 5 of the arc section 56 ensures a large moment of resistance of the boom against bending against the horizontal axis Ix.
  • the angular position and the length X5 in the force introduction area of the folds 55 can be determined flexibly according to the user requirements with regard to the lateral and lateral lower sensitivity to bulging.
  • the sixth embodiment of the cantilever profile according to FIG. 6 represents a variation of the fifth embodiment.
  • the main difference is that a larger radius R 6 (cf. radius R 5 of the circular arc section 56 in the fifth embodiment) was selected for a circular arc section 66 .
  • the associated circular arc center K 6 is arranged significantly higher above the axis of gravity Ix on the vertical axis ly, the vertical web 64 belonging to the upper flange, in particular below the axis of gravity Ix, is longer and the lateral fold 65 between the vertical web 64 and the arc section 66 is stronger inclined to the vertical axis of gravity ly.
  • a seventh embodiment of the cantilever profile is shown in FIG. 7.
  • the transition from vertical web to arch section is preferably arranged essentially at the level of the horizontal axis of gravity Ix.
  • the left-hand arc section 76 has a radius R 7 with an arc center K7 at the intersection of the two major axes.
  • the radius R 7 preferably corresponds essentially to the distance between the vertical center of gravity Ix and the vertical web 74 belonging to the upper chord.
  • the web section 77 has the length M 4 .
  • the transition between circular arc section 76 and web section 77 is designed in such a way that no kink edge is formed by means of a transition arc with a small radius.
  • the seventh embodiment provides a large section modulus against bending against the axis Ix, since a large part of the mass points of the lower profile section is at a large distance from the vertical axis of gravity ly. Due to the membrane effect, the rounded sections ensure a particularly favorable introduction of force into the overall profile. Furthermore, there are essentially no moments in the transition area to the lateral vertical webs, since the circumferential stresses of the arc section 76 or 76 ′ are introduced directly or tangentially into the vertical webs.
  • FIG. 1 An eighth embodiment is shown in FIG. This embodiment largely corresponds to the first embodiment shown in FIG. 1, but has no laterally inclined bends.
  • At the lower ends of the associated upper flange to the vertical webs on the left side 86 include a circular arc section having the radius R 8 and a right side circular arc portion 86 'likewise with the radius R 8 at.
  • the center points K 8 and K 88 are equally spaced laterally next to the vertical axis of gravity ly and equally spaced below the horizontal axis of gravity Ix.
  • the length M 5 of the horizontal section 87 corresponds to the distance between the center points K 8 and K 88 from one another.
  • the membrane tension state is also ensured in the eighth embodiment by the tangential transitions of the circular arc section 86, 86 ′ into the horizontal web section 87.
  • the profiles of the parts close to the base part preferably have length dimensions M of 5 to 17% of the respective overall profile width, while the profiles of the inner, i.e., the tele parts which are more distant from the base part, preferably have length dimensions M of 12 to 28% of their respective overall profile width.
  • At least the lower rounded or round sections are preferably produced using the edge.
  • more or less narrow strips of material are folded in succession.
  • round profile parts or profile sections can be achieved which in practice hardly differ from ideally round designs.
  • Such a procedure is known as a POLYGONZUG.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

Ein Auslegerprofil, insbesondere für teleskopierbare Ausleger von Kränen und Kranfahrzeugen, besitzt einen oberen, im wesentlichen halbkastenförmigen Abschnitt und einen mit dem oberen Abschnitt verbundenen unteren Abschnitt, der außer einer Rundung noch wenigstens einen ebenen Wandungsabschnitt aufweist. Der ebene Wandungsabschnitt des unteren Profilabschnitts kann als schräg einwärts verlaufende Abkantung symmetrisch in beiden Seiten des unteren Profilabschnitts und/oder als von der vertikalen Schwerachse mittig geteilter Horizontalsteg ausgebildet sein.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Auslegerprofil, insbesondere für teleskopierbare Ausleger von Kränen und Kranfahrzeugen, mit einem im wesentlichen halbkastenförmigen, oberen Abschnitt und einem mit dem oberen Abschnitt verbundenen, abgerundeten, unteren Abschnitt. Ein solches Auslegerprofil ist bereits aus der EP-0 499 208 A2 bekannt.
  • Die teleskopierbaren Ausleger verfügen über ein Grundteil und wenigstens ein teleskopierbares Teil, wobei die Querschnittsprofile der einzelnen Teleskopglieder zumeist in gleicher Form, aber in unterschiedlicher Größe ausgebildet sind. Am vorderen Ende des teleskopierbaren Auslegers ist im Belastungszustand eine Hebearbeit auszuführen. Diese hat zur Folge, daß der Ausleger einer Belastung als Biegeträger ausgesetzt ist, d.h., daß an der Oberseite des Auslegers Zugspannungen und an der Unterseite des Auslegers bei Belastung Druckspannungen vorherrschen.
  • Teleskopierbare Ausleger besitzen vorherrschend Rechteckprofile, da die Rechteckform besonders gut zur Übertragung von Querkräften zwischen den einzelnen Teleskopgliedern und auch zur Aufnahme unterschiedlicher Biegemomente geeignet ist. Die Forderung nach Gewichtsersparnis führte zu besonders dünnwandig dimensionierten Rechteckprofilen, die sich jedoch dann nicht mehr als hinreichend belastbar erwiesen haben. Insbesondere sind bei dünnwandigen Rechteckprofilen an der Unterseite, aber auch in den Mittenbereichen der Seitenabschnitte unerwünschte Ausbeulungen aufgetreten.
  • Diesen unerwünschten Ausbeulungen versuchte man dadurch zu begegnen, daß man an den besonders beulungsgefährdeten Profilbereichen aussteifende Verstärkungsbleche aufgeschweißt hat. Derartige Verstärkungsbleche erhöhen jedoch nicht nur das Gesamtgewicht des teleskopierbaren Auslegers, sondern auch die Querschnittsdicke jedes Teleskopteils, so daß die Forderung, möglichst viele Teleskopglieder auf kleinstem Bauraum zu integrieren, nicht gelöst werden kann, wenn aufgeschweißte Verstärkungsbleche benutzt werden.
  • Die gattungsgemäßen Auslegerprofile haben halbkreisförmige untere Abschnitte oder halbelliptische untere Abschnitte. Diese bekannten Auslegerprofile besitzen eine recht gute Beulfestigkeit in ihrem unteren Abschnitt, verfügen jedoch über ein vergleichsweise geringes Widerstandsmoment gegen Biegung unter Belastung.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Auslegerprofil der eingangs genannten Gattung bereitzustellen, bei welchem die Neigung zum Ausbeulen verringert ist und die Steifigkeit vor allem im unteren und unteren seitlichen Profilbereich den Belastungserfordernissen eines Teleskopauslegers besser angepaßt ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Auslegerprofils sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß die Beulempfindlichkeit des unteren Profilbereiches deutlich herabgesetzt ist, da in diesem Bereich wenigstens ein abgerundeter Wandabschnitt und ein ebener Wandungsabschnitt vorhanden sind. In dem wenigstens einen kreisbogenförmigen Wandungsabschnitt des unteren Profilbereiches kann die Belastung sowohl durch Normalspannungen als auch durch Schubspannungen, die alle in der Schalenfläche verlaufen, abgetragen werden. Diese Komponente der Lastabtragung, die in einer abgerundeten, schalenförmigen Konstruktionsweise begründet ist, ist unter der Bezeichnung "Membranspannungszustand" bekannt. Grundsätzlich läßt sich ein solcher Membranspannungszustand schaffen durch kontinuierlichen Übergang aus dem ebenen Profilbereich in einen gerundeten Bereich, ohne abrupten Übergang. Auch im Überlappungsbereich zwischen zwei Telegliedern werden bevorzugterweise kontinuierliche Übergänge aus ebenen Profilbereichen in gerundete Profilbereiche vorgesehen, um den Membranspannungszustand zu erreichen.
  • Zusätzlich wird durch den wenigstens einen ebenen Wandungsabschnitt mit abnehmender Neigung zum Ausbeulen der benachbarte, abgerundete Abschnitt in seiner seitlichen Ausdehnung herabgesetzt. Dieses hat zur Folge, daß sich mehr Massepunkte des unteren Profilabschnittes seitlich unten befinden, also näher zu den unteren Ecken eines gedachten herkömmlichen Rechteckprofiles liegen und somit dem Gesamtprofil zusätzlich ein großes Widerstandsmoment gegen Verbiegen zu eigen ist. Ferner erlaubt es das erfindungsgemäße Auslegerprofil, durch die entsprechende Wahl des eingeschlossenen Winkels zwischen dem abgerundeten, unteren Profilabschnitt und einer seitlichen, schrägen Abkantung bzw. zwischen der seitlichen, schrägen Abkantung und dem zum Obergurt gehörenden, seitlichen Vertikalsteg die Anfälligkeit des seitlichen Vertikalsteges gegenüber Ausbeulen herabzusetzen.
  • Beim erfindungsgemäßen Auslegerprofil ist der obere Abschnitt (Obergurt) halbkastenförmig ausgebildet. Durch diese Gestaltung ist eine besonders vorteilhafte Form des Profils in bezug auf die Ausnutzung des maximal möglichen Widerstandsmomentes gegen Biegung gegeben. Da im oberen Profilbereich des Auslegers Zugbeanspruchungen vorherrschen, muß im oberen, halbkastenförmigen Profilbereich nicht mit dem Auftreten unerwünschter Ausbeulungen gerechnet werden.
  • Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Auslegerprofils ergeben sich durch die Möglichkeit einer besonders einfachen und wirtschaftlichen Fertigung. Das Profil wird durch Zusammenfügen von zwei Halbschalen, nämlich von Obergurt und Untergurt hergestellt. Der Obergurt wird in herkömmlicher Weise durch Abkanten gefertigt. Beim Untergurt wird der wenigste eine runde Abschnitt durch polygonzugartiges Abkanten geformt. Die seitlichen Abkantungen werden durch ein anschließendes zweimaliges Abkanten erreicht, wodurch der untere Bereich des Auslegerprofils vorteilhafterweise recht unempfindlich ist gegen fertigungstechnische Unzulänglichkeiten, vor allem hinsichtlich Maßabweichungen am unteren Biegeradius. Sind Maßabweichungen aufgetreten, so lassen sich diese durch geeignete Wahl des Winkels zwischen der seitlich schrägen Abkantung und dem anschließenden abgerundeten Abschnitt auf einfache Weise ausgleichen. Somit ist die gewünschte Breite des Untergurtes exakt einhaltbar und an die Breite des Obergurtes angleichbar.
  • Bei den bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Auslegerprofils, bei welchen im unteren Profilbereich einander gegenüberliegende, ebene Abkantungen in den Seitenabschnitten und zudem ein die vertikale Schwerachse schneidender Horizontalsteg vorgesehen sind, sind die Vorteile des Rechteckprofils und die Vorteile des Rundprofils besonders glücklich miteinander kombiniert worden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:
    • Figuren 1 bis 8 in Form von schematisierten Querschnitten durch Teleskopausleger, acht verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Auslegerprofilen.
  • Bei allen nachfolgend im einzelnen beschriebenen Ausführungsformen ist der Obergurt, d.h. der obere Teilbereich des Auslegerprofiles, im wesentlichen gleich geformt. Der Obergurt ist gebildet aus einem oberen, horizontalen ebenflächigen Stegabschnitt, der mittels um 90° nach unten abgewinkelten, abgerundeten Ecken schenkelartig und beiderseits des oberen Stegabschnittes in zwei vertikale, ebenflächige Stegabschnitte überführt ist. Die verschiedenen Ausführungsformen unterscheiden sich in der seitlichen Länge der Obergurt-Vertikalstege und in der Ausbildung der sich an den unteren Enden der Vertikalstege anschließenden unteren abgerundeten Abschnitte des Gesamtprofiles.
  • Die sich in allen Figuren über das Gesamtprofil erstreckenden, strichpunktierten, vertikalen und horizontalen Linien entsprechen jeweils der vertikalen Schwerachse ly bzw. der horizontalen Schwerachse Ix, die durch Flächenträgheitsberechnungen bestimmt sind. Zusätzlich sind sämtliche Ausführungsformen derart ausgebildet, daß die vertikale Schwerachse ly auch als Spiegelachse dient. D.h., die linken und rechten Auslegerprofilseiten sind spiegelbildlich in bezug auf die vertikale Achse ly ausgebildet. Allen Ausführungsformen ist weiterhin ein zum Gesamtprofil nach innen eingeschlossener Winkel a zwischen Obergurt-Vertikalsteg und einer benachbarten seitlich schrägen Abkantung, der im Bereich von 135 bis 180° liegt, gemeinsam. Spiegelsymmetrisch zur vorherrschend beschriebenen linksseitigen Profilhälfte ist eine rechtsseitige Profilhälfte ausgebildet.
  • Gemäß einem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist der zum Obergurt gehörende, seitliche Vertikalsteg mit einer seitlich schrägen, ebenen Abkantung 15 der Länge X1, die nach unten zur vertikalen Schwerachse ly geneigt ist, fortgesetzt. Vorzugsweise ist die Abkantung auf einer Höhe des Vertikalsteges derart angeordnet, daß sich die Abkantung mit der horizontalen Schwerachse Ix überschneidet. Am unteren Ende der Abkantung schließt sich ein Kreisbogenabschnitt 16 mit dem Radius R1 und dem Mittelpunkt K1 an. Schließlich ist am unteren horizontalen Auslauf des Kreisbogens 16 ein unterer horizontaler Stegabschnitt 17 mit der Länge M1 angeordnet. Dieser untere horizontale Stegabschnitt 17 verbindet die unteren Enden des linksseitigen Kreisbogenabschnitts 16 und eines rechtsseitigen, spiegelsymmetrischen Kreisbogenabschnittes 16', dessen Mittelpunkt mit K11 bezeichnet ist.
  • Die beiden Enden des unteren Horizontalabschnittes 17 gehen tangential in die angrenzenden Kreisbogenabschnitte 16 und 16' über. Die Mittelpunkte K1 und K11 der beiden Kreisbogenabschnitte 16 und 16' sind beide in gleicher Weise von den Schwerachsen ly und Ix beabstandet, wobei die beiden Mittelpunkte zu beiden Seiten der vertikalen Schwerachse ly und jeweils unterhalb der horizontalen Schwerachse Ix vorgesehen sind. Der Mittelpunkt K1 liegt senkrecht oberhalb des linksseitigen Endes des Horizontalsteges 17 und der Mittelpunkt K11 liegt senkrecht oberhalb des rechtsseitigen Endes des Horizontalsteges 17. Folglich ist die Länge M1 gleich dem Abstand der Mittelpunkte K1 und K11 voneinander. Entsprechendes gilt jeweils für die Lage der Radiusmittelpunkte sowie für deren Abstand voneinander und die Länge der unteren Horizontalstege bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 2, 3 und 8.
  • Ein besonderer Vorteil dieses Auslegerprofiles gemäß Fig. 1 ist darin zu sehen, daß viele Massepunkte des unteren Profilabschnittes einen großen Abstand zur Schwerachse ly aufweisen und somit ein großes Widerstandsmoment gegen Biegung um die Biegeachse Ix gewährleistet ist. Ferner ist eine vorteilhafte Krafteinleitung in den unteren Profilabschnitt gegeben, da an den gerundet ausgebildeten Krafteinleitungsstellen die Membranwirkung zum Tragen kommen kann. Schließlich ist eine weitere, den Anwenderwünschen angemessene Optimierung der Empfindlichkeit des seitlichen, dem Obergurt zugeordneten Vertikalsteges gegen Ausbeulen durch Variation der Länge der Bogenabschnitte 16 und 16' und der Länge X1 der schrägen Abkantung 15 möglich.
  • Eine zweite Ausführungsform des Auslegerprofiles ist in Fig. 2 dargestellt. An das untere Ende des dem Obergurt zugeordneten Vertikalsteges schließt sich hierbei nicht unmittelbar eine seitlich schräge, ebene Abkantung 25 mit der Länge x2 an (vgl. Fig. 1). Vielmehr sind der Vertikalsteg und die Abkantung 25 über eine Abrundung 28 miteinander derart verbunden, daß keine Abknickkante gegeben ist. Anschließend ist am unteren Ende der seitlichen, schrägen Abkantung 25 ein Kreisbogenabschnitt 26 mit dem Radius R2 angeordnet. Die Mittelpunkte K2 (linksseitig) und K22 (rechtsseitig) der Kreisbogenabschnitte 26 (linksseitig) und 26' (rechtsseitig) sind zu den Schwerachsen ly, Ix derart angeordnet, daß deren Abstände zu beiden Schwerachsen gleich sind. Die beiden Kreisbogenabschnitte 26 und 26' sind mit Hilfe eines ebenen Horizontalsteges 27 miteinander verbunden. Die Länge des Horizontalsteges 27 ist mit M2 bezeichnet. Die Länge M2 entspricht dem Abstand der Mittelpunkte K2 und K22 voneinander.
  • In vorteilhafter Weise bestehen bei der Ausführungsform nach Fig. 2 große Variationsmöglichkeiten der Längen x2 und M2 der ebenen Abschnitte 25 und 27 durch Veränderung der Parameter M2, R2, x2 und des Radius des Bogens 28. Weiterhin weist das in Fig. 2 dargestellte Auslegerprofil keine Knickkanten auf, da sich an gerade (ebene) Abschnitte stets gerundete Abschnitte mit tangentialen Übergängen anschließen.
  • Somit ergeben sich praktisch keine Momente aus Umfangsspannungen. Die Erzeugung von Membranspannungen, vor allem in den gerundeten Abschnitten 26 und 26' gewährleistet eine vorteilhafte Einleitung der Querkräfte in diese gerundeten Abschnitte. Ferner ist eine erhöhte Steifigkeit des Profiles zur Schwerachse ly durch die Länge M2 des unteren Horizontalsteges 27, da die Massepunkte dieser Streckenlänge M2 mit sehr hoher Gewichtung (dritte Potenz) in die Steifigkeitsberechnung eingehen.
  • Eine dritte Ausführungsform des Auslegerprofils (gemäß Fig. 3) ist von der zweiten Ausführungsform abgeleitet. Ein erster Unterschied besteht darin, daß der abgerundete Bereich 28 bei der zweiten Ausführungsform die horizontale Schwerachse Ix kreuzt, währenddessen ein ähnlicher abgerundeter Abschnitt 38 der dritten Ausführungsform erst unterhalb der horizontalen Schwerachse Ix angesetzt ist. Ferner sind zwar die links- bzw. rechtsseitigen Kreismittelpunkte K3 und K33 der links- bzw. rechtsseitigen Kreisbogenabschnitte 36 und 36' zwar ähnlich wie in Fig. 2 unterhalb der horizontalen Schwerachse Ix angeordnet, jedoch sind diese Mittelpunkte K3, K33 so positioniert, daß ihre Abstände von der horizontalen Schwerachse Ix kürzer sind als von der vertikalen Schwerachse ly. Ansonsten weist die sich nach unten an den Obergurt-Vertikalabschnitt anschließende, seitlich schräge Abkantung 35 die Länge X3, der Bogenabschnitt 36 (bzw. 36') den Radius R3 und der horizontale, ebene Stegabschnitt 37 die Länge M3 auf. Der ebene Abschnitt 37 verbindet die links- und rechtsseitigen, abgerundeten Abschnitte 36 und 36' miteinander. Die Länge M3 entspricht dem Abstand der Mittelpunkte K3 und K33 voneinander.
  • Ein besonderer Vorteil der dritten Ausführungsform (Fig. 3) ist ein großes Widerstandsmoment gegen die (Biege-)Achse Ix, da große Teile der Massepunkte des unteren Abschnittes relativ weit von der Schwerachse ly entfernt liegen. Weiterhin ist eine vorteilhafte Krafteinleitung in die Bogenabschnitte 36 und 36' aufgrund deren Membranwirkung gegeben. Ferner ist keine Bildung von Momenten an der Übergangsstelle zwischen dem Abschnitt 38 und dem nach oben angrenzenden vertikalen Stegabschnitt des Obergurtes 34 zu erwarten. Da keine Knickkante zwischen diesen beiden Abschnitten ausgebildet ist, können durch radiales Einleiten von Kräften erzeugte Umfangsspannungen im wesentlichen keine entsprechenden Momente zur Folge haben. Somit ist eine geringe Neigung des unteren horizontalen Stegabschnittes 37 zum Ausbeulen gegeben. Das Beulverhalten im Bereich des seitlichen Vertikalsteges ist durch die Länge X3 der ebenen, seitlich schrägen Abkantung 35 beeinflußbar. Im wesentlichen vereint die dritte Ausführungsform in sich die Vorteile der beiden vorangegangenen Ausführungsformen.
  • Eine in Fig. 4 dargestellte vierte Ausführungsform des Auslegerprofils sieht zunächst ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel im Anschluß an den Obergurt-Vertikalabschnitt eine seitlich schräge, ebene Abkantung 45 mit der Länge X4 vor, die die horizontale Schwerachse Ix schneidet. Ähnlich wie in den vorangegangenen drei Ausführungsformen ist die Abkantung identisch mit der Tangente, die am oberen Ende des sich nach unten anschließenden Bogenabschnittes 46 gebildet ist, d.h., es ist unterhalb der Abkantung 45, wie in den vorangegangenen drei Ausführungsformen ebenso, keine Knickkante vorhanden. Der Bogenabschnitt 46 mit dem Radius R4 verbindet nunmehr die linke Abkantung 45 mit der rechten Abkantung 45' des Auslegerprofiles. Der Mittelpunkt K4 des Bogenabschnittes 46 ist oberhalb der horizontalen Schwerachse Ix, aber auf der vertikalen Schwerachse ly, vorgesehen. Gegebenenfalls kann der Bogenradius des Bogenabschnittes 46 unmittelbar benachbart zu den Abkantungen 45, 45' kleiner als R4 sein, so daß der gesamte Bogen 46 aus drei Einzelbögen zusammengesetzt ist.
  • In vorteilhafter Weise verhindern die tangentialen Übergänge zwischen der schrägen Abkantung 45 und dem Bogenabschnitt 46 eine Momentenbildung infolge von Umfangsspannungen. Diese Ausführungsform erlaubt es, die Höhe des zum Obergurt gehörenden Vertikalsteges und damit dessen Beulverhalten durch Variation des Radius des Bogens 46, der an der Abkantung 45 vorliegt, sowie die durch diesen Radius bedingte Bogenlänge und durch Variation der Streckenlänge X4 der Abkantung 45 nach den jeweiligen statischen Erfordernissen zu bestimmen. Bei Bildung des Bogenabschnittes 46 mit zwei unterschiedlichen Radien ergibt sich ein besonders günstiges Beulverhalten im unteren Profilabschnitt 43.
  • Eine fünfte Ausführungsform des Auslegerprofils ist in Fig. 5 dargestellt. Die sich an den zum Obergurt gehörenden Vertikalsteg nach unten anschließende seitlich schräge, ebene Abkantung 55 ist in diesem Falle unterhalb der horizontalen Schwerachse Ix angeordnet. Die Abkantung weist die Länge X5 auf. Das untere Ende dieser linksseitigen Abkantung 55 ist durch einen Bogenabschnitt 56 mit dem unteren Ende einer spiegelsymmetrischen, rechtsseitigen, ebenen Abkantung 55' verbunden. Der Bogenabschnitt 56 weist einen Radius R5 auf, und der zugehörige Kreisbogenmittelpunkt K5 ist ähnlich wie im vierten Ausführungsbeispiel oberhalb der horizontalen Schwerachse Ix und die Vertikalachse ly schneidend angeordnet.
  • Ein relativ großer Radius R5 des Bogenabschnittes 56 gewährleistet ein großes Widerstandsmoment des Auslegers gegen Biegung gegen die horizontale Achse Ix. Dadurch, daß bei dieser fünften Ausführungsform die Unterseite des Auslegerprofils weitgehend in rundlicher Form ausgebildet ist, ist eine besonders geringe Beulneigung gegeben. Die Winkellage und die Länge X5 im Krafteinleitungsbereich der Abkantungen 55 können flexibel nach den Anwendererfordernissen bezüglich der seitlichen und seitlich unteren Empfindlichkeit gegen Ausbeulen bestimmt werden.
  • Die sechste Ausführungsform des Auslegerprofiles nach Fig. 6 stellt eine Variation der fünften Ausführungsform dar. Der wesentliche Unterschied liegt darin, daß ein größerer Radius R6 (vgl. hierzu Radius R5 des Kreisbogenabschnittes 56 bei der fünften Ausführungsform) für einen Kreisbogenabschnitt 66 gewählt wurde. Dementsprechend ist der zugehörige Kreisbogenmittelpunkt K6 deutlich höher oberhalb der Schwerachse Ix auf der Vertikalachse ly angeordnet, ist der zum Obergurt gehörende Vertikalsteg 64, insbesondere unterhalb der Schwerachse Ix, verlängert ausgeführt und ist die seitliche Abkantung 65 zwischen dem Vertikalsteg 64 und dem Bogenabschnitt 66 stärker zur vertikalen Schwerachse ly geneigt.
  • Die Vorteile dieser sechsten Ausführungsform unterscheiden sich von denen, die bereits für die fünfte Ausführungsform angegeben wurden, lediglich in der Intensität.
  • Eine siebte Ausführungsform des Auslegerprofils zeigt Fig. 7. Hierbei ist auf seitlich schrägen Abkantungen ganz verzichtet worden. Statt dessen ist der zum Obergurt gehörende Vertikalsteg unmittelbar in den Bogenabschnitt 76 übergeführt. Vorzugsweise ist der Übergang Vertikalsteg/Bogenabschnitt im wesentlichen auf Höhe der horizontalen Schwerachse Ix angeordnet. Der linksseitige Bogenabschnitt 76 weist einen Radius R7 auf mit einem Kreisbogenmittelpunkt K7 im Schnittpunkt der beiden Schwerachsen. Vorzugsweise entspricht der Radius R7 im wesentlichen dem Abstand zwischen der vertikalen Schwerachse Ix und dem zum Obergurt gehörenden Vertikalsteg 74. Die beiden Bogenabschnitte 76 und 76' sind über einen unteren horizontalen, ebenen Stegabschnitt 77 miteinander verbunden. Der Stegabschnitt 77 weist die Länge M4 auf. In bevorzugter Ausbildung ist der Übergang zwischen Kreisbogenabschnitt 76 und Stegabschnitt 77 derart gestaltet, daß mittels eines Übergangsbogens mit kleinem Radius keine Knickkante ausgebildet ist.
  • In vorteilhafter Weise stellt die siebte Ausführungsform ein großes Widerstandsmoment gegen Biegung gegen die Achse Ix bereit, da ein Großteil der Massepunkte des unteren Profilabschnittes einen großen Abstand zur vertikalen Schwerachse ly aufweist. Die gerundeten Abschnitte gewährleisten infolge der Membranwirkung eine besonders günstige Krafteinleitung in das Gesamtprofil. Weiterhin treten im wesentlichen keine Momente im Übergangsbereich zu den seitlichen Vertikalstegen auf, da die Umfangsspannungen des Bogenabschnittes 76 bzw. 76'direkt bzw. tangential in die Vertikalstege eingeleitet werden.
  • Eine achte Ausführungsform ist in Figur 8 dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht weitgehend der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform, hat jedoch keinerlei seitlich schräge Abkantungen. An die unteren Enden der dem Obergurt zugeordneten Vertikalstege schließen sich linksseitig ein Kreisbogenabschnitt 86 mit dem Radius R8 und rechtsseitig ein Kreisbogenabschnitt 86' mit gleichfalls dem Radius R8 an. Zwischen den beiden Kreisbogenabschnitten 86 und 86' liegt ein unterer Horizontalabschnitt 87 mit der vergleichbar großen Länge Ms. Wie bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform liegen die Mittelpunkte K8 bzw. K88 jeweils gleich beabstandet seitlich neben der vertikalen Schwerachse ly und jeweils gleich beabstandet unterhalb der horizontalen Schwerachse Ix. Die Länge M5 des Horizontalabschnitts 87 entspricht dem Abstand der Mittelpunkte K8 und K88 voneinander. Wie bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform der Erfindung ist auch bei der achten Ausführungsform durch die tangentialen Übergänge der Kreisbogenabschnitt 86, 86' in den horizontalen Stegabschnitt 87 der Membranspannungszustand gewährleistet.
  • In vorteilhafter Weise stellt die achte Ausführungsform ein großes Widerstandsmoment gegen Biegung gegen die Ix-Achse bereit, da ein Großteil der Massepunkte des unteren Profilabschnittes einen großen Abstand zur vertikalen Schwerachse ly aufweist. Die gerundeten Abschnitte gewährleisten infolge der Membranwirkung eine besonders günstige Krafteinleitung, sowohl in die beiden vertikalen Stege als auch in den Horizontalsteg 87. Weiterhin treten keine Momente in den Übergangsbereichen zu dem Horizontalsteg und zu den beiden vertikalen Stegabschnitten auf, da die Umfangsspannungen des Bogenabschnittes 86 bzw. 86' tangential in alle Stege eingeleitet werden.
  • Für alle Ausführungsformen mit unteren horizontalen Stegabschnitten, d.h., für die Ausführungsformen gemäß Figuren 1, 2, 3, 7 und 8 gilt, daß deren Länge M wenigstens 5 %, maximal 28 % der Profilgesamtbreite (X-Richtung) beträgt. Bei vielgliedrigen Auslegern weisen die Profile der dem Grundteil nahen Teile bevorzugt Längenabmessungen M von 5 bis 17 % der jeweiligen Profilgesamtbreite auf, während die Profile der inneren, d.h., der vom Grundteil entfernteren Teleteile bevorzugterweise Längenabmessungen M von 12 bis 28 % ihrer jeweiligen Profilgesamtbreite aufweisen.
  • Die Längenabmessungen X der seitlich schrägen Abkantungen beträgt bei allen Ausführungsformen der Erfindung vorzugsweise 5 bis 28 %, bezogen auf die Profilgesamthöhe (Y-Richtung).
  • Weitere Ausführungsformen können dadurch gebildet sein, daß bisher noch vorgesehene Knickkanten zwischen den einzelnen Profilabschnitten durch gerundete Abschnitte mit kleinem Radius ersetzt werden.
  • Vorzugsweise werden bei allen vorstehend beschriebenen Auslegerprofilen zumindest die unteren abgerundeten oder runden Abschnitte mit Hilfe des Kantens hergestellt. Dabei werden aufeinanderfolgend mehr oder weniger schmale Materialstreifen gekantet. Durch entsprechend viele aufeinanderfolgende Abkantschritte können runde Profilteile bzw. Profilabschnitte erreicht werden, die sich in der Praxis so gut wie gar nicht von ideal runden Gestaltungen unterscheiden. Eine solche Verfahrensweise ist als POLYGONZUG bekannt.
  • Durch Verwendung des Kantens zur Formgebung der Auslegerprofilabschnitte und insbesondere zur Ausbildung des unteren runden oder abgerundeten Profilabschnitts werden hinsichtlich der Festigkeit des erzeugten Auslegerprofils zwei besondere Vorteile erreicht:
    • 1. ergibt sich aus den Kantungen eine gesteigerte Profilsteifigkeit im Vergleich zu ebenen ungekanteten Wandungsabschnitten und
    • 2. wird durch die Kantungsvorgänge jeweils eine Kaltverfestigung des verwendeten Stahlwerkstoffes herbeigeführt, die zu einer nicht unbeträchtlichen Erhöhung der Streckgrenze beiträgt.
  • Als Folge können für das Auslegerprofil geringer dimensionierte Blechstärken und Konstruktionen verwendet werden, ohne daß es zu Festigkeitseinbußen kommt.

Claims (13)

1. Auslegerprofil, insbesondere für teleskopierbare Ausleger von Kränen und Kranfahrzeugen, mit einem im wesentlichen halbkastenförmigen, oberen Abschnitt und einem mit dem oberen Abschnitt verbundenen abgerundeten Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt wenigstens einen ebenen Wandungsabschnitt (15, 25, 35, 45, 55, 65; 17, 27, 37, 77) aufweist.
2. Auslegerprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine ebene Wandungsabschnitt als schräg einwärts verlaufende ebene Abkantung (15, 25, 35, 45, 55, 65) zur vertikalen Schwerachse (ly) symmetrisch an beiden Seiten des unteren Abschnitts vorgesehen ist.
3. Auslegerprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine ebene Wandungsabschnitt als von der vertikalen Schwerachse (ly) mittig geteilter Horizontalsteg (17, 27, 37, 77) ausgebildet ist.
4. Auslegerprofil nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder schräg einwärts verlaufenden Abkantung (15, 25, 35) und dem Horizontalsteg (17, 27, 37) ein kreisbogenförmiger Wandungsabschnitt (16, 16', 26, 26', 36, 36') mit dem Radius R ausgebildet ist.
5. Auslegerprofil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius R1 des kreisbogenförmigen Wandabschnittes (16) seinen Kreismittelpunkt (K1) im Schnittpunkt von vertikaler Schwerachse (ly) und horizontaler Schwerachse (Ix) hat (Fig. 1).
6. Auslegerprofil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius R2 des kreisförmigen Wandabschnittes (26) seinen Kreismittelpunkt (K2) im gleichen Abstand von der vertikalen Schwerachse (ly) und von der horizontalen Schwerachse (Ix), aber unterhalb der horizontalen Schwerachse (Ix) hat (Fig. 2).
7. Auslegerprofil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius R3 des kreisförmigen Wandungsabschnittes (36) seinen Kreismittelpunkt (K3) in einem größeren Abstand von der vertikalen Schwerachse (ly) als von der horizontalen Schwerachse (Ix) hat (Fig. 3).
8. Auslegerprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die schräg einwärts verlaufenden Abkantungen (45, 45', 55, 55', 65) wenigstens ein von der vertikalen Symmetrieachse (ly) mittig geteilter, kreisbogenförmiger Wandungsabschnitt (46, 56, 66) mit einem Radius R anschließt (Figuren 4, 5 und 6).
9. Auslegerprofil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisbogenförmige Wandungsabschnitt (56, 66) seinen Kreismittelpunkt (Ks, Ks) oberhalb der horizontalen Schwerachse (Ix) auf der vertikalen Schwerachse (ly) hat (Figuren 5 und 6).
10. Auslegerprofil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisbogenförmige Wandungsabschnitt (46) zusammengesetzt ist aus einem ersten Kreisbogenabschnitt, dessen Kreismittelpunkt (K4) oberhalb der horizontalen Schwerachse (Ix) auf der vertikalen Schwerachse (ly) liegt, und einem zweiten Kreisbogenabschnitt, dessen Kreismittelpunkt unterhalb der horizontalen Schwerachse (Ix) auf der vertikalen Schwerachse (ly) liegt (Fig. 4).
11. Auslegerprofil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Horizontalsteg (77) ein kreisbogenförmiger Wandungsabschnitt (76, 76') anschließt, der den Horizontalsteg (77) mit dem halbkastenförmigen, oberen Profilabschnitt verbindet und dessen Radius (R7) durch den Schnittpunkt von vertikaler Schwerachse (ly) und horizontaler Schwerachse (Ix) hindurchgeht.
12. Auslegerprofil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsbereiche zwischen unterschiedlich gerichteten Wandungsabschnitten abgerundet ausgebildet sind.
13. Auslegerprofil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die abgerundeten Abschnitte durch aufeinanderfolgendes Verformen von Materialstreifen durch Kanten verformt sind.
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