EP1090875A1 - Teleskopsausleger für Krane - Google Patents

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EP1090875A1
EP1090875A1 EP00250333A EP00250333A EP1090875A1 EP 1090875 A1 EP1090875 A1 EP 1090875A1 EP 00250333 A EP00250333 A EP 00250333A EP 00250333 A EP00250333 A EP 00250333A EP 1090875 A1 EP1090875 A1 EP 1090875A1
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EP
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telescopic boom
boom according
shell
area
wall thickness
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Michael Irsch
Jens Fery
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Terex Demag GmbH and Co KG
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Atecs Mannesmann GmbH
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a telescopic boom for cranes, in particular mobile cranes with a main boom, the one basic box and several then telescopically one and extendable telescopic shots, according to the preamble of Claim 1.
  • a telescopic boom of the generic type is for example from the DE 197 11 975 A1 known.
  • This consists of a basic box and several telescopic sections extendable and retractable.
  • the basic set and the telescopic sections consist of profiles, each of which has an upper shell and has a lower shell, the legs facing each other with each other are welded.
  • the nominal wall thickness of the upper shell is usually less than that of the lower shell. But there are also versions where both shells are one have the same nominal wall thickness.
  • the term nominal wall thickness has been chosen to clarify that the fluctuations in wall thickness resulting from the manufacturing process of the sheets disregard here both in the transverse and in the longitudinal direction.
  • the nominal wall thickness of both shells is both in the transverse and in the longitudinal direction seen constant, with the size varying according to the area of greatest stress judges.
  • the design of the wall thickness for this area of greatest stress also significantly determines the weight of the boom.
  • Another determining size is the desired boom length, which also means required number of shots to be telescoped is determined.
  • the maximum axle load is prescribed, so that by the weight of the boom the limits of the load capacity and very quickly Lifting height are reached.
  • the dismantling of the entire boom and the separate Transporting the dismantled boom is one of the ways that shown Solve a problem.
  • a disadvantage here is the effort for assembly and disassembly of the boom, which can be very difficult due to the conditions on site can, as well as the effort for the additional transport.
  • the object of the invention is a generic telescopic boom for cranes to improve in such a way that with the same boundary conditions for the Lifting height and the maximum permissible axle load a higher load capacity is possible.
  • At least a section of a shell has Cross-section seen with two thin sheets lying at a distance from each other a space.
  • the space can be partially or entirely with one Filler must be filled.
  • metal foam has turned out to be a cheap filler.
  • An aluminum-metal foam is preferred used.
  • This sandwich construction has the advantage that the weight of the Boom can be lowered drastically without sacrificing rigidity and Buckling resistance. The manufacturing effort to manufacture such a boom is Although higher, it is more than made up for by the increased payload.
  • the advantage of sandwich construction can be increased if the shell is in Transverse direction has a nominal wall thickness adapted to the load.
  • the principle of the design of support elements in sandwich construction is not only on the basic box and the telescopic shots, but also on the Inner shot head attachable box-like extensions applicable.
  • the weight distribution in the head area of the boom is particularly important because largely determines the usable load.
  • the application of the sandwich construction is independent of Cross-sectional profile of the shots. Whether the shot is rectangular, ovaloid, oval in cross section or round, doesn't matter.
  • the principle of sandwich construction is also with Lattice boom cranes applicable.
  • the belt tubes that bend are critical here be claimed. Filling the belt tubes with metal foam would result in one significant reduction in the wall thickness of the belt tubes and thus to one Save weight.
  • FIG 1 is a cross section of a trained according to the invention telescopic shot 3 of a telescopic boom 1 ( Figure 3) shown.
  • the Shot 3 shown consists of an upper semi-box-shaped Shell 4 and a U-shaped lower shell 5.
  • the against each other directed legs are each with a longitudinal weld 6, 7 connected.
  • the lower shell 5 is of sandwich construction manufactured.
  • the detail X in Figure 2 shows the details.
  • the sandwich construction is characterized by two outer thin sheets 8,8 ', one Have a distance of 9 to each other.
  • the space between the two sheets 8,8 ' can be empty or partially or fully filled. In this embodiment the space is filled with a metal foam 10.
  • An aluminum metal foam is preferred used. Because the metal foam is a very low specific Has own weight and the enclosing sheets 8,8 'in thickness is a Unit surface element of a shell 5 produced in a sandwich construction overall lighter than one made from solid sheet.
  • Figure 3 shows a longitudinal view of a telescopic boom 1 with a basic box 2 and for the sake of simplicity with only one telescoping shot 3.
  • a telescopic boom has several telescopic shots.
  • the areas with local force application are deliberately highlighted been. These are the upper bearing 11 (Fh) and the lower one Bearing point 12 (Fv) and on the other hand the locking points 13.1, 13.2, 13.3.
  • FIG. 4 now shows how such a region can be specifically reinforced, if the sandwich construction is used. This is done on the highly stressed Place the filling with metal foam 10 interrupted or removed and instead a solid piece of material 14 used. The connection is made via weld seams 15, 15 '. Alternatively, it is also possible to leave the filling with metal foam 10 instead of to reinforce the outer sheets 8,8 'in thickness. This possibility is indicated by dashed lines.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Teleskopausleger für Krane, insbesondere Fahrzeugkrane, mit einem Hauptausleger, der einen Grundkasten und mehrere darin teleskopartig ein- und ausfahrbare Schüsse aufweist und der Grundkasten und die Teleskopschüsse aus Profilen bestehen, von denen jedes eine obere und eine untere gleichartig oder verschiedenartig ausgebildete Schale aufweist, deren gegeneinander gerichtete Schenkel miteinander verschweißt sind, wobei die Nominalwanddicke der oberen Schale höchstens gleich oder kleiner ist als die der unteren Schale. Erfindungsgemäß weist mindestens ein Abschnitt einer Schale (5) im Querschnitt gesehen zwei im Abstand (9) voneinander außenliegende dünne Bleche (8,8') mit einem Zwischenraum auf. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Teleskopausleger für Krane, insbesondere Fahrzeugkrane mit einem Hauptausleger, der einen Grundkasten und mehrere dann teleskopartig ein- und ausfahrbare Teleskopschüsse aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein Teleskopausleger der gattungsmäßigen Art ist beispielsweise aus der DE 197 11 975 A1 bekannt. Dieser besteht aus einem Grundkasten und mehreren darin teleskopartig ein- und ausfahrbaren Teleskopschüssen. Der Grundkasten und die Teleskopschüsse bestehen aus Profilen, von denen jedes eine obere Schale und eine untere Schale aufweist, deren gegeneinander gerichtete Schenkel miteinander verschweißt sind. Die Nominalwanddicke der oberen Schale ist in der Regel geringer als die der unteren Schale. Es gibt aber auch Ausführungen, wo beide Schalen eine gleiche Nominalwanddicke aufweisen.
Der Begriff Nominalwanddicke ist bewußt gewählt worden, um klarzustellen, daß die durch das Herstellverfahren der Bleche sich ergebenden Wanddickenschwankungen sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung hier außer Betracht bleiben. Die Nominalwanddicke beider Schalen ist sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung gesehen konstant, wobei die Größe sich nach dem Bereich der größten Belastung richtet. Die Auslegung der Wanddicke für diesen Bereich der größten Belastung bestimmt ganz wesentlich auch das Gewicht des Auslegers. Eine weitere bestimmende Größe ist die angestrebte Auslegerlänge, wodurch auch die erforderliche Anzahl der zu teleskopierenden Schüsse festgelegt wird. Durch die Straßenverkehrs-Zulassungsordnung wird die maximale Achslast vorgeschrieben, so daß durch das Gewicht des Auslegers sehr schnell die Grenzen der Tragfähigkeit und Hubhöhe erreicht sind. Die Demontage des gesamten Auslegers und der separate Transport des demontierten Auslegers ist eine der Möglichkeiten, das aufgezeigte Problem zu lösen. Nachteilig dabei ist der Aufwand für die Montage und Demontage des Auslegers, die durch die Gegebenheiten am Einsatzort sehr erschwert sein können, sowie der Aufwand für den zusätzlichen Transport.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsmäßig ausgebildeten Teleskopausleger für Krane dahingehend zu verbessern, daß bei gleichen Grenzbedingungen für die Hubhöhe und die maximal zulässige Achslast eine höhere Tragkraft möglich ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.
Nach der Lehre der Erfindung weist mindestens ein Abschnitt einer Schale im Querschnitt gesehen zwei im Abstand voneinander außenliegende dünne Bleche mit einem Zwischenraum auf. Der Zwischenraum kann teilweise oder ganz mit einem Füllstoff ausgefüllt sein. Im Hinblick auf Festigkeit und Gewicht hat sich Metallschaum als günstiger Füllstoff herausgestellt. Vorzugsweise wird ein Aluminium-Metallschaum verwendet. Diese Sandwich-Bauweise hat den Vorteil, daß das Eigengewicht des Auslegers drastisch gesenkt werden kann, ohne Einbuße an Steifigkeit und Beulwiderstand. Der Fertigungsaufwand zur Herstellung eines solchen Auslegers ist zwar höher, wird aber durch die Traglastensteigerung mehr als wett gemacht. Den Vorteil der Sandwich-Bauweise kann man noch erhöhen, wenn die Schale in Querrichtung eine der Belastung angepaßte Nominalwanddicke aufweist. Dies hat den Vorteil, daß man die am höchsten belasteten Bereiche mit der dafür erforderlichen Wanddicke versehen kann, aber die übrigen weniger belasteten Bereiche mit einer dünneren Wand. Bei der Anwendung der Sandwich-Bauweise muß der Fachmann aber beachten, daß es Bereiche mit großer lokaler Krafteinleitung gibt, z. B. Verbolzungsbereich. Diese Bereiche sollten mit einer Verstärkung versehen werden. Beispielsweise wird der Zwischenraum mit Vollmaterial ausgefüllt oder die außenliegenden Bleche werden mit einer größeren Dicke versehen.
Das Prinzip der Ausgestaltung von Trägerelementen in Sandwich-Bauweise ist nicht nur auf den Grundkasten und die teleskopierbaren Schüsse, sondern auch auf am Kopf des innersten Schusses anbringbare kastenartige Verlängerungen anwendbar. Die Gewichtsverteilung im Kopfbereich von Auslegern ist besonders wichtig, da diese maßgeblich die ausnutzbare Traglast bestimmt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Anwendung der Sandwich-Bauweise unabhängig ist vom Querschnittsprofil der Schüsse. Ob der Schuß im Querschnitt rechteckig, ovaloid, oval oder rund ist, spielt keine Rolle. Das Prinzip der Sandwich-Bauweise ist auch bei Gittermastkranen anwendbar. Kritisch sind hier die Gurtrohre, die auf Knickung beansprucht werden. Eine Füllung der Gurtrohre mit Metallschaum würde zu einer signifikanten Verringerung der Wanddicke der Gurtrohre und damit zu einer Gewichtsersparnis führen.
In der Zeichnung wird anhand einiger Prinzipdarstellungen der erfindungsgemäß ausgebildete Teleskopausleger näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
im Querschnitt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Schuß eines Teleskopauslegers
Figur 2
das Detail X in Figur 1
Figur 3
in einer Längsansicht Bereiche mit lokal großer Krafteinleitung
Figur 4
im Längsschnitt Beispiel einer Verstärkung
In Figur 1 ist in einem Querschnitt ein erfindungsgemäß ausgebildeter teleskopierbarer Schuß 3 eines Teleskopauslegers 1 (Figur 3) dargestellt. Der dargestellte Schuß 3 besteht aus einer oberen halbkastenförmig ausgebildeten Schale 4 und einer U-förmig ausgebildeten unteren Schale 5. Die gegeneinander gerichteten Schenkel sind durch je eine Längsschweißnaht 6, 7 miteinander verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die untere Schale 5 in Sandwich-Bauweise hergestellt. Das Detail X in Figur 2 zeigt die Einzelheiten. Die Sandwich-Bauweise ist gekennzeichnet durch zwei außenliegende dünne Bleche 8,8', die einen Abstand 9 zueinander aufweisen. Der Zwischenraum zwischen beiden Blechen 8,8' kann leer sein oder teilweise oder voll ausgefüllt sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Zwischenraum mit einem Metallschaum 10 gefüllt. Vorzugsweise wird ein Alu-Metallschaum verwendet. Da der Metallschaum ein sehr niedriges spezifisches Eigengewicht hat und die einschließenden Bleche 8,8' in der Dicke gering sind, ist ein Einheitsflächenelement einer in Sandwich-Bauweise hergestellten Schale 5 insgesamt leichter als eine aus Vollblech hergestellte.
Figur 3 zeigt in einer Längsansicht einen Teleskopausleger 1 mit einem Grundkasten 2 und der Einfachheit halber mit nur einem austeleskopierbaren Schuß 3. Im Regelfall weist ein Teleskopausleger mehrere teleskopierbare Schüsse auf. In dieser Darstellung sind bewußt die Bereiche mit lokal großer Krafteinleitung hervorgehoben worden. Es sind dies zum einen die obere Lagerstelle 11 (Fh) und die untere Lagerstelle 12 (Fv) und zum anderen die Verriegelungsstellen 13.1, 13.2, 13.3.
In Figur 4 ist nun dargestellt, wie man einen solchen Bereich gezielt verstärken kann, wenn die Sandwich-Bauweise angewandt wird. Dazu wird an der hoch beanspruchten Stelle die Füllung mit Metallschaum 10 unterbrochen oder entfernt und statt dessen ein Vollmaterialstück 14 eingesetzt. Die Verbindung erfolgt über Schweißnähte 15,15'. Alternativ ist es auch möglich, die Füllung mit Metallschaum 10 zu belassen und statt dessen die außenliegenden Bleche 8,8' in der Dicke zu verstärken. Diese Möglichkeit ist durch gestrichelte Linien angedeutet.

Claims (11)

  1. Teleskopausleger für Krane, insbesondere Fahrzeugkrane, mit einem Hauptausleger, der einen Grundkasten und mehrere dann teleskopartig ein- und ausfahrbare Schüsse aufweist und der Grundkasten und die Teleskopschüsse aus Profilen bestehen, von denen jedes eine obere und eine untere gleichartig oder verschiedenartig ausgebildete Schale aufweist, deren gegeneinander gerichtete Schenkel miteinander verschweißt sind, wobei die Nominalwanddicke der oberen Schale höchstens gleich oder kleiner ist als die der unteren Schale,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mindestens ein Abschnitt einer Schale (5) im Querschnitt gesehen zwei im Abstand (9) voneinander außenliegende dünne Bleche (8,8') mit einem Zwischenraum aufweist.
  2. Teleskopausleger nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zwischenraum teilweise oder ganz mit einem Füllstoff ausgefüllt ist.
  3. Teleskopausleger nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Füllstoff ein Metallschaum (10) ist.
  4. Teleskopausleger nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Aluminium-Metallschaum Verwendung findet.
  5. Teleskopausleger nach einem der Ansprüche 1-4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die untere Schale (5) in Sandwich-Bauweise hergestellt ist.
  6. Teleskopausleger nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die untere Schale (5) im spannungs- und beulgefährdeten Scheitelbereich eine Nominalwanddicke aufweist, die über den Krümmungsbereich hinweg bis zum geraden Stegbereich kontinuierlich oder diskontinuierlich bis auf eine erforderliche Mindestwanddicke abnimmt.
  7. Teleskopausleger nach Anspruch 5 und 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die untere Schale (5) U-förmig und der Scheitelbereich der unteren Schale (5) als horizontaler Steg ausgebildet ist.
  8. Teleskopausleger nach einem der Ansprüche 1 - 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die obere Schale (4) im spannungsgefährdeten Bereich eine Nominalwanddicke aufweist, die größer ist als in den übrigen Bereichen.
  9. Teleskopausleger nach einem der Ansprüche 1 - 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß alle Abschnitte des Teleskopauslegers (1), die in Sandwich-Bauweise ausgeführt sind und im Bereich großer lokaler Krafteinwirkungen liegen, eine Verstärkung aufweisen.
  10. Teleskopausleger nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in dem hochbeanspruchten Bereich der Zwischenraum mit Vollmaterial (14) ausgefüllt ist.
  11. Teleskopausleger nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in dem hochbeanspruchten Bereich die außenliegenden dünnen Bleche (8,8') eine größere Dicke aufweisen.
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