EP2185462B1 - Profilform für einen kranarm - Google Patents

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EP2185462B1
EP2185462B1 EP08782837A EP08782837A EP2185462B1 EP 2185462 B1 EP2185462 B1 EP 2185462B1 EP 08782837 A EP08782837 A EP 08782837A EP 08782837 A EP08782837 A EP 08782837A EP 2185462 B1 EP2185462 B1 EP 2185462B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axis
symmetry
point
crane
intersection
Prior art date
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Active
Application number
EP08782837A
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English (en)
French (fr)
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EP2185462A1 (de
Inventor
Eckhard Wimmer
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Palfinger AG
Original Assignee
Palfinger AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Palfinger AG filed Critical Palfinger AG
Priority to PL08782837T priority Critical patent/PL2185462T3/pl
Publication of EP2185462A1 publication Critical patent/EP2185462A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2185462B1 publication Critical patent/EP2185462B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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

Definitions

  • the present invention relates to a crane arm for a crane, having a longitudinal axis and a mirror-symmetrical in a transverse plane with respect to an axis of symmetry extending contour line, wherein the contour line between an arranged on the symmetry axis equidistant to the first and second intersection point and the first intersection at least one approximates has a circular arc-shaped portion, to which in the direction of the second intersection tangentially a first rectilinear portion connects, the imaginary extension in the direction of the second intersection intersects the axis of symmetry and forms an acute angle with this.
  • Such a crane arm is shown for example in Fig. 13 of EP 583 552 B1 shown.
  • the disadvantage is that the production of the circular arc-shaped portion is complicated and not easily error-free feasible.
  • the object of the invention is to provide an improved crane arm.
  • a real crane arm has both an outer contour and an inner contour.
  • the "imaginary contour line” refers to the outer contour of the crane arm.
  • the invention results in a good weldability of the crane arm, a better clamping for welding through the obliquely meeting sections and the execution of a longitudinal weld without additional edge preparation. Overall, a process-reliable training results.
  • centroid is understood to be the center of gravity of the entire area enclosed by the imaginary contour line. Of the The term “centroid” should therefore not be understood in relation to the area enclosed between the outer and inner contour.
  • the invention further relates to a boom system for a crane, wherein at least one boom and / or a boom extension are designed as a crane arm according to one of claims 1 to 12.
  • at least one boom and / or a boom extension are designed as a crane arm according to one of claims 1 to 12.
  • the invention further relates to a crane, in particular loading crane, with a crane arm according to one of the aforementioned embodiments or a boom system of the aforementioned type and a commercial vehicle equipped with such a crane.
  • Fig. 1a shows a first embodiment of the course of the imaginary contour line of the crane arm in a transverse plane of the crane arm.
  • Transverse plane is understood to mean a plane which is pierced orthogonally by the longitudinal axis of the crane arm.
  • All crane arms according to the invention have an axis of symmetry s arranged in the transversal plane, with respect to which the contour line of the crane arm in the transverse plane runs at least approximately mirror-symmetrically.
  • this symmetry axis s represents the intersecting line of the transverse plane with the plane of symmetry (median plane) along the longitudinal axis.
  • the contour line intersects the symmetry axis s in a first one and a second intersection S 1 , S 2 .
  • the center point M arranged equidistant to the first and the second intersection point S 1 , S 2 on the symmetry axis s represents the position of the half height of the crane arm in the transversal plane.
  • Starting from the midpoint M in the direction of the intersection point S 2 one finds himself in an area of the Crane arm, which is loaded in operation mainly to train.
  • the area of the crane arm lying between the midpoint M and the first intersection point S 1 is subjected to essentially pressure during operation.
  • the in Fig. 1 illustrated course of the contour line of the crane arm has four mutually distinguishable sections k 1 , g 1 , g 2 , g 3 .
  • the section k 1 arranged in the region of the greatest pressure load in operation has a circular arc shape since this cross-sectional shape, as known per se, has reduced compressive stresses and thus a reduction in the risk of buckling. It is sufficient if this section is in the sense at least approximately circular arc-shaped, as it can be approximated by a polygon, as in the Fig. 1 Bund 1 c is shown.
  • the approximation of the circular arc-shaped portion k 1 by a polygonal line allows for easier production by folding the sheet metal forming the crane arm.
  • a circular arc-shaped formation can be realized by means of a rolling process.
  • the circular arc-shaped section k 1 can also be approximately circular arc-shaped in the sense that it can be formed, for example, by one or more elliptical sections with a correspondingly low eccentricity. It would also be conceivable to form a circular-arc-shaped section k 1 by a series of correspondingly short, straight-line, elliptical and / or circular-arc-shaped segments.
  • the circular arc-shaped portion k 1 is formed as a quarter circle arc, that is, extends over an angle of approximately 90 degrees. This makes it possible to form the majority of the course of the contour line between the first intersection S 1 and the center M in the form of a circular arc-shaped portion k 1 .
  • Particularly preferred is the in Fig. 1 illustrated variant in which the center of curvature K of the circular arc-shaped portion k 1 is in the vicinity or on the axis of symmetry s and the center of curvature K of the arcuate portion k 1 between the first intersection S 1 and the center M is located.
  • a second rectilinear section g 2 connects, which includes with the axis of symmetry s an angle ⁇ less than 90 degrees (here the angle ⁇ is approximately 72 Degree).
  • the angle is preferably less than 80 degrees.
  • the angle ⁇ is greater than 70 degrees.
  • the center of curvature K of the circular arc-shaped portion k 1 is located directly on the axis of symmetry s between the point M and the first intersection point S 1st Unlike shown, the point of curvature K can also be arranged slightly offset from the axis of symmetry s. However, it should always be in the range between the point M and the first intersection S 1 .
  • the acute angle ⁇ encloses an acute angle ⁇ with the symmetry axis s, which is approximately 18 degrees in the exemplary embodiment shown.
  • the acute angle ⁇ can also be in a range greater than 10 degrees, preferably greater than 15 degrees. In each case, an upper limit of 25 degrees is preferred, in order to rule out a flat course of the straight-line section g 1 .
  • Fig. 1 joins the first straight section g 1 directly to a third rectilinear section g 3 , which extends to the axis of symmetry s and this intersects in the second intersection S 2 .
  • a third rectilinear section g 3 which extends to the axis of symmetry s and this intersects in the second intersection S 2 .
  • the third rectilinear section g 3 (unlike in Fig. 1a not shown) directly, but is connected via a preferably curved formed further portion with the first rectilinear portion g 1 .
  • the third rectilinear section g 3 with the axis of symmetry s an angle ⁇ , which is smaller than 90 degrees (in the embodiment of the Fig. 1 the angle ⁇ is about 65 degrees). Particularly preferred is a range for the angle ⁇ less than 70 degrees.
  • the angle ⁇ should, however, be greater than 60 degrees in this embodiment.
  • the second rectilinear section encloses a right angle with the symmetry axis s.
  • the third rectilinear section g 3 has the advantage that in this way in the area around the tip of the crane arm around a favorable local force introduction, as is done for example in the support of GleitVolen between each boom extensions is possible.
  • the short leg length results in a favorable ratio between the sheet thickness and the leg length, so that a deformation of the crane arm in the upper area is prevented.
  • the contour profile in this area in the form of a second circular arc-shaped section k 2 (see FIG Fig. 3 ).
  • the rounding could, for example, also be designed as an edging 7.
  • centroid F the area enclosed by the contour line in the transverse plane, lies in a region between the center M and the first intersection S 1 , ie below half the height of the crane arm.
  • the cross-sectional concentration of the crane arm is displaced as possible in the pressure zone down, resulting in a lower compressive stress component.
  • the contour line of all exemplary embodiments between the first intersection point S 1 and the second intersection point S 2 has an extreme point E with a maximum distance e from the axis of symmetry s.
  • the distance D between the first intersection and the second intersection S 1 , S 2 can be at least twice as large as the distance e.
  • the distance D is at least two and a half times, particularly preferably 2.75 times as large as the distance e.
  • the distance D may each be less than three times the distance e.
  • the distance d of the contour line from the symmetry axis s at approximately one quarter of the distance D between the first and the second intersection S 1 , S 2 starting from the second intersection S 2 is less than or equal to 0.8 times the maximum distance e is.
  • the extreme point E between the center M and the first intersection S 1 is approximately at the height of the center of curvature K.
  • the course shown has the contour line only a single extreme point E, that is, both in the direction of the first point of intersection S 1 and in the direction of the second point of intersection S 2 decreases starting from the extreme point E, the width of the crane arm.
  • the Fig. 1e shows for the embodiment of Fig. 1 the position of the centroid F between the center M and the first intersection S 1 on the axis of symmetry s.
  • the centroid F refers to the in Fig. 2 dash-dotted area, ie on the entire surface, which is enclosed by the imaginary contour line (corresponding to the outer contour).
  • a boom system 5 is shown with a boom extension, wherein in addition the storage of the boom system 5 via a bearing element 1 and the bearing of the boom extension in the boom via bearing elements 2 is shown.
  • the illustrated embodiment is meant to be purely exemplary in relation to the number of boom extensions shown.
  • the same bearing elements can be used with boom systems 5 with any number of boom extensions.
  • Fig. 1g two crane arms are shown, which is for example a boom extension arranged in a boom.
  • the arcuate section k 1 is approximated by different polygons.
  • the internal cross-sectional profile has fewer bends in the region of the circular-arc-shaped section, which is advantageous for production-related reasons, especially for small profiles.
  • the production of a crane arm according to the invention can be carried out, for example, such that the crane arm is formed from two shells, which are formed in mirror image to each other and wherein one of the shells in each case corresponds to one of the embodiments.
  • the two shells can be connected, for example welded, in the region of the first point of intersection S 1 and of the second point of intersection S 2 .
  • the crane arm at least along a portion of its longitudinal extent, of a single sheet which is suitably shaped and subsequently closed (e.g., welded) along a single line.
  • This line can run, for example, in the area of the first intersection point S 1 or of the second intersection point S 2 .
  • the shaping of the sheets can be done in a known manner or by folding and / or rolling and, for example, welding.
  • the outer contour should preferably remain the same and the sheet thickness should be applied inwards.
  • the Fig. 4 shows by way of example a boom system 5 with a boom extension arranged in a boom.
  • a commercial vehicle 3 is shown on which a crane 4 according to the invention is arranged.
  • the crane 4 has a boom system 5 according to the invention, it being possible for the individual boom extensions to be moved telescopically relative to one another via thrust cylinders 6.
  • the telescopic movability can also be ensured by other drive means.
  • an unrepresented charging structure could be arranged in the rear region of the commercial vehicle 3, for example.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kranarm für einen Kran, mit einer Längsachse und einer in einer Transversalebene in Bezug auf eine Symmetrieachse spiegelsymmetrisch verlaufenden Konturlinie, wobei die Konturlinie zwischen einem auf der Symmetrieachse äquidistant zum ersten und zweiten Schnittpunkt angeordneten Punkt und dem ersten Schnittpunkt einen zumindest angenähert kreisbogenförmigen Abschnitt aufweist, an den sich in Richtung des zweiten Schnittpunkts tangential ein erster geradliniger Abschnitt anschließt, dessen gedachte Verlägerung in Richtung des zweiten Schnittpunkts die Symmetrieachse schneidet und mit dieser einen spitzen Winkel einschließt.
  • Ein derartiger Kranarm ist beispielsweise in Fig. 13 der EP 583 552 B1 gezeigt.
  • Nachteilig ist, dass die Herstellung des kreisbogenförmigen Abschnitts aufwändig und nicht leicht fehlerfrei durchführbar ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Kranarm zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Kranarm mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Ein realer Kranarm weist natürlich aufgrund der Materialstärke der ihn bildenden Bauteile sowohl eine Außenkontur als auch eine Innenkontur auf. Die "gedachte Konturlinie" bezieht sich auf die Außenkontur des Kranarms.
  • Durch die Erfindung ergeben sich eine gute Schweißbarkeit des Kranarms, eine bessere Spannbarkeit zum Schweißen durch die schräg aufeinander treffenden Abschnitte sowie die Ausführung einer Längsschweißnaht ohne zusätzliche Kantenvorbereitung. Insgesamt ergibt sich eine prozesssichere Ausbildung.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Unter Flächenschwerpunkt wird im Sinne dieser Offenbarung der Schwerpunkt des gesamten von der gedachten Konturlinie eingeschlossenen Bereichs verstanden. Der Begriff "Flächenschwerpunkt" soll also nicht in Bezug auf die zwischen der Außen- und Innenkontur eingeschlossene Fläche verstanden werden.
  • Die Erfindung betrifft weiters ein Auslegersystem für einen Kran, wobei zumindest ein Ausleger und/oder eine Auslegerverlängerung als Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet sind. Vorzugsweise sind zwischen ein und zwanzig, vorzugsweise zwischen fünf oder zehn Auslegerverlängerungen vorgesehen. Besonders bevorzugt gilt, dass mehr als fünf Auslegerverlängerungen vorgesehen sind.
  • Die Erfindung betrifft weiters einen Kran, insbesondere Ladekran, mit einem Kranarm nach einer der vorgenannten Ausführungsformen oder ein Auslegersystem der vorgenannten Art sowie ein mit einem derartigen Kran ausgestattetes Nutzfahrzeug.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
    • Fig. 1 a
    ein erstes Ausführungsbeispiel der gedachten Konturlinie eines erfindungsgemäßen Kranarms,
    Fig. 1b und 1c
    die Konstruktion einer Konturlinie (Fig. 1b) und die entsprechende Blechkonstruktion (Fig. 1 c) eines Ausführungsbeispiels, bei welchem der kreisbogenförmige Abschnitt k1 durch einen Polygonzug angenähert ist,
    Fig. 1d
    ein Auslegersystem mit drei Auslegerverlängerungen gemäß Fig. 1b,
    Fig. 1e
    den Kranarm nach den Fig. 1a bis 1c, wobei die Lage des Flächenschwerpunktes eingezeichnet ist,
    Fig. 1f
    ein Auslegersystem mit einer Auslegerverlängerung, wobei die Anordnung von Lagerelementen gezeigt ist,
    Fig. 1g
    ein Auslegersystem mit einer Auslegerverlängerung, wobei der kreisbogenförmige Abschnitt im Ausleger und der Auslegerverlängerung durch unterschiedliche Polygone angenähert wurde,
    Fig. 2
    den Kranarm nach den Fig. 1a bis 1c und 1e, wobei stellvertretend für alle Ausführungsbeispiele jene Fläche, auf die sich der Flächenschwerpunkt bezieht, strichpunktiert eingezeichnet wurde,
    Fig. 3
    ein zweites Ausführungsbeispiel der gedachten Konturlinie eines erfindungsgemäßen Kranarms,
    Fig. 4
    die perspektivische Ansicht eines Auslegersystems gemäß Fig. 1d und
    Fig. 5
    ein Nutzfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kran.
  • Vorausgeschickt sei, dass alle Figuren insoweit maßstabsgerecht sind, als die Längen der einzelnen Konturabschnitte sowie die dargestellten Winkel im richtigen Verhältnis zueinander dargestellt sind. Alle Winkelangaben beziehen sich auf das Gradmaß, sodass ein Vollwinkel 360 Grad entspricht. Unter einem spitzen Winkel wird ein Winkel kleiner als ¼ Vollwinkel verstanden. Unter einem stumpfen Winkel wird ein Winkel größer als ¼ und kleiner als ½ Vollwinkel verstanden. Ein Winkel gleich ¼ Vollwinkel wird als rechter Winkel bezeichnet.
  • Fig. 1a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Verlaufes der gedachten Konturlinie des Kranarms in einer Transversalebene des Kranarms. Unter Transversalebene wird dabei eine Ebene verstanden, welche von der Längsachse des Kranarms orthogonal durchstoßen wird. Alle erfindungsgemäßen Kranarme weisen eine in der Transversalebene angeordnete Symmetrieachse s auf, in Bezug auf welche die Konturlinie des Kranarms in der Transversalebene wenigstens annähernd spiegelsymmetrisch verläuft. Für den Fall, dass der Kranarm über einen Großteil oder seine gesamte Längserstreckung dieselbe Querschnittsform aufweist, stellt diese Symmetrieachse s die Schnittgerade der Transversalebene mit der entlang der Längsachse verlaufenden Symmetrieebene (Medianebene) dar. Bei allen Ausführungsformen schneidet die Konturlinie die Symmetrieachse s in einem ersten und einem zweiten Schnittpunkt S1, S2. Der auf der Symmetrieachse s äquidistant zum ersten und zum zweiten Schnittpunkt S1, S2 angeordnete Mittelpunkt M stellt die Position der halben Höhe des Kranarms in der Transversalebene dar. Ausgehend vom Mittelpunkt M in Richtung des Schnittpunkt S2 befindet man sich in einem Bereich des Kranarms, welcher im Betrieb überwiegend auf Zug belastet wird. Der zwischen dem Mittelpunkt M und dem ersten Schnittpunkt S1 liegende Bereich des Kranarms wird im Betrieb im Wesentlichen auf Druck belastet.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Verlauf der Konturlinie des Kranarms weist vier voneinander unterscheidbare Abschnitte k1, g1, g2, g3 auf.
  • Der im Bereich der im Betrieb größten Druckbelastung angeordnete Abschnitt k1 ist kreisbogenförmig ausgebildet, da diese Querschnittsform, wie an sich bekannt, verringerte Druckspannungen und damit eine Verminderung der Beulgefährdung aufweist. Es genügt, wenn dieser Abschnitt in dem Sinn wenigstens annähernd kreisbogenförmig ist, als er durch ein Polygon angenähert sein kann, wie dies in den Fig. 1 bund 1 c dargestellt ist. Die Annäherung des kreisbogenförmigen Abschnitts k1 durch einen Polygonzug gestattet eine einfachere Fertigung durch Abkantung der den Kranarm bildenden Bleche. Natürlich kann aber eine kreisbogenförmige Ausbildung mittels eines Walzvorganges realisiert werden.
  • Der kreisbogenförmige Abschnitt k1 kann auch in dem Sinn nur angenähert kreisbogenförmig sein, als er beispielsweise durch einen oder mehrere Ellipsenabschnitte mit entsprechend geringer Exzentrität gebildet sein kann. Denkbar wäre auch eine Ausbildung eines kreisbogenförmigen Abschnitts k1 durch eine Aneinanderreihung entsprechend kurzer geradliniger, elliptischer und/oder kreisbogenförmiger Segmente.
  • Wie in Fig. 1 dargestellt, ist es besonders vorteilhaft, wenn der kreisbogenförmige Abschnitt k1 als Viertelkreisbogen ausgebildet ist, das heißt, sich über einen Winkel von ca. 90 Grad erstreckt. Hierdurch ist es möglich, den Großteil des Verlaufes der Konturlinie zwischen dem ersten Schnittpunkt S1 und dem Mittelpunkt M in Form eines kreisbogenförmigen Abschnitts k1 auszubilden. Besonders bevorzugt ist die in Fig. 1 dargestellt Variante, bei welcher der Krümmungsmittelpunkt K des kreisbogenförmigen Abschnitts k1 in der Nähe oder auf der Symmetrieachse s liegt und der Krümmungsmittelpunkt K des kreisbogenförmigen Abschnitts k1 zwischen dem ersten Schnittpunkt S1 und dem Mittelpunkt M liegt.
  • Erfindungsgemäß ist, wie in Fig. 1 gezeigt, vorgesehen, dass sich tangential an den kreisbogenförmigen Abschnitt k1 in Richtung des ersten Schnittpunkts S1 ein zweiter geradliniger Abschnitt g2 anschließt, der mit der Symmetrieachse s einen Winkel γ kleiner als 90 Grad einschließt (hier beträgt der Winkel γ ca. 72 Grad). Hierdurch ergeben sich eine gute Schweißbarkeit des Kranarms, eine bessere Spannbarkeit zum Schweißen durch die schräg aufeinander treffenden Abschnitte sowie die Möglichkeit der Ausführung einer Längsschweißnaht ohne zusätzliche Kantenvorbereitung. Insgesamt ergibt sich eine prozesssichere Ausbildung.
  • Der Winkel ist vorzugsweise kleiner als 80 Grad. Vorzugsweise ist der Winkel γ größer als 70 Grad.
  • Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Krümmungsmittelpunkt K des kreisbogenförmigen Abschnitts k1 direkt auf der Symmetrieachse s zwischen dem Punkt M und dem ersten Schnittpunkt S1. Anders als dargestellt, kann der Krümmungspunkt K auch etwas versetzt zur Symmetrieachse s angeordnet sein. Er sollte sich jedoch stets im Bereich zwischen dem Punkt M und dem ersten Schnittpunkt S1 befinden.
  • An den kreisbogenförmige Abschnitt k1 schließt sich in Richtung des zweiten Schnittpunkts S2 tangential an den in Fig. 1a und 1 b dargestellten Hilfskreis der erste geradlinige Abschnitt g1 an, welcher sich über den Großteil des Konturverlaufes zwischen dem Mittelpunkt M und dem zweiten Schnittpunkt S2 erstreckt. Durch diese lang gezogene geradlinige Ausbildung im oberen Bereich des Kranarms und die sich damit ergebende Querschnittsverjüngung wird eine Zone gebildet, welche besser als im Stand der Technik zur Aufnahme der hier auftretenden Zugkräfte sowie der Auflagekräfte bei der Anordnung in einem Auslegersystem geeignet ist. Die gedachte Verlängerung g1' des geradlinigen Abschnitts g1 (siehe Fig. 1b) schließt mit der Symmetrieachse s einen spitzen Winkel β ein, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel ca. 18 Grad beträgt. Ganz allgemein kann der spitze Winkel β auch in einem Bereich größer als 10 Grad, vorzugsweise größer als 15 Grad liegen. Bevorzugt ist dabei jeweils eine obere Grenze von 25 Grad, um einen zu flachen Verlauf des geradlinigen Abschnitts g1 auszuschließen.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 schließt sich an den ersten geradlinigen Abschnitt g1 unmittelbar ein dritter geradliniger Abschnitt g3 an, welcher bis zur Symmetrieachse s verläuft und diese im zweiten Schnittpunkt S2 schneidet. Wie dies insbesondere in Fig. 1 c zu erkennen ist, kann es aus fertigungstechnischen Gründen wünschenswert sein, wenn der dritte geradlinige Abschnitt g3 (anders als in Fig. 1a dargestellt) nicht unmittelbar, sondern über einen vorzugsweise gekrümmt ausgebildeten weiteren Abschnitt mit dem ersten geradlinigen Abschnitt g1 verbunden ist.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel schließt der dritte geradlinige Abschnitt g3 mit der Symmetrieachse s einen Winkel α ein, der kleiner als 90 Grad ist (im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 beträgt der Winkel α ca. 65 Grad). Besonders bevorzugt ist ein Bereich für den Winkel α kleiner als 70 Grad. Der Winkel α sollte in diesem Ausführungsbeispiel allerdings größer als 60 Grad sein.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 schließt der zweite geradlinige Abschnitt mit der Symmetrieachse s einen rechten Winkel ein.
  • Der dritte geradlinige Abschnitt g3 bringt den Vorteil mit sich, dass hierdurch im Bereich um die Spitze des Kranarms herum eine günstige örtliche Krafteinleitung, wie sie beispielsweise bei der Abstützung von Gleitpaketen zwischen einzelnen Auslegerverlängerungen erfolgt, ermöglicht wird. Durch die kurze Schenkellänge ergibt sich nämlich ein günstiges Verhältnis zwischen der Blechdicke und der Schenkellänge, sodass eine Verformung des Kranarms im oberen Bereich verhindert wird.
  • Allerdings wäre grundsätzlich auch eine Ausbildung des Konturverlaufes in diesem Bereich in Form eines zweiten kreisbogenförmigen Abschnitts k2 möglich (siehe Fig. 3). Dies stellt aber nur eine spezielle Variante einer allgemeineren Idee dar, nämlich jener, dass die Konturlinie in einer Rundung an der Symmetrielinie s endet. Alternativ zur dargestellten Ausbildung der Rundung als kreisbogenförmiger Abschnitt k2 könnte die Rundung zum Beispiel auch als Kantung 7 ausgeführt sein.
  • Ganz allgemein muss zu allen gezeigten Ausführungsformen gesagt werden, dass der Flächenschwerpunkt F, der von der Konturlinie in der Transversalebene eingeschlossenen Fläche in einem Bereich zwischen dem Mittelpunkt M und dem ersten Schnittpunkt S1, das heißt unterhalb der halben Höhe des Kranarms, liegt. Hierdurch wird die Querschnittskonzentration des Kranarms möglichst in die Druckzone nach unten verlagert, wodurch sich ein geringerer Druckspannungsanteil ergibt.
  • Wie aus den Figuren erkennbar ist, weist die Konturlinie aller Ausführungsbeispiele zwischen dem ersten Schnittpunkt S1 und dem zweiten Schnittpunkt S2 einen Extremalpunkt E mit maximaler Entfernung e von der Symmetrieachse s auf. Der Abstand D zwischen dem ersten Schnittpunkt und dem zweiten Schnittpunkt S1, S2 kann dabei wenigstens doppelt so groß sein, wie die Entfernung e. Bevorzugt ist der Abstand D wenigstens zweieinhalb mal so groß, besonders bevorzugt 2,75-mal so groß, wie die Entfernung e. Der Abstand D kann jeweils kleiner als dreimal die Entfernung e sein.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Abstand d der Konturlinie von der Symmetrieachse s bei ungefähr einem Viertel des Abstands D zwischen dem ersten und dem zweiten Schnittpunkt S1, S2 ausgehend vom zweiten Schnittpunkt S2 kleiner gleich 0,8 mal der maximalen Entfernung e ist.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Extremalpunkt E zwischen dem Mittelpunkt M und dem ersten Schnittpunkt S1 ungefähr auf der Höhe des Krümmungsmittelpunktes K. Bei dem in Fig. 1a dargestellten Verlauf weist die Konturlinie nur einen einzigen Extremalpunkt E auf, das heißt sowohl in Richtung des ersten Schnittpunkts S1 als auch in Richtung des zweiten Schnittpunkts S2 verringert sich ausgehend vom Extremalpunkt E die Breite des Kranarms. Bei der Annäherung des kreisbogenförmige Abschnitt k1 durch einen Polygonzug, wie in Fig. 1c dargestellt, weisen natürlich alle Punkte des Polygonabschnittes, durch welchen der kreisbogenförmige Abschnitt k1 im Bereich des Extremalpunktes E approximiert wird, diese maximale Entfernung e auf.
  • Ausgehend von dem in Fig. 1a dargestellten Hilfskreis mit dem Radius r weist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Profilbreite b gemäß b -2r, eine Profilhöhe D gemäß D -3r und eine Profilbreite oben b1 gemäß b1 -r auf. Diese besonders vorteilhaften Dimensionierungen können ganz allgemein bei erfindungsgemäßen Kranarmen vorgesehen sein.
  • Die Fig. 1e zeigt für das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 die Lage des Flächenschwerpunkts F zwischen dem Mittelpunkt M und dem ersten Schnittpunkt S1 auf der Symmetrieachse s. Der Flächenschwerpunkt F bezieht sich dabei auf die in Fig. 2 strichpunktiert dargestellte Fläche, d.h. auf die gesamte Fläche, welche von der gedachten Konturlinie (entspricht der Außenkontur) eingeschlossen wird.
  • In Fig. 1f ist ein Auslegersystem 5 mit einer Auslegerverlängerung dargestellt, wobei zusätzlich die Lagerung des Auslegersystems 5 über ein Lagerelement 1 sowie die Lagerung der Auslegerverlängerung im Ausleger über Lagerelemente 2 dargestellt ist. Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist natürlich im Bezug auf die Anzahl der gezeigten Auslegerverlängerungen rein beispielhaft gemeint. Dieselben Lagerelemente können bei Auslegersystemen 5 mit beliebig vielen Auslegerverlängerungen angewandt werden.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1g sind zwei Kranarme dargestellt, bei welchen es sich beispielsweise um eine in einem Ausleger angeordnete Auslegerverlängerung handelt. Von Bedeutung ist, dass der kreisbogenförmige Abschnitt k1 durch unterschiedliche Polygone angenähert ist. Das innenliegende Querschnittprofil weist im Bereich des kreisbogenförmigen Abschnitts weniger Kantungen auf, was besonders bei kleinen Profilen fertigungsbedingt von Vorteil ist.
  • Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Kranarms kann beispielsweise derart erfolgen, dass der Kranarm aus zwei Schalen gebildet wird, welche zueinander spiegelbildlich ausgeformt sind und wobei eine der Schalen jeweils einem der Ausführungsbeispiele entspricht. Die beiden Schalen können im Bereich des ersten Schnittpunkts S1 und des zweiten Schnittpunkts S2 miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt, werden.
  • Es wäre allerdings besonders bevorzugt vorgesehen, den Kranarm, zumindest entlang eines Abschnitts seiner Längserstreckung aus einem einzigen Blech herzustellen, welches geeignet geformt und anschließend entlang einer einzigen Linie geschlossen (zum Beispiel verschweißt) wird. Diese Linie kann beispielsweise im Bereich des ersten Schnittpunkts S1 oder des zweiten Schnittpunkts S2 verlaufen.
  • Die Formgebung der Bleche kann in bekannter Weise oder durch Abkanten und/oder Walzen sowie zum Beispiel Schweißen erfolgen.
  • Sind unterschiedliche Wandstärken erforderlich, soll die Außenkontur vorzugsweise gleich bleiben und die Blechdicke nach innen aufgetragen werden.
  • Die Fig. 4 zeigt beispielhaft ein Auslegersystem 5 mit einer in einem Ausleger angeordneten Auslegerverlängerung.
  • In Fig. 5 ist beispielhaft ein Nutzfahrzeug 3 gezeigt, auf welchem ein erfindungsgemäßer Kran 4 angeordnet ist. Der Kran 4 weist ein erfindungsgemäßes Auslegersystem 5 auf, wobei die einzelnen Auslegerverlängerungen über Schubzylinder 6 teleskopisch zueinander verfahren werden können. Die teleskopische Verfahrbarkeit kann natürlich auch durch andere Antriebsmittel sichergestellt werden. Im rückwärtigen Bereich des Nutzfahrzeuges 3 könnte beispielsweise ein nicht dargestellter Ladeaufbau angeordnet sein.

Claims (16)

  1. Kranarm für einen Kran, mit einer Längsachse und einer in einer Transversalebene in Bezug auf eine Symmetrieachse wenigstens annähernd spiegelsymmetrisch verlaufenden gedachten Konturlinie, wobei die Konturlinie zwischen einem auf der Symmetrieachse äquidistant zum ersten und zweiten Schnittpunkt angeordneten Mittelpunkt und dem ersten Schnittpunkt einen zumindest angenähert kreisbogenförmigen Abschnitt aufweist, an den sich in Richtung des zweiten Schnittpunkts tangential ein erster geradliniger Abschnitt anschließt, dessen gedachte Verlängerung in Richtung des zweiten Schnittpunkts die Symmetrieachse schneidet und mit dieser einen spitzen Winkel einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass sich tangential an den angenähert kreisbogenförmigen Abschnitt (k1) in Richtung des ersten Schnittpunkts (S1) ein zweiter geradliniger Abschnitt (g2) anschließt, der bis zur Symmetrieachse (s) verläuft und mit dieser im ersten Schnittpunkt (S1) im Inneren der von der Konturlinie eingeschlossenen Fläche einen Winkel (γ) kleiner als 90 Grad einschließt
  2. Kranarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (γ) kleiner als 80 Grad ist und vorzugsweise größer als 70 Grad ist.
  3. Kranarm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gedachte Verlängerung (g1) mit der Symmetrieachse (s) einen spitzen Winkel (β) einschließt.
  4. Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisbogenförmige Abschnitt (k1) als Vertelkreisbogen ausgebildet ist, dessen Krümmungsmittelpunkt (K) vorzugsweise auf oder in der Nähe der Symmetrieachse (s) liegt.
  5. Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsmittelpunkt (K) des kreisbogenförmigen Abschnitts (k1) zwischen dem ersten Schnittpunkt (S1) und dem Mittelpunkt (M) liegt.
  6. Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der geradlinige Abschnitt (g1) als tangentiale Fortsetzung des kreisbogenförmigen Abschnitts (k1) ausgebildet ist.
  7. Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturlinie zwischen dem ersten Schnittpunkt (S1) und dem zweiten Schnittpunkt (S2) einen Extremalpunkt (E) mit maximaler Entfernung (e) von der Symmetrieachse (s) aufweist, wobei vorzugsweise der Abstand (d) zwischen dem ersten und dem zweiten Schnittpunkt (S1, S2) wenigstens doppelt so groß ist, wie die maximale Entfernung (e) des Extremalpunktes (E) von der Symmetrieachse (s) und vorzugsweise der Extremalpunkt (E) zwischen dem ersten Schnittpunkt (S1) und dem äquidistant zum ersten und zweiten Schnittpunkt (S1, S2) angeordneten Mittelpunkt (M) liegt.
  8. Kranarm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) der Konturlinie von der Symmetrieachse (s) bei ungefähr einem Viertel des Abstands (D) zwischen dem ersten und dem zweiten Schnittpunkt (S1, S2) ausgehend vom zweiten Schnittpunkt (S2) kleiner gleich 0,8 mal der maximalen Entfernung (e) ist.
  9. Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisbogenförmige Verlauf (k1) durch ein Polygon angenähert ist.
  10. Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kranarm aus wenigstens einem Blech besteht und die Blechstärke aller Abschnitte (k1, k2, g1, g2, g3) des Kranarms in der Transversalebene zumindest im Wesentlichen gleich groß ist.
  11. Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kranarm aus zwei Schalen beseht, welche zueinander spiegelbildlich ausgeformt sind und - vorzugsweise im Bereich des ersten Schnittpunkts (S1) und des zweiten Schnittpunkts (S2) - miteinander verbunden sind.
  12. Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kranarm zumindest entlang eines Abschnitts seiner Längserstreckung aus einem einzigen Blech besteht, welches entlang einer einzigen Linie geschlossen ist, die vorzugsweise im Bereich des ersten Schnittpunkts (S1) oder des zweiten Schnittpunkts (S2) verläuft.
  13. Auslegersystem für einen Kran, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ausleger und/odor eine Auslegerverlängerung als Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet sind.
  14. Auslegersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Formen der Konturlinie des Auslegers und der Konturlinien aller Auslegerverlängerungen - gegebenenfalls bis auf den Grad der Approximation von Kreisbögen durch Polygone - gleich sind.
  15. Kran, insbesondere Ladekran, gekennzeichnet durch einen Kranarm nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder ein Auslegersystem (5) nach Anspruch 13 oder 14.
  16. Nutzfahrzeug (3) mit einem Kran (4) nach Anspruch 15.
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