EP2396265B1 - Zugstange für die abspannung eines kranauslegers - Google Patents

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EP2396265B1
EP2396265B1 EP10708097A EP10708097A EP2396265B1 EP 2396265 B1 EP2396265 B1 EP 2396265B1 EP 10708097 A EP10708097 A EP 10708097A EP 10708097 A EP10708097 A EP 10708097A EP 2396265 B1 EP2396265 B1 EP 2396265B1
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tubular body
coupling elements
connecting rod
wall
bracing
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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
    • B66C23/82—Luffing gear
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/32—Articulated members
    • Y10T403/32606—Pivoted

Definitions

  • the invention relates to a pull rod for the bracing of a crane boom according to the preamble of claim 1.
  • Cranes with crane jibs are z. B. from the DE 20 2008 006 167 U1 known.
  • the crane jibs are here with rope-shaped or from single, articulated interconnected rod-shaped elements braced.
  • a disadvantage of welded tie rods is that the welded joints between the pipe and coupling element have an increased notch sensitivity and are therefore subject to increased fatigue crack susceptibility in the weld seam area.
  • the fatigue strength of such tie rods is thus significantly limited, which leads to high costs due to premature failure.
  • the object of the invention is to provide a pull rod for bracing a crane jib, which does not have the disadvantages described and is inexpensive to produce.
  • tubular body and coupling elements of a one-piece pipe section wherein the coupling elements are each designed as a wall thickening of the ends of the tubular body, which are dimensioned so that a to be considered for the calculation of the sustainability of the tubular body cross-sectional weakening of the nominal wall thickness of the coupling elements in the field the bolt connection is avoided and the transition areas of the respective wall thickening to the tubular body to increase the fatigue strength have a ropeless transition.
  • the wall thickening can be achieved by an enlarged outer diameter and / or by a reduced inner diameter.
  • tie rod according to the invention is that on the one hand the production is much cheaper due to the one-piece design, on the other hand a significantly improved fatigue strength of the drawbar is achieved by the computationally full load capacity of the pipe cross-section in the bolt connection.
  • the wall thickening is produced in a first advantageous variant of the method by upsetting in particular by hot upsetting of the pipe end.
  • the upsetting process is advantageously carried out so that the transitions generated during compression from the pipe to the coupling piece as free of lumps and kerbarm are performed.
  • the transitions have the largest possible radius. If necessary, these transitions can also be generated by mechanical processing.
  • transitions lead to a flowing and notch-free transition to the non-thickened region of the tube. This advantageously ensures a low stress concentration factor in the transition zone.
  • the pull rod 1 consists of a tubular body 2, whose ends have coupling elements 3, which are designed according to the invention as a wall thickening of the tube.
  • the wall thickening is performed with an enlarged outer diameter, but it is also possible to realize the wall thickening by a reduced inner diameter.
  • transitions 7 of the wall thickening to the tubular body 2 are inventively ropeless and kerbarm executed to achieve the highest possible fatigue strength of the drawbar in operation.
  • the coupling elements 3 are each provided with holes 4, so that the tie rods are mutually chain link-like and articulated connectable.
  • bolts 5 are inserted with excess length in the holes 4, so that the both sides of the coupling element 3 protruding ends are connected by means of securing straps 6 and secured against loosening.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zugstange für die Abspannung eines Kranauslegers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Kräne mit Kranauslegern sind z. B. aus der DE 20 2008 006 167 U1 bekannt. Die Kranausleger sind hier mit seilförmigen oder aus einzelnen, gelenkig miteinander verbundenen stangenförmigen Elementen abspannbar.
  • Bei stangenförmigen als Zugstange ausgeführten Elementen ist es bekannt, diese aus Rohrstücken mit an den Enden angeschweißten, gabelförmigen Endstücken als Kupplungselement auszuführen. Die einzelnen Zugstangen werden dann an den gabelförmigen Endstücken mittels einer Bolzenverbindung gelenkig in der erforderlichen Länge miteinander verkuppelt.
  • Derartige beispielsweise als Gittermastkrane ausgeführten Krane, unterliegen im laufenden Betrieb hohen dynamischen Beanspruchungen, die auch auf die Zugstangen der Abspannung einwirken.
  • Nachteilig bei geschweißten Zugstangen ist, dass die Schweißverbindungen zwischen Rohr und Kupplungselement eine erhöhte Kerbempfindlichkeit aufweisen und deshalb einer erhöhten Ermüdungsrissanfälligkeit im Schweißnahtbereich unterliegen. Die Dauerfestigkeit derartiger Zugstangen ist dadurch deutlich eingeschränkt, was zu hohen Kosten durch frühzeitigen Ausfall führt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zugstange für die Abspannung eines Kranauslegers anzugeben, die die beschriebenen Nachteile nicht aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird nach dem Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Nach der Lehre der Erfindung bestehen Rohrkörper und Kupplungselemente aus einem einteiligen Rohrabschnitt, wobei die Kupplungselemente jeweils als Wandverdickung der Enden des Rohrkörpers ausgeführt sind, die so bemessen sind, dass eine für die Berechnung der Tragfähigkeit des Rohrkörpers zu berücksichtigende Querschnittsschwächung der Nennwanddicke der Kupplungselemente im Bereich der Bolzenverbindung vermieden wird und die Übergangsbereiche der jeweiligen Wandverdickungen zum Rohrkörper zur Steigerung der Dauerfestigkeit einen ansatzfreien Übergang aufweisen.
  • Erfindungsgemäß kann die Wandverdickung durch einen vergrößerten Außendurchmesser und/oder durch einen verringerten Innendurchmesser erreicht werden.
  • Der Vorteil der erfindungsgemäßen Zugstange besteht darin, dass einerseits die Herstellung aufgrund der einteiligen Ausführung wesentlich kostengünstiger ist, andererseits durch die rechnerisch volle Tragfähigkeit des Rohrquerschnitts im Bereich der Bolzenverbindung eine deutlich verbesserte Dauerfestigkeit der Zugstange erreicht wird.
  • Erfindungsgemäß wird die Wandverdickung in einer ersten vorteilhaften Verfahrensvariante durch ein Aufstauchen insbesondere durch Warmstauchen des Rohrendes erzeugt.
  • Der Stauchvorgang wird dabei vorteilhaft so ausgeführt, dass die beim Stauchen erzeugten Übergänge vom Rohr zum Kupplungsstück möglichst ansatzfrei und kerbarm ausgeführt werden. Hierzu weisen die Übergänge einen möglichst größen Radius auf. Falls erforderlich, können diese Übergänge auch durch eine mechanische Bearbeitung erzeugt werden.
  • Die derart gestalteten Übergänge führen zu einem fließenden und kerbfreien Übergang zum nicht verdickten Bereich des Rohres. Hierdurch wird vorteilhaft in der Übergangszone ein niedriger Spannungskonzentrationsfaktor gewährleistet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, die Wandverdickung des Rohrendes durch eine Auftragsschweißung oder durch Aufsintern zu realisieren und anschließend mechanisch zu bearbeiten.
  • Bei den vorgenannten Verfahrensvarianten wird die Erzeugung der Wandverdickung des Rohrkörpers vollständig vom Walzprozess abgekoppelt. Dies hat den Vorteil, dass Rohre, z. B. Lagerrohre, die ursprünglich nicht für den beschriebenen Einsatzzweck vorgesehen waren, nachträglich mit einer Wandverdickung und einer entsprechenden mechanischen Bearbeitung versehen werden können.
  • Es ist außerdem möglich, die Rohrendenverdickung bereits bei der Herstellung des warmgewalzten nahtlosen Rohres zu erzeugen, wenn es aus fertigungstechnischer Sicht vorteilhafter erscheint. Beispielsweise wird durch ein Auseinanderfahren der Walzen am Rohrende ein vergrößerter Außendurchmesser erzeugt und ein vergrößerter Innendurchmesser z. B. durch ein entsprechend konstruiertes Innenwerkzeug.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
  • In der dargestellten Figur sind die jeweiligen Enden einer erfindungsgemäßen Zugstange dargestellt.
  • Die Zugstange 1 besteht aus einem Rohrkörper 2, dessen Enden Kupplungselemente 3 aufweisen, die erfindungsgemäß als eine Wandverdickung des Rohres ausgeführt sind. In diesem Beispiel ist die Wandverdickung mit einem vergrößerten Außendurchmesser ausgeführt, es ist jedoch auch möglich die Wandverdickung durch einen reduzierten Innendurchmesser zu realisieren.
  • Die Übergänge 7 von der Wandverdickung zum Rohrkörper 2 sind erfindungsgemäß ansatzfrei und kerbarm ausgeführt, um eine möglichst hohe Dauerfestigkeit der Zugstange im Betrieb zu erreichen.
  • Die Kupplungselemente 3 sind jeweils mit Bohrungen 4 versehen, so dass die Zugstangen untereinander kettengliedartig und gelenkig verbindbar sind. Hierzu sind in die Bohrungen 4 Bolzen 5 mit Überlänge eingeschoben, so dass die beidseitig aus dem Kupplungselement 3 hervorstehenden Enden mittels Sicherungslaschen 6 verbunden und gegen Lösen gesichert sind.
    • Bezugszeichenliste
  • Nr. Bezeichnung
    1 Zugstange
    2 Rohrkörper
    3 Kupplungselement
    4 Bohrung
    5 Bolzen
    6 Sicherungslasche
    7 Übergang

Claims (4)

  1. Zugstange für die Abspannung eines Kranauslegers, bestehend aus einem metallischen Rohrkörper (2) und an beiden Enden daran angeschlossenen Kupplungselementen (3) für eine gelenkige Verbindung der Zugstangen mittels Bolzen untereinander
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Rohrkörper (2) und Kupplungselemente (3) aus einem einteiligen Rohrabschnitt bestehen, wobei die Kupplungselemente (3) jeweils als Wandverdickung der Enden des Rohrkörpers (2) ausgeführt sind, die so bemessen sind, dass eine für die Berechnung der Tragfähigkeit des Rohrkörpers (2) zu berücksichtigende Querschnittsschwächung der Nennwanddicke der Kupplungselemente (3) im Bereich der Bolzenverbindung vermieden wird und die Übergangsbereiche der jeweiligen Wandverdickungen zum Rohrkörper zur Steigerung der Dauerfestigkeit einen ansatzfreien Übergang (7) aufweisen.
  2. Zugstange nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandverdickungen Vergrößerungen des Außendurchmessers und/oder Verkleinerungen des Innendurchmessers des Rohrkörpers (2) sind.
  3. Zugstange nach Anspruch 2
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandverdickungen durch Warmstauchen aufgestauchte Rohrenden sind.
  4. Zugstange nach Anspruch 1 und 2
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandverdickungen durch Auftragsschweißen verdickte Rohrenden sind.
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