AT14013U2 - Kran - Google Patents

Abstract

Kran umfassend einen Balken (1) aufweisend einen Balkenquerschnitt (2), eine Laufkatze (3), welche eine Seiltrommel (4) und einen Seilwindenantrieb (5) zum Abrollen und Aufrollen eines Seiles (6) umfasst, wobei der Balkenquerschnitt (2) einen offenen Balkenquerschnittsteilbereich (8) mit zumindest einer Öffnung (15) in einem Teilbereich des Balkenquerschnittes (2) aufweist, welchen Teilbereich des Balkenquerschnittes (2) das Seil (6) durchkreuzt, wobei die Laufkatze (3) am Balken (1) an oder benachbart zu einem geschlossenen Balkenquerschnittsteilbereich (9) mittels Auflager (10) gelagert ist, welcher geschlossener Balkenquerschnittsteilbereich (9) im Wesentlichen sich gegenüberliegend zu der Öffnung (15) erstreckt, wobei die Laufkatze (3) zumindest teilweise innerhalb des Balkenquerschnittes (2) angeordnet ist.

Description

Beschreibung [0001] Diese Erfindung betrifft einen Kran umfassend einen Balken aufweisend einen Balken¬querschnitt, eine Laufkatze, welche eine Seiltrommel und einen Seilwindenantrieb zum Abrollenund Aufrollen eines Seiles umfasst. Diese Erfindung betrifft insbesondere Zweiträgerlaufkränefür Hallen und für das Freigelände.

[0002] EP339015 offenbart keinen Balken als Teil der Kranvorrichtung, in dessen Querschnitteine Laufkatze oder eine ähnliche Transporteinheit geführt ist.

[0003] DE359438 offenbart eine Laufkatze mit einem abgehängten starren Gerüst. DE359438liefert keine Lösung zu der Aufgabenstellung der Minimierung der Bauhöhe eines Kranes.

[0004] Figur 1 von DE1906212 zeigt eine Laufkatze, die unterhalb des Balkens geführt ist.

[0005] DE2106291 offenbart ebenso keinen Lösungsvorschlag zur Führung der Laufkatzeinnerhalb des Balkens.

[0006] DE2555316 offenbart ebenso keine Anleitung zur Anordnung der Laufkatze im Trägerin¬neren.

[0007] Die Figuren von CN201932818 offenbaren eine an der Oberseite des Balkens angeord¬nete Laufkatze.

[0008] Es ist den Figuren von CN203173705 kein Hinweis für eine Anordnung der Laufkatze imTrägerinneren zu entnehmen.

[0009] DE2000128 betrifft eine spezielle Ausbildung des Balkens zur Reduktion der Bauhöhe.Die Anordnung der Laufkatze wird nicht im Sinne der folgenden Offenbarung in DE2000128behandelt.

[0010] DE3731245 beschreibt eine spezielle Ausbildung des Querschnittes des Balkens zurErreichung einer hohen Biegesteifigkeit.

[0011] US7341159 betrifft eine Sicherheitsvorrichtung.

[0012] Die im Folgenden offenbarte Erfindung stellt eine Lösung zu der Aufgabenstellung derReduktion der Bauteilhöhe von Balkenkränen sowie eine deutliche Gewichtsreduktion gegen¬über Kranen nach dem Stand der Technik dar. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,dass der Balkenquerschnitt einen offenen Balkenquerschnittsteilbereich mit zumindest einerÖffnung in einem Teilbereich des Balkenquerschnittes aufweist, welchen Teilbereich des Bal¬kenquerschnittes das Seil durchkreuzt, wobei die Laufkatze am Balken an einem geschlosse¬nen Balkenquerschnittsteilbereich mittels Auflager gelagert ist, welcher geschlossener Balken¬querschnittsteilbereich im Wesentlichen sich gegenüberliegend zu der Öffnung erstreckt, wobeidie Laufkatze zumindest teilweise innerhalb des Balkenquerschnittes angeordnet ist.

[0013] Vorzugsweise ist die gesamte Laufkatze innerhalb des Balkenquerschnittes angeordnet.Diese Anordnung der Laufkatze bedingt die Ausbildung eines offenen Querschnittsbereiches,um das Seil oder eine sonstige Hebevorrichtung aus dem Inneren des Querschnittes führen zukönnen.

[0014] Das Verwenden von offenen Querschnittsbereichen im Balken reduziert die Torsions¬steifigkeit des Balkens. Dies ist vor allem bei Zweiträgerlaufkränen ein schwerwiegendes Prob¬lem, da diese Kräne mit hohen Beschleunigungen und zum Teil unter hoher Last in einer Hallebewegt werden. Die Erfinder lösen dieses Problem durch die Anordnung von Auflagern zurLagerung der Laufkatze am Balken, welche Auflager in einem geschlossenen Querschnittsbe¬reich am Balken im Wesentlichen gegenüber der Öffnung angebracht sind. Aus dieser Anord¬nung der Auflager am Balken resultiert eine minimale Belastung des Balkens zufolge exzent¬risch eingeleiteter Kräfte.

[0015] Vorzugsweise ist die Öffnung in jenem Teilbereich des Balkenquerschnittes angeordnet,welchen Teilbereich das aus dem Querschnittsinneren heraustretende Seil ohne das Vorsehen von Umlenkrollen verlässt. Die Laufkatze kann auch im Rahmen dieser Erfindung Umlenkvor¬richtungen umfassen, mittels welcher Umlenkvorrichtungen die Erstreckungsrichtung des ausdem Balkenquerschnittinneren heraustretenden Seiles definiert wird. In Ergänzung zu den ander Laufkatze angeordneten Umlenkvorrichtungen kann der Fachmann weitere Umlenkvorrich¬tungen am erfindungsgemäßen Kran anordnen, um eine gewünschte Führung des Seiles zuerzielen.

[0016] Das Vorsehen von offenen Querschnittsbereichen im Balken schafft darüber hinaus eineGewichtsreduktion.

[0017] Die Auflager können als Wälzlager, Rolllager, Gleitlager, Raupen oder Umlaufwälzlagerausgebildet sein. Die Auflager können auch ein berührungsloses Lager als ein Teil eines Mag¬netantriebes sein. Die Walzen der Wälzlager, die Rollen der Rolllager oder die Gleitflächen derGleitlager können nach dem Stand der Technik jede beliebige Form aufweisen und sind nachder gängigen Lehre zu dimensionieren. Die Rollen und Walzen können insbesondere kegelför¬mig, zylinderförmig, mit einer konkaven oder einer konvexen Lauffläche ausgebildet sein.

[0018] Diese Erfindung schließt auch ein, dass Teilbereiche oder der gesamte Bereich desBalkens als Fachwerksträger ausgebildet sind. Vorzugsweise ist der gesamte Balken als einFachwerksträger ausgebildet.

[0019] Insbesondere die Ausbildung des Balkens des erfindungsgemäßen Krans als Fach¬werksträger schafft eine Gewichtsersparnis. Diese Gewichtsersparnis von 40-50% im Vergleichzu ähnlichen Kränen nach dem Stand der Technik ist insbesondere durch die geringe Bauhöhedes erfindungsgemäßen Krans bedingt.

[0020] Es können auch Teilbereiche des Balkens als Kastenträger ausgebildet sein. Der Kas¬tenträger ist jedoch im Allgemeinen schwerer als ein Fachwerksträger (bei gleicher Spannweiteund Belastung).

[0021] Die Laufkatze kann am Balken in Bereichen angrenzend an den offenen Balkenquer¬schnittsbereich mittels weiterer Auflager gelagert sein, welche weitere Auflager zur Weiterlei¬tung von Torsionskräften zwischen dem Balken und der Laufkatze geeignet sind.

[0022] Die weiteren Auflager sind nach dem Stand der Technik auszubilden, dass diese Zug¬kräfte und Druckkräfte (Torsionskräfte) zwischen Balkenquerschnitt und Laufkatze übertragenkönnen. Beispielsweise können die weiteren Auflager mehrere Rollen, umlaufende Wälzkörper¬oder Raupen aufweisen, welche an gegenüberliegenden Oberflächen einer Schiene zur Weiter¬leitung von Zugkräften oder Druckkräften zwischen Rollen und Schiene angeordnet sind. Durchdie Anordnung der weiteren Auflager wirken Balkenquerschnitt und Laufkatze hinsichtlich derAufnahme von Torsionskräften als ein statisches Element.

[0023] Der Balken weist in seinem Druckbereich vorzugsweise Konstruktionselemente auf,welche sich über hoch belastete Druckbereiche des Balkens erstrecken. Das Problem desAusknickens von mehreren miteinander verbundenen Konstruktionselementen an der Fügestel¬le entfällt somit. Die Fügestelle kann nach der gängigen Lehre eine Schwachstelle darstellen.

[0024] Figur 1 bis Figur 4 zeigen Skizzen von Ausführungsformen von Querschnitten eineserfindungsgemäßen Krans.

[0025] Figur 5 und Figur 6 zeigen Konstruktionszeichnungen einer weiteren Ausführungsformdes erfindungsgemäßen Krans. 1 Balken 2 Balkenquerschnitt 3 Laufkatze 4 Seiltrommel 5 Seilwindenantrieb 6 Seil 7 Seilabrollrichtung 8 offener Balkenquerschnittsteilbereich 9 geschlossener Balkenquerschnittsteilbereich 10 Auflager 11 weitere Auflager 12 Torsionskraft 13 Druckbereich 14 Zugbereich 15 Öffnung 16 Vorspannungselement 17 Biegeachse 18 Obergurt 19 Steg 20 Torsionswinkel 21 Schiene 22 Walze 23 vertikale Diagonalstreben 24 Untergurt 25 horizontale Diagonalstreben 26 horizontale Querstreben [0026] Figur 1 zeigt eine Skizze einer Ausführungsform eines Balkenquerschnittes 2 einesBalkens 1 eines Krans. Der Kran umfasst den Balken 1, eine Laufkatze 3, welche eine Seil¬trommel 4 und einen Seilwindenantrieb 5 zum Abrollen und Aufrollen eines Seiles 6 umfasst.Das Seil 6 erstreckt sich in Figur 1 nach unten.

[0027] Der Balkenquerschnitt 2 wird durch einen Obergurt 18 und an den Enden des Obergur¬tes angebrachte Stege 19 gebildet. Obergurt 18 und Stege 19 bilden einen c-förmigen Quer¬schnitt, welches Profil seinen offenen Querschnittsteilbereich 8 mit einer Öffnung 15 in jenemTeilbereich des Balkenquerschnittes 2 umfasst, welchen Teilbereich das sich in Seilabrollrich¬tung 7 erstreckende Seil 6 durchkreuzt.

[0028] Die Laufkatze 3 ist am Balken 1 am geschlossenen Balkenquerschnittsteilbereich 9mittels Auflager 10 gelagert. Der geschlossene Balkenquerschnittsteilbereich 9 erstreckt sichgegenüberliegend zu der Öffnung 15. Der geschlossene Balkenquerschnittsteilbereich 9 istdurch jenen Teilbereich des Obergurtes 18 definiert, der durch die Stege 19 begrenzt ist.

[0029] Die Laufkatze 3 ist teilweise innerhalb des Balkenquerschnittes 2 angeordnet.

[0030] Die Höhe des Obergurtes 18, des Steges 19 und der Laufkatze 3 ergibt sich aus denAnforderungen an den erfindungsgemäßen Kran.

[0031] Nach der gängigen Lehre weisen hergestellte Werkstücke Fertigungstoleranzen auf. Inder in Figur 1 dargestellten Ausführungsform wird beispielhaft die Fertigungstoleranz des Tole¬ranzwinkels 20 des rechten Stegs 19 veranschaulicht. Durch die erfindungsgemäße Anordnungdes Auflagers 10 im geschlossenen Querschnittsbereich 9 ist - wie der Fachmann erkennenkann - der Einfluss des Toleranzwinkels 20 nicht relevant. Wegen der Anordnung des Auflagers 10 im geschlossenen Querschnittsteilbereich 9 wird kein mechanischer Hebel ausgebildet. Derlinke Steg 19 weist keinen Toleranzwinkel auf. Eine mit Hilfe des Seiles 6 gehobene Kraft Fwürde somit nur eine geringe Torsion verursachen, wobei die Torsionskräfte 11 durch denObergurt 18 aufgenommen werden. Die Stege 19 werden somit nicht auf Torsion belastet,wodurch ein Beulen der Stege 19 durch Torsion vermieden wird.

[0032] Gemäß gängiger Lehre nehmen die Stege 19 die durch die Kraft F verursachte Biege¬kraft auf. Der Balken erfährt hierbei unter Ausbildung einer Druckzone 13 und einer Zugzone 14eine Biegung. Die maximal aufnehmbare Kraft F in Bezugnahme auf die Biegung wird durch diezulässige Zugfestigkeit des Werkstoffes des Steges 19 vorgegeben. Der Fachmann erkennt,dass das Unterbinden einer Torsionsbelastung der Stege 19 sich insofern vorteilhaft auswirkt,als dass die Stege 19 nur durch die Zugkraft aus der Biegung des Balkens 1 und nicht durcheine aus einer Torsionskraft heraus resultierende Zugkraft belastet werden.

[0033] Der Fachmann erkennt, dass sich eine Situierung des Auflagers 10 im Bereich desoffenen Balkenquerschnittsteilbereiches 8 wegen der üblichen Fertigungstoleranzen und/odereiner Aussermittigkeit des Seiles im Vergleich zu erfindungsgemäßen Ausführungsform negativverhält.

[0034] Figur 2 zeigt eine Skizze einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kra¬nes.

[0035] Der Kran umfasst wiederum einen Balken 1 aufweisend einen Balkenquerschnitt 2 undeine Laufkatze 3. Die Laufkatze umfasst wiederum eine Seiltrommel 4 und einen Seilwindenan¬trieb 5 zum Abrollen und Aufrollen eines Seiles 6.

[0036] Die Laufkatze 3 ist wiederum zumindest teilweise innerhalb des Balkenquerschnittes 2angeordnet. Hierzu weist der Balkenquerschnitt 2 einen in Seilabrollrichtung 7 offenen Balken¬querschnittsteilbereich 8 mit einer Öffnung 15 auf. Der Balkenquerschnitt 2 weist somit einepolygonale Form mit einer Öffnung 15 auf. Die Laufkatze 3 ist am Balken 1 am geschlossenenBalkenquerschnittsteilbereich 9 mittels Auflager 10 gelagert ist. Zum leichten Abrollen desSeiles ohne die Verwendung von Umlenkrollen erstreckt sich der geschlossene Balkenquer¬schnittsteilbereich 9 im Wesentlichen gegenüberliegend zu dem offenen Balkenquerschnittsteil¬bereich 8.

[0037] Die Laufkatze 3 ist am Balken 1 in Bereichen angrenzend an den offenen Balkenquer¬schnittsbereich 8 mittels weiterer Auflager 11 gelagert, welche weitere Auflager 11 zur Weiterlei¬tung von Torsionskräften 12 zwischen dem Balken 1 und der Laufkatze 3 geeignet sind. Dieweiteren Auflager 11 sind unter Verwendung der gängigen Lehre zur Weiterleitung von Zug-und/oder Druckkräften auszulegen.

[0038] Eine durch eine auf dem Seil 6 lastende Kraft F verursacht eine Biegung des Balkens 1um die Biegeachse 17, wobei eine Druckzone 13 und eine Zugzone 14 ausgebildet wird. Beieiner Aussermittigkeit der Kraft F oder zufolge Fertigungstoleranzen kann eine Kraft F eineTorsion verursachen, welche über den gesamten Balkenquerschnitt 2 abgetragen wird.

[0039] Die in Figur 3 gezeigte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Ausführungs¬form der Figur 1. Es sind zusätzlich seitlich zu den Stegen 19 Untergurte 24 angeordnet, welcheebenso statisch bei Biegung des Balkens 1 wirken. Die Breite der Untergurte ergibt sich aus dererforderlichen Breite der Öffnung 15.

[0040] Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Balkenquerschnittes 2 eines Balkens 1für einen erfindungsgemäßen Kran. Der Kran umfasst weiters eine Laufkatze 3, welche wiede¬rum eine Seiltrommel 4 und einen Seilwindenantrieb 5 zum Abrollen und Aufrollen eines Seiles (6) umfasst.

[0041] Der Balkenquerschnitt wird durch einen offenen Balkenquerschnittsteilbereich 8 unddurch einen geschlossenen Balkenquerschnittsteilbereich 9 gebildet. Es sind der offene Bal¬kenquerschnittsteilbereich 8 und der geschlossene Balkenquerschnittsteilbereich 9 zu einemBalken 2 miteinander verbunden.

[0042] Der offene Balkenquerschnitt 8 weist zumindest eine Öffnung 15 in jenem Teilbereichauf, in welchen Teilbereich das Seil 6 den offenen Querschnittsteilbereich 8 kreuzt.

[0043] Die Laufkatze 3 ist am Balken 1 benachbart zu einem geschlossenen Balkenquer¬schnittsteilbereich 9 mittels Auflager 10 gelagert ist, welcher geschlossener Balkenquerschnitts¬teilbereich 9 im Wesentlichen sich gegenüberliegend zu der Öffnung 15 erstreckt. Es ist somiteine Anordnung der Laufkatze 3 zumindest teilweise innerhalb des Balkenquerschnittes 2 mög¬lich.

[0044] Bei einer Biegebelastung des Balkens 1 kommt es in Abhängigkeit der statischen Eigen¬schaften des Balkenquerschnittes 2 zu der Ausbildung der Zugzone 14 und einer Druckzone 13. Die Zugzone 14 erstreckt sich unterhalb der Biegeachse 17; die Druckzone 13 erstreckt sichoberhalb der der Biegeachse 17.

[0045] Eine durch eine Aussermittigkeit der Kraft F hervorgerufene Torsionskraft 11 wird aus¬schließlich durch den geschlossenen Querschnittsteilbereich 9 aufgenommen. Torsionskräfte11 sind Zugkräfte und Druckkräfte. Wegen der ausschließlichen Aufnahme der Torsionskräfteim geschlossenen Querschnittsteilbereich 9 verringern die durch die Torsionskräfte 11 hervor¬gerufenen Zugkräfte die maximale Belastbarkeit des Balkens in der Zugzone 14.

[0046] Figur 5 und Figur 6 zeigen Konstruktionszeichnungen einer möglichen Ausführungsformdes erfindungsgemäßen Kranes. Figur 5 zeigt eine Querschnittsansicht des Balkenquerschnit¬tes 2 mitsamt Laufkatze 3; Figur 6 zeigt eine Seitenansicht und eine Topansicht des Balkens 1.Wie aus Figur 6 ersichtlich ist der Balken als Fachwerksträger ausgebildet.

[0047] Der Balkenquerschnitt 2 in Figur 5 ist ähnlich zu dem in Figur 1 gezeigten Balkenquer¬schnitt aufgebaut. Der Balkenquerschnitt 2 umfasst einen sich in einer horizontalen Ebeneerstreckenden Obergurt 18 und an den Enden des Obergurtes 18 angelenkte Stege 19. DieObergurte 18 und der Steg 19 bilden einen c-förmigen Querschnitt aus, welches in Figur 5 nachunten einen offenen Querschnittsteilbereich 8 mit einer Öffnung 15 aufweist. Der geschlosseneQuerschnittsteilbereich 9 wird durch die Obergurte 18 und die Stege 19 gebildet. Der offeneQuerschnittsteilbereich 8 befindet sich in jenem Teilbereich des Balkenquerschnittes, welchendas sich im Inneren des Balkenquerschnittes 2 erstreckende Seil (in Figur 5 nicht dargestellt)durchkreuzt.

[0048] Der offene Querschnittsteilbereich 8 ist unten angeordnet, sodass das Seil (in Figur 5nicht dargestellt) mitsamt Haken und Hakenflasche ohne Umlenkungen zum Senken des Ha¬kens abgerollt werden kann.

[0049] Die Laufkatze 3 ist im Inneren des Balkenquerschnittes 2 angeordnet. Ausschließlich einTeilbereich des Hakens ragt aus dem Inneren des Balkenquerschnittes 2 heraus. Der Balken¬querschnitt 2 zeichnet sich dadurch durch seine geringe Bauhöhe aus.

[0050] Die Laufkatze 3 ist über Auflager 10 am Balkenquerschnitt 2 gelagert. Die Auflager 10sind im Bereich des geschlossenen Querschnittsteilbereiches 9, in genaueren im jeweiligenEckbereich von Obergurt 18 und Steg 19 angeordnet. Die Auflager 10 umfassen eine zwischenObergurt 18 und Steg 19 angeordnete Schiene, welche Teil des Fachwerksträgers als Balken 1ist, und Walzen 22. Die Walzen 22 sind mittels Achsen an der Laufkatze 3 gelagert.

[0051] Der in Figur 5 ersichtliche Steg 19 wird - wie in Figur 6 oben dargestellt - durch vertikaleDiagonalstreben 23 und durch einen Untergurt 24 gebildet. Der Obergurt 18 wird durch dieSchiene 21, horizontale Diagonalstreben 25 und Querstreben 26 ausgebildet. Der Balken 1 istsomit als Fachwerksträger ausgebildet. Der Balken 1 weist in seinem Druckbereich 13 dieSchiene 21 als ein Konstruktionselement auf, welches sich über hoch belastete Druckbereiche13 des Balkens 1 erstrecken. Das Problem des Knickens von Streben in einem Knoten entfälltsomit. Die Schiene 21 erlaubt eine Bewegung der Laufkatze 3 in Erstreckungsrichtung desBalkens 1.

Claims (5)

1. Ansprüche 1. Kran umfassend einen Balken (1) aufweisend einen Balkenquerschnitt (2), eine Laufkatze (3), welche eine Seiltrommel (4) und einen Seilwindenantrieb (5) zum Abrol¬len und Aufrollen eines Seiles (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Balkenquerschnitt (2) einen offenen Balkenquerschnittsteilbereich (8) mit zumindest ei¬ner Öffnung (15) in einem Teilbereich des Balkenquerschnittes (2) aufweist, welchen Teilbe¬reich des Balkenquerschnittes (2) das Seil (6) durchkreuzt, wobei die Laufkatze (3) am Balken (1) an oder benachbart zu einem geschlossenen Balkenquerschnittsteilbereich (9) mittels Auflager (10) gelagert ist, welcher geschlossener Balkenquerschnittsteilbereich (9) im Wesentlichen sich gegenüberliegend zu der Öffnung(15) erstreckt, wobei die Laufkatze (3) zumindest teilweise innerhalb des Balkenquerschnittes (2) ange¬ordnet ist.
2. 2. Kran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassTeilbereiche des Balkens (1) als Fachwerksträger ausgebildet sind.
3. 3. Kran nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dassTeilbereiche des Balkens (1) als Hohlkastenträger ausgebildet sind.
4. 4. Kran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufkatze (3) am Balken (1) in Bereichen angrenzend an den offenen Balkenquer¬schnittsbereich (8) mittels weiterer Auflager (11) gelagert ist, welche weitere Auflager (11)zur Weiterleitung von Torsionskräften (12) zwischen dem Balken (1) und der Laufkatze (3)geeignet sind.
5. 5. Kran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken (1) in seinem Druckbereich (13) Konstruktionselemente (15) aufweist, welchesich über hoch belastete Druckbereiche (13) des Balkens (1) erstrecken. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen