AT523574A1 - Balkenkran aus einem Holzwerkstoff - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Balkenkran umfassend - zumindest einen Balken (1, 2), welcher Balken (1, 2) sich in eine Balkenlängsrichtung erstreckt und welcher Balken (1, 2) einen als Vollquerschnitt ausbildeten Balkenquerschnitt aufweist, - zumindest eine am Balken (1, 2) angeordnete Schiene (15), auf welcher Schiene (15) eine Laufkatze (7) gelagert ist, wobei der Balken (1, 2) aus einem Holzwerkstoff hergestellt ist.

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Balkenkran nach dem Oberbegriff des

Anspruches 1.

EP2942317 beschreibt einen Balkenkran, bei welchem Balkenkran die Trägheitsachse des Auflagers zur Aufnahme der Laufkatze und die Trägheitsachse eines Balkenquerschnittes deckungsgleich angeordnet sind. EP2942317 offenbart auch nicht die Herstellung

des Balkenquerschnittes aus einem Holzwerkstoff.

EP0051270A2 beschreibt einen Fachwerkskran, welcher Fachwerkskran keine Ausnehmung zur Aufnahme einer Schiene

umfasst, auf welcher Schiene eine Laufkatze lagerbar ist.

Die hier offenbarte Erfindung stellt sich der technischen Aufgabe der Herstellung eines nachhaltigen Balkenkrans, welcher Balkenkran außerdem bei einer Erwärmung vorteilhafte Eigenschaften aufweist. Der Balkenkran soll weiters eine

möglichst geringe Bauhöhe aufweisen.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch den Anspruch 1

gelöst.

Der Begriff Holzwerkstoff umfasst sämtliche Werkstoffe, die unter Verwendung von Holz oder unter Verwendung von Holzfasern oder unter Verwendung des Rohstoffes Holz nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Der Fachmann kennt Techniken, wie der Fachmann die Holzfasern oder wie der Fachmann Holzelemente zu einem statischen Element zusammenfügen kann. Der Fachmann ist in der Lage einen Holzwerkstoff mit seinen zur LöÖsung einer technischen Aufgabe vorteilhaften Werkstoffeigenschaften mit einem weiteren Werkstoff mit weitern zur Lösung einer technischen Aufgabe weiteren vorteilhaften Werkstoffeigenschaften zu kombinieren. Der Fachmann kann insbesondere den Werkstoff Holz mit weiteren organischen Stoffen zur Herstellung eines nachhaltigen Werkstoffes kombinieren, welcher nachhaltiger Werkstoff bei dem erfindungsgemäßen

Balkenkran eingesetzt werden kann.

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Beispielsweise kann der Balken aus Leimträgern hergestellt sein, welche Leimträger verklebte Holzlamellen umfassen. Der Balken kann auch aus verklebten Holzstücken unterschiedlicher Größe wie Spänen und/oder Strains und/oder Furnieren hergestellt sein. Die Ausbildung von zwei Querschnittsteilbereichen mit unterschiedlichen Breiten eignet sich vorteilhaft zur Ausbildung des ersten Querschnittsteilbereiches aus einem ersten Leimträger und die Ausbildung des zweiten Querschnittsteilbereiches aus einem zweiten Leimträger, wobei die Leimträger im Sinne des

Verbundes der Querschnittsteilbereiche ebenso verbunden werden.

Die Ausbildung der Querschnittsteilbereiche aus Holzwerkstücken ist vorteilhaft bei einer über die Zeit variierenden Temperaturbelastung, da Holzwerkstücke in der Regel eine hohe Wärmespeicherkapazität aufweisen und somit sehr träge auf Temperaturschwankungen reagieren. Bei der Ausbildung der Querschnittsteilbereiche aus massiven Holzwerkstücken kommt dieser aus der thermischen Eigenschaft von Holzwerkstücken begründete vorteilhafte Effekt besonders zu tragen, da größere,

thermisch träge reagierende Massen erwärmt werden.

Im Vergleich zu den ansonsten üblichen Balkenkränen aus Stahl weist der erfindungsgemäße Balkenkran aus einem Holzwerkstoff den Vorteil auf, dass der Holzwerkstoff bei einer Erwärmung des statisch oder dynamisch belasteten Elementes nicht weich wird, d.h. dass das Elastizitätsmodul des Holzwerkstoffes im Wesentlichen konstant bleibt. Der erfindungsgemäße Balkenkran zeichnet sich sohin dadurch aus, dass bei einer Erwärmung der Balken die Tragfähigkeit erhalten bleibt. Dies kann beispielsweise bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Balkenkrans in einer Produktionswerkstätte mit lokalen

Wärmequellen oder bei einem Brandfall von Vorteil sein.

Der Werkstoff Holz weist vorteilhafte Eigenschaften bei einer

dynamischen Belastung auf.

Die Querschnittsteilbereiche können sohin als massive

Querschnitte, Vollquerschnitte und/oder in Form eines Profils

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wie beispielsweise als eine Hohlkastenform, ein U-Profil, C-

Profil oder I-Profil ausgebildet sein.

Der Balkenkran kann sich dadurch auszeichnen, dass

eine erste vertikale Trägheitsachse des ersten Querschnittsteilbereiches und eine zweite vertikale Trägheitsachse des zweites Balkenquerschnittes zueinander

beabstandet sind.

Die Beabstandung der vertikalen Trägheitsachsen stellt insbesondere bei der Ausbildung der Querschnittsteilbereiche als massive Holzelemente keine technische Herausforderung für den Fachmann dar. Die Querschnittsteilbereiche weisen einen hinreichend großen Querschnitt und/oder eine hinreichend große

Breite zur Aufnahme der Schnittmomente auf.

Der Fachmann kann dennoch danach trachten, die Querschnittsteilbereiche derart auszubilden, dass die vertikalen Trägheitsachsen einen möglichst kleinen Abstand zueinander aufweisen. Der Fachmann versucht letzteres insbesondere dann umzusetzen, wenn die Querschnittsteilbereiche als nicht massive Elemente wie beispielsweise Hohlkasten ausgebildet sind. Es ist Jedoch hierbei anzumerken, dass die Verwendung von Hohlkastenquerschnitten bei einem Brandfall weniger vorteilhaft ist, da eine Hohlkastenform eines Balkens im Vergleich zu einem massiven Balken ein geringeres, unter Aufrechterhaltung der Tragfähigkeit des Balkenkranes abbrennbares Volumen als ein

massiver Querschnitt aufweist.

Bei dem erfindungsgemäßen Balkenkran kann der erste Querschnittsteilbereich über dem zweiten Querschnittsteilbereich angeordnet sein. Diese Anordnung von erstem Querschnittsteilbereich und zweitem Querschnittsteilbereich ist vorteilhaft hinsichtlich der Anordnung der Schiene im Balkenquerschnitt und der Aufnahme der über die Schiene in den

Balkenquerschnitt eingeleiteten Kräfte.

Es ist weiters vorteilhaft, wenn die über die Schiene

eingeleiteten statischen und dynamischen Kräfte in den zweiten

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Querschnittsteilbereich eingeleitet werden, welcher zweiter Querschnittsteilbereich eine größere Breite als der erste

Querschnittsteilbereich aufweist.

Die Laufkatze kann in einem Bereich zwischen den zwei Balken auch als Zweiträgerlaufkran bezeichnet - angeordnet sein. Die zwischen den Balken geführte Laufkatze ist beidseitig mittels Schienen an den Balken parallel zur Längserstreckungsrichtung der Balken beweglich gelagert. Die auf den einzelnen Balken angeordneten Schienen erstrecken sich zueinander parallel und

Jeweils parallel zu der Längserstreckungsrichtung der Balken.

Vorteilhaft kann die Ausnehmung in dem Balken an der dem weiteren Balken zugewandten Balkenseitenfläche angeordnet sein. Diese vorteilhafte Anordnung ist auch in den Figuren

dargestellt.

Die zwei Balken können durch einen Querverbund verbunden sein, welcher Querverbund an dem ersten Balkenquerschnitt

angeschlossen ist.

Durch die Beabstandung der vertikalen Trägheitsachsen kann im Balkenquerschnitt ein Schnittmoment entstehen, welches durch die zu der Trägheitsachse des jeweiligen Querschnittsteilbereiches exzentrische Einleitung von Kräften in die Schiene, welche Schiene von zumindest einer vertikalen Trägheitsachse beabstandet ist, begründet ist. Der Querverbund kann bewirken,

dass diese Schnittmomente aufgenommen werden können.

Der Querverbund kann in einem Winkel von 90° oder in einem von 90° abweichenden Winkel zu der Längserstreckungsrichtung der

Balken angeordnet sein.

Der Querverbund kann in einem Winkel von 90° zu der Längserstreckungsrichtung der Balken angeordnet sein. Der Querverbund kann auch in einem von 90° abweichenden Winkel zu der Längserstreckungsrichtung der Balken und sohin als Diagonale

ausgebildet sein.

Die Balken können durch mehrere Querverbünde verbunden sein,

wobei die an den Enden der Balken angeordneten Querverbünde

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beispielsweise in einem Winkel von 90° angeordnet sind. Die weiteren Querverbünde können sich als so genannte Diagonale zwischen den Balken erstrecken, welche Diagonalen beispielsweise und keinesfalls einschränkend einen Winkel von 45° zu der

Längserstreckungsrichtung der Balken aufweisen.

Der Querverbund kann an der Oberseite des ersten Querschnittsteilbereiches angeschlossen sein. In einer vorteilhaften Weise kann der Querverbund an der Oberseite des ersten Querschnittsteilbereiches abnehmbar angeschlossen sein, um hierdurch eine einfache Zugsmöglichkeit zu der unter dem

Querverbund angeordneten Laufkatze zu erhalten.

Der Balkenquerschnitt kann aus verklebten Holzlamellen hergestellt sein,

wobei jeweils zwei Holzlamellen eine Klebefuge aufweisen,

wobei im Kontaktbereich zwischen dem ersten Querschnittsteilbereich und dem zweiten Querschnittsteilbereich

eine Klebefuge angeordnet ist.

Im Kontaktbereich zwischen dem ersten Querschnittsteilbereich und dem zweiten Querschnittsteilbereich können Scherkräfte auftreten, welche Scherkräfte vorteilhaft über eine Klebefuge aufgenommen werden. Nach dem Stand der Technik kann eine Klebefuge eine höhere Festigkeit, insbesondere eine höhere Scherfestigkeit als ein Holzwerkstoff aufweisen. Der Fachmann kann diese vorteilhaften Eigenschaften der Klebefuge nutzen, indem er eine Klebefuge in diesem stark belasteten Teilbereich

des Balkenquerschnittes anordnet.

Es kann auch jener Bereich des Holzwerkstückes der Klebefuge zugerechnet werden, in welchem Bereich der Klebestoff im Zuge der Herstellung der Klebefuge eingedrungen ist und ebendort dem Holzwerkstoff höhere Festigkeitseigenschaften zuweist. Der Fachmann kann Klebetechniken oder Verfahren zur Herstellung der Klebefuge oder Verfahren zur Verarbeitung von Klebstoffen oder

Klebstoffe nach dem Stand der Technik verwenden, durch welche

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Verfahren oder welche Klebstoffe ein tiefes Eindringen in das

Holzwerkstück erlaubt werden.

Der Fachmann kann die Lamellendicke so wählen, dass in hoch belasteten Teilbereichen des Balkenkrans der betreffende Teilbereich des Holzwerkstoffes zur Gänze oder mit einem angepassten Anteil mit Klebstoff durchdringt ist. Unter Verweis auf die gängige Lehre kann durch das Durchdringen des Holzwerkstoffes mit Klebstoff eine Festigkeitserhöhung des

Holzwerkstoffes erreicht werden.

Der Fachmann kann eine Bewehrung des Balkenteilbereiches vorsehen um die Belastbarkeit des Balkens zu erhöhen. Die Bewehrung kann im Inneren des Balkens wie beispielsweise in der Klebefuge zwischen den Lamellen oder an den Außenoberflächen des Balkens angeordnet sein. Der Fachmann kann beispielsweise

textile Bewehrungselemente zur Verstärkung von Holzwerkstoffen.

Der Fachmann kann an hochbelasteten Teilbereichen einen Holzwerkstoff mit einer höheren Festigkeit als in anderen Teilbereichen vorsehen. Der Fachmann kann beispielsweise im Bereich des Überganges zwischen dem ersten Balkenquerschnitt und dem zweiten Balkenquerschnitt ein Buchholz oder einen Bambus vorsehen. Ebenso kann der Fachmann ein derartig hoch belastbares

Holzwerkstück im Bereich der Schiene anordnen.

Nach der gängigen Lehre unterliegt ein Balken eine Schwingungsbelastung. Die Herstellung eines Balkenkrans aus einem Holzwerkstoff gemäß obiger Definition ist wegen des Verhaltens von Holz bei einem Schwingungsverhalten vorteilhaft. Insbesondere ist die schwingungsdämpfende Eigenschaft von Holz vorteilhaft bei einer Verwendung von Holz als Material zu einer

Herstellung eines Balkenkrans vorteilhaft.

Unter Anwendung der gängigen Lehre sind Hauptschnittkräfte im Balkenquerschnitt ermittelbar. Zur Vermeidung von Scherkräften in einem Teilbereich des Holzwerkstückes, welcher Teilbereich an

eine Klebefuge angrenzt, kann der Fachmann eine Orientierung der

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Klebefuge in einem Winkel von circa 90° zu einer

Balkenhauptschnittkraft vorsehen.

Hierdurch wird erreicht, dass die Klebefuge und somit dieser Teilbereich ausschließlich durch eine Zugkraft und eine Druckkraft belastet wird. Der Fachmann weiß, dass das Auftreten einer Druckkraft als Schnittkraft vorteilhafter als das

Auftreten einer Zugkraft als Schnittkraft sein kann.

Der erste Querschnittsteilbereich kann zumindest während der Herstellung des Balkens gegen den zweiten Querschnittsteilbereiche vorgespannt sein. Die Vorspannung wird erreicht, idem der erste Querschnittsteilbereich gegen den

zweiten Querschnittsteilbereich gepresst wird.

Der Fachmann kann dies durch zumindest eine Schraube gewährleisten, welche Schraube sich zwischen dem ersten Querschnittsteilbereich und dem zweiten Querschnittsteilbereich erstreckt. Mittels dieser zumindest einen Schraube kann der notwendige Klebedruck zur Herstellung einer Verklebung zwischen dem ersten Querschnittsteilbereich und dem zweiten

Querschnittsteilbereich hergestellt werden.

Durch diese Schraube kann auch der Verbund zwischen dem ersten Querschnittsteilbereich und dem zweiten Querschnittsteilbereich zur Weiterleitung der auftretenden Schnittkräfte hinreichend fest gestaltet werden. Der Fachmann kann die Schraube im Holzwerkstoff mittels eines Klebstoffes verkleben und so das Auftreten von lokalen Belastungsspitzen am Übergang zwischen dem Holzwerkstoff und der im Holzwerkstoff eingebetteten Schraube zu erreichen. Durch ein Verkleben der Schraube kann auch ein Lösen der Schraube durch eine Schwingungsbelastung des Krans unterbunden werden. Der Fachmann weiß, dass eine solche Schwingungsbelastung bei Kränen ein relevantes Problem

darstellt.

Der Fachmann kann auch eine Schraube mit einem ersten Gewindegang und einem zweiten Gewindegang verwenden, wobei beim

Einbringen der Schraube der erste Gewindegang in den ersten

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Querschnittsteilbereich und der zweite Gewindegang in den zweiten Querschnittsteilbereich eingebracht wird und so ein Aneinanderpressen der Querschnittsteilbereiche gewährleistet

wird.

Der Fachmann ordnet insbesondere eine Schraube in jenem Balkenbereich an, welcher Balkenbereich durch eine Zugschnittkräfte quer zur Faserrichtung des Holzwerkstoffen beansprucht ist. Der Fachmann kann über die mittels einer Schraube erzielbaren Vorspannung die Zugschnittkräfte quer zur Faserrichtung des Holzwerkstoffes kompensieren und so ein

Versagen des Holzwerkstoffes unterbinden.

Zur Weiterleitung von Schnittscherkräften kann eine Schraube in einem Balkenquerschnitt ausreichend sein. Zur Weiterleitung von Schnittmomenten kann der Fachmann in einem Balkenquerschnitt zumindest eine in der Biegezugzone angeordnete Schraube vorsehen, mittels welcher Schraube die aus dem Biegemoment

herrührenden Zugschnittkräfte aufgenommen werden können.

Der Fachmann kann auch weitere Elemente nach dem Stand der Technik zur Übertragung der Scherkräfte zwischen dem ersten Querschnittsteilbereich und dem zweiten Querschnittsteilbereich

vorsehen.

Nach der gängigen Lehre wird zwischen einer Eigenlast eines statischen Bauteils und der Traglast unterschieden, mit welcher Eigenlast und Traglast der statische Bauteil belastbar ist. Der erfindungsgemäße Balkenkran kann so dimensioniert sein, dass der zweite Querschnittsteilbereich zur Abtragung der Eigenlast und

gegebenenfalls Traglast hinreichend dimensioniert ist.

Nach den einschlägigen Normen sind bei Holzbalken Volumen zu berücksichtigen, welche Volumen unter Aufrechterhaltung der erforderlichen Tragfähigkeit im Brandfall vernichtet werden können und nicht als lastabtragende Elemente angesehen werden. Nachdem der erste Querschnittsteilbereich eine geringere erste Breite als der zweite Querschnittsteilbereich mit der zweiten

Breite aufweist, kann der erste Querschnittsteilbereich für den

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Brandfall nicht als lastabtragendes Element angesehen werden. Die Abtragung der Eigenlast erfolgt ausschließlich über den

zweiten Querschnittsteilbereich.

Der erste Querschnittsteilbereich kann mit einem

Brandschutzmittel versehen sein.

Der zweite Querschnittsteilbereich kann mit einem

Brandschutzmittel versehen sein.

Es können Oberflächenteilbereiche der Querschnittsteilbereiche mit einem schwer entflammbaren Holzwerkstoff wie beispielsweise Hartholz oder HDF verkleidet sein, während die weitere Querschnittsteilbereiche aus einem Weichholz wie Fichte oder

Tanne hergestellt werden können.

Der Fachmann kann den Holzwerkstoff, aus welchem Holzwerkstoff die Querschnittsteilbereiche hergestellt sind, in Abhängigkeit

der Anforderungen an den Balkenkran im Brandfall auswählen. Die Balken können auf Kopfträgern gelagert sein.

Die Kopfträger können rechtwinkelig zu der Längserstreckungsrichtung der Balken angeordnet sein und beweglich gelagert sein. Letzteres erlaubt eine Bewegung des Balkenkrans in eine Richtung quer zu der

Längserstreckungsrichtung des Balkens.

Über den oben erwähnten Querverbund, welcher Querverbund die Balken miteinander verbindet, wird erreicht, dass die Balken bei einer Bewegung des Balkenkrans in einem gleichbleibenden Abstand zueinander bleiben. Dieser Querverbund kann auch

schwingungsdämpfen.

Der Balken kann über ein Aussteifungselement am Kopfträger angeschlossen sein, welches Aussteifungselement am zweiten Querschnittsteilbereich

angeschlossen ist.

Das Aussteifungselement dient zu Abtragung der Kräfte, welche Kräfte aus einer positiven oder negativen Beschleunigung der

Laufkatze oder des Balkenkrans entstehen. Das

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Aussteifungselement kann über die zweite Höhe am zweiten Querschnittsteilbereich angeschlossen sein. Die Erfindung wird anhand der folgenden, in den Figuren

dargestellten Ausführungsformen ergänzend erläutert:

Figur 1 zeigt eine Ansicht eines Querschnittes einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Balkenkrans mit zwei

Balken.

Figur 2 zeigt ein Detail der in Figur 1 dargestellten Ansicht

des Querschnittes.

Figur 3 zeigt eine Ansicht von oben des in Figur 1 und Figur 2

dargestellten Balkenkrans.

Figur 4 zeigt eine Seitenansicht des in Figur 1 und Figur 2

dargestellten Balkenkrans.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Balkenkrans mit einem Balken.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Balkenkrans mit zwei Balken.

Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Balkenkrans mit einem Balken,

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausführungsformen, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf diese speziell dargestellten Ausführungsvarianten eingeschränkt ist, sondern auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander und eine Kombination einer Ausführungsform mit der oben angeführten allgemeinen Beschreibung möglich sind. Diese weiteren möglichen Kombinationen müssen nicht explizit erwähnt sein, da diese weiteren möglichen Kombinationen aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes

liegen.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die

Beschreibung und die Zeichnungen sind Jedoch zur Auslegung der

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Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe

kann der Beschreibung entnommen werden.

In den Figuren sind die folgenden Elemente durch die

vorangestellten Bezugszeichen gekennzeichnet:

1 Balken

2 Balken

3 erster Querschnittsteilbereich

4 zweiter Querschnittsteilbereich 5 Ausnehmung

6 Laufrad oder Laufräder Laufkatze 7 Laufkatze

8 Balkenaußenseitenoberfläche

9 erste vertikale Trägheitsachse 10 zweite vertikale Trägheitsachse

11 Querverbund

12 Schraube

13 Kopfträger

14 Aussteifungselement

15 Schiene

16 Kante Aussteifungselement 17 erste Breite

18 zweite Breite

19 erste Höhe

20 zweite Höhe

Figur 1 zeigt eine Ansicht eines Querschnittes einer möglichen

Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Balkenkrans.

Der Balkenkran umfasst zwei Balken 1, 2. Es liegt der Sonderfall vor, dass sowohl der linke Balken 2 als auch der rechte Balken 1 einen Balkenquerschnitt mit einem ersten Querschnittsteilbereich

3 und einem zweiten Querschnittsteilbereich 4 aufweisen. Beide

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Balken 1, 2 umfassen jeweils eine an den Innenseiten der Balken 1, 2 angeordnete Ausnehmung 5 zur Aufnahme einer Schiene 15. Es ist auf den Schienen 15 eine Laufkatze 7 gelagert, welche Laufkatze 7 in Längserstreckungsrichtung der Balken 1, 2 und sohin normal zu der Bildebene der Figur 1 und der Figur 2

bewegbar ist.

Alternativ zu der Ausbildung beider Balken 1, 2 mit einer Ausnehmung 5 ist auch denkbar, dass nur ein Balken 1, 2 aus einem ersten Querschnittsteilbereich 3 mit einer ersten Breite 17 und einem zweiten Querschnittsteilbereich 4 mit einer zweiten Breite 18 hergestellt ist, wobei der Balken 1, 2 eine Ausnehmung 5 zur Aufnahme der Schiene 15 umfasst. Der weitere Balken kann

eine beliebige Querschnittsform aufweisen.

Zur Wahrung der Übersichtlichkeit sind in Figur 1 nur die Balken 1, 2, die Laufkatze 7 und der Kopfträger 13 mittels

Bezugszeichen gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäße Balkenkran umfasst zumindest einen Balken 1 mit einem ersten Querschnittsteilbereich 3 und einem zweiten Querschnittsteilbereich 4, wie diese Querschnittsteilbereiche 3,

4 in der folgenden Diskussion beschrieben sind.

Der erfindungsgemäße Balkenkran kann einen weiteren Balken 2 umfassen, wobei zumindest ein Balken 1, 2einen ersten Querschnittsteilbereich 3 und einen zweiten Querschnittsteilbereich 4 gemäß der Offenbarung umfasst. Bei zwei Balken 1, 2 kann der erfindungsgemäße Balkenkran einen Querverbund 11 aufweisen. Weiters können die Balken 1, 2 auf

Kopfträgern 13 gelagert sein.

Die Figur 1 und die Figur 2 zeigen die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Balkenkrans, welche Ausführungsform nach der Einschätzung des Erfinders in der Zukunft am häufigsten umgesetzt werden wird, wobei letzteres keinesfalls als eine Hintanstellung der weiteren möglichen Ausführungsformen

anzusehen ist.

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Es wird in der weiteren Diskussion auf die in Figur 2 enthaltene Detailansicht des Balkens 1 verwiesen. Der Fachmann erkennt, dass sämtliche folgende Ausführungen zu dem rechten Balken 1 auch - jedoch keinesfalls zwingend - auf den linken Balken 2

anwendbar sind.

Der Balken 1 oder der Balkenquerschnitt des Balken 1 umfasst einen ersten Querschnittsteilbereich 3 und einen zweiten Querschnittsteilbereich 4, welche Querschnittsteilbereiche 3, 4 eine erste Breite 17 und erste Höhe 19 beziehungsweise eine zweite Breite 18 und zweite Höhe 20 aufweisen. In vorteilhafter Weise ist die erste Breite 17 geringer als die zweite Breite 18, sodass eine Ausnehmung 5 zur Aufnahme von einer Schiene und eines Laufrades oder mehrerer Laufräder 6 einer Laufkatze 7

ausgebildet wird.

Der erste Querschnittsteilbereich 3 ist oberhalb des zweiten Querschnittsteilbereiches 4 angeordnet, wodurch die Ausnehmung 5 oberhalb des zweiten Querschnittsteilbereiches 4 angeordnet ist. Die untere Kante der Ausnehmung 5 erstreckt im Wesentlichen in der gleichen Höhenlage wie die obere Kante des ersten Querschnittsteilbereiches 3, wodurch die Lastaufnahme und Lastabtragung vorteilhaft erfolgen kann. Die Schiene 15 liegt an

der Oberseite des zweiten Querschnittsteilbereiches 4 auf.

Die Laufkatze 7 ist - wie in Figur 1 ersichtlich - zwischen den Balken 1, 2 angeordnet. Die auf den Schienen 15 über das Laufrad 6 geführte Laufkatze 7 ist parallel zu der Längserstreckungsrichtung der Balken 1, 2 und sohin rechtwinkelig zu der Bildebene der Figur 1 und der Figur 2 bewegbar. Die Laufkatze 7 belastet sohin den Balken 1 mit statischen und dynamischen Kräften, welche Kräfte aus dem Eigengewicht der Laufkatze 7, der auf die Laufkatze 7 wirkenden Traglast, der Bewegung der Laufkatze 7 ggf. unter Aufnahme der

Traglast herrühren.

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Es sind der erste Querschnittsteilbereich 3 und der zweite Querschnittsteilbereich 4 zur Übertragung von Kräften zu dem

Balken 1 verbunden.

Es sind der erste Querschnittsteilbereich 3 und der zweite Querschnittsteilbereich 4 aus einem massiven Holzquerschnitt mit Holzlamellen hergestellt, welche Holzlamellen in Figur 2 im Detail A dargestellt sind. Die Querschnittsteilbereiche 3, 4 sind durch miteinander verklebte Holzlamellen ausgebildet, welche Holzlamellen sich im Wesentlichen horizontal erstrecken. Die Längserstreckungsrichtung der Lamellen und des Balkens 1 sind gleich und sohin rechtwinkelig zu der Bildebene der Figur 1. Der Fachmann kennt derartige Balkenquerschnitte aus verklebten Holzlamellen auch als Leimbinder. Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass zur Herstellung der Querschnittsteilbereiche 3, 4 jeweils ein handelsüblicher Leimbinder verwendet werden kann, welche Leimbinder zu den

Balken 1, 2 zusammengefügt werden.

Die Holzlamellen können sich im Regelfall horizontal erstrecken, wie dies bei Leimbindern üblich ist. Der Fachmann kann Jedoch auch vorsehen, dass unter Berücksichtigung der besonderen Belastung der Balken 1, 2 bei der hier diskutierten Verwendung in einem Balkenkran die Klebefugen in einer von der horizontalen Erstreckung abweichenden Orientierung angeordnet sind. Der Fachmann kann die Klebefugen so anordnen, dass diese in einem rechten Winkel zu einer Hauptschnittkraft orientiert sind, um so eine Scherbelastung des die Klebefuge umgebenden Holzwerkstückes

zu vermeiden.

Es können der erste Querschnittsteilbereich 3 und/oder der zweite Querschnittsteilbereich 4 mit einem Brandschutzmittel versehen sein, wobei in Figur 1 und Figur 2 das Brandschutzmittel wegen der fakultativen Anordnung an zumindest den freien Oberflächen der Querschnittsteilbereiche nicht eingetragen ist. Der Fachmann kann das Brandschutzmittel an jenen Oberflächen der Querschnittsteilbereiche 3, 4 anordnen,

welche Querschnittsteilbereiche 3, 4 ein geringes oder

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insbesondere zu geringes Volumen aufweisen, sodass die Tragfähigkeit unter Berücksichtigung des im Brandfall abbrennenden Volumens der Querschnittsbereiche 3,4 gewährleistet

ist.

Der erste Querschnittsteilbereich 3 weist beispielsweise eine geringe erste Breite 17 auf. Der Fachmann kann beispielsweise an den freien Oberflächen des ersten Querschnittsteilbereiches 3 ein Brandschutzmittel anordnen. Das Brandschutzmittel kann beispielsweise eine Hartholzplatte sein, welche Hartholzplatte die freie Oberfläche des Querschnittsteilbereiches 3, 4 aus

einem weicheren Holzwerkstück abdeckt.

Alternativ oder ergänzend zu der Anordnung von Brandschutzmitteln an den freien Oberflächen der Querschnittsteilbereiche 3, 4 kann der Balken 1 so dimensioniert werden, dass bei einem Brandfall der erste Querschnittbereich 3 als ein nicht wesentlich belastbares statisches Element angesehen wird. Diese Annahme kann dadurch begründet sein, dass der erste Querschnittsbereich 3 eine geringe erste Breite 17 oder geringe Höhe 19 aufweist, sodass bei einem Brandfall die Tragfähigkeit des ersten Querschnittsbereiches 3 wegen des verbrannten Volumens des Holzwerkstoffes nicht mehr oder nur in einem zu vernachlässigenden Ausmaß gegeben ist. Der Fachmann kann den zweiten Querschnittsteilbereich 4 mit einer zweiten Breite 18 und einer zweiten Höhe 20 so dimensionieren, dass ausschließlich der zweite Querschnittsteilbereich 4 die erforderliche Tragfähigkeit zur Aufnahme und Ableitung der

Eigenlasten und Traglasten aufweist.

Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Balkenkrans umfasst eine Schraube 12, welche Schraube 12 sich durch den ersten Querschnittsteilbereich 3 und in den zweiten Querschnittsteilbereich 4 erstreckt, wobei der Fachmann auch andere Verbindungsmethoden und andere Ausformungen der Schraube 12 zur Herstellung eines Verbundes von dem ersten Querschnittsteilbereich 3 und dem zweiten

Querschnittsteilbereich 4 vorsehen kann. Mittels dieser Schraube

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12 kann der erste Querschnittsteilbereich 3 zumindest während der Herstellung des Verbundes zwischen den Querschnittsteilbereichen 3, 4 durch beispielsweise zusätzliches Verkleben der Kontaktoberflächen der Querschnittsteilbereiche 3,

4 vorgespannt werden. Die Schraube 12 kann in den Balken 1 eingeklebt sein.

Die Schraube 12 ist in den Balkenquerschnitt aus dem Holzwerkstück eingebettet. Bei einer Erwärmung des Balkens 1 schützen die die Schraube 12 umgebenden Querschnittsteilbereiche 3, 4 mit ihren vorteilhaften thermischen Eigenschaften die Schraube 12 vor einer Erwärmung. Es kann so eine durch eine Erwärmung begründete Reduktion der mechanischen Eigenschaften

unterbunden werden.

Der erste Querschnittsteilbereich 3 und der zweite Querschnittsteilbereich 4 weisen eine erste vertikale Trägheitsachse 9 beziehungsweise eine zweite vertikale Trägheitsachse 10 auf, welche Trägheitsachsen 9, 10 voneinander

beabstandet sind.

Der Fachmann kann durch die Wahl der ersten Breite 17 und der zweiten Breite die Beabstandung der vertikalen Trägheitsachsen 9, 10 definieren. Der in Figur 1 gezeigte Balken 1 umfasst eine ebene Balkenaußenseitenoberfläche 8, was bei den unterschiedlichen Breiten zu einer Beabstandung der vertikalen Trägheitsachsen 9, 10 führt. Die ebene Balkenaußenseitenoberfläche 8 stellt sicherlich einen Sonderfall dar; der Fachmann kann durch eine Varianz der Breiten und durch die Schaffung einer unebenen Balkenaußenseitenoberfläche 8 und unter Aufrechterhaltung der Ausnehmung 5 eine Veränderung der

Beabstandung der vertikalen Trägheitsachsen 9, 10 erreichen.

Die Balken 1, 2 können durch einen Querverbund 11 verbunden sein, welcher Querverbund 11 an dem ersten Querschnittsteilbereich 3 angeschlossen ist. Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform zeichnet sich durch den Sonderfall aus,

dass der Querverbund 11 an der Oberseite des ersten

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Querschnittsteilbereiches 3 angeschlossen ist. Dies ist keinesfalls zwingend erforderlich, erlaubt jedoch eine platzsparende Anordnung der Elemente des Balkenkrans. Der Querverbund 11 kann auch an anderen Stellen des ersten Querschnittsteilbereiches 3 mit geeigneten Verbindungsmitteln

angeschlossen sein.

Die Balken 1, 2 können auf einem Kopfträger 13 gelagert sein. Wie bei Balkenkranen nach dem Stand der Technik erstreckt sich der Kopfträger in einem rechten Winkel zu der Längserstreckungsrichtung des Balken 1. Kopfträger sind üblicher Weise in ihre Längserstreckungsrichtung und somit quer zur Längserstreckungsrichtung des Balken 1 beweglich gelagert, sodass der Balken 1 durch eine Bewegung des Kopfträgers 13 quer zu seiner Längserstreckungsrichtung bewegbar ist. Der Balken 1 und gegebenenfalls der Balken 2 kann mittels eines

Aussteifungselementes 14 am Kopfträger 13 angeschlossen sein.

Das Aussteifungselement 14 kann sich im Wesentlichen über die zweite Höhe 20 des zweiten Querschnittsteilbereiches 4 erstrecken und so eine Übertragung der auf den Balken 1 wirkenden Beschleunigungskräfte gewährleisten. Das in Figur 2 dargestellte Aussteifungselement 14 ist über eine nur geringfügig von der zweiten Höhe 20 abweichenden Höhe an dem zweiten Querschnittsteilbereich 4 angeschlossen. In vorteilhafter Weise ist das Aussteigungselement 14 an Jener Seite des Balkens 1 angeordnet, an welcher Seite des Balkens 1 in der Hauptsache Druckkräfte vom Balken 1 auf das

Aussteifungselement 14 übertragen werden.

Das Aussteifungselement 14 weist zur Laufkatze 7 hin eine schräg verlaufende Kante 16 auf, um so Platz für die sich rechtwinkelig

zu der Bildebene bewegende Laufkatze 7 zu schaffen.

Der Balken 1 wird durch eine aus der Laufkatze 7 stammende Kraft Fl belastet. Diese Kraft Fl ist durch die Eigenlast der Laufkatze 7 und gegebenenfalls durch die auf die Laufkatze 7

wirkende Traglast beim Heben von Objekten begründet. Im

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Folgenden werden die vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen Balkenkrans hinsichtlich der Aufnahme und Abtragung von Kräften wie die Kraft Fl diskutiert. Diese folgende Diskussion ist unter anderem dadurch geprägt, dass Eigenlasten der Elemente zu vernachlässigen sind, wie dies bei der Berechnung von Balkenkränen nach dem Stand der Technik

üblich ist.

Wegen der Exzentrizität des durch die Schiene 15 vorgegebenen Krafteinleitungspunktes der Kraft Fl zu der zweiten vertikalen Trägheitsachse 10 schafft die Kraft Fl im Übergangsbereich zwischen dem ersten Querschnittsteilbereich 3 und dem zweiten Querschnittsteilbereich 4 ein Schnittmoment. Der zweite Querschnittsteilbereich 4 ist hinreichend groß, dass dieses Schnittmoment M1l aufgenommen und in ein Auflager des zweiten Querschnittsteilbereiches 4 wie beispielsweise den Kopfträger 13 bei der in Figur lund Figur 2 gezeigten Ausführungsform

abgetragen werden kann.

Das in dem ersten Querschnittsteilbereich 3 wirkende Schnittmoment M1l kann in vorteilhafter Weise über den Querverbund 11 abgetragen werden. Bei einer vorteilhaften Anlenkung des Querverbundes 11 wird der Querverbund 11 ausschließlich durch Schnittzugkräfte oder Schnittdruckkräfte belastet, wie dies auch in Figur 2 durch einen Pfeil

veranschaulicht ist.

Die Figur 2 zeigt im Querschnitt eine Schraube 12. Es können mehrere Schrauben 12 über die Länge des Balkens 1 verteilt angeordnet sein. Die in Figur 2 gezeigte Schraube 12 kann das Kräftemoment Ml zwischen den Querschnittsteilbereichen 3, 4 übertragen. Zur Vermeidung von Zugkräften an der Kontaktfläche zwischen den Querschnittsteilbereichen 3, 4, welche Zugkräfte ein Auseinanderklaffen der Kontaktflächen bedingen können, können mehrere über die erste Breite 17 verteilte Schrauben

angeordnet werden.

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Figur 3 zeigt die in Figur 1 und Figur 2 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Balkenkrans in einer Ansicht von oben. Anhand der Figur 3 ist eine mögliche Ausbildung des Querverbundes 11, welcher Querverbund 11 die Balken 1, 2 miteinander verbindet, gut erkennbar. Die Querverbünde 11 bilden ein Fachwerk umfassend vertikale Elemente, welcher vertikalen Elemente im Wesentlichen in einem Winkel von 90° zu den Längsachsen der Balken 1, 2 angeordnet ist, und diagonal angeordnete Elemente aus, um so eine statisch und dynamisch belastbare Verbindung zwischen den Balken 1, 2 zu

erreichen.

Die Querverbünde 11 können - wie beispielsweise in Figur 2 gezeigt - an der Oberseite des jeweiligen Balkens 1, 2 angeschlossen sein. Der Fachmann stellt hier ein statisch und dynamisch belastbare Verbindung mittels Schrauben, Nägeln oder

auch Klebefugen her.

Es ist auch denkbar, dass die Querverbünde 11 in eine in dem ersten Querschnittsteilbereich 3 ausgebildete Aufnahmeausnehmung eingebracht ist und ebendort mit dem ersten Balken 1 verbunden ist. Der Fachmann kann weiters den Querverbund 11 eine ankerähnliche Form und der im ersten Querschnittsteilbereich 3 ausgebildeten Aufnahmeausnehmung eine hierzu passende Form geben, sodass eine typische Zimmermannverbindung zwischen dem

Querverbund 11 und dem Balken 1 hergestellt werden kann.

Figur 4 zeigt eine Ansicht von der Seite der in den Figuren 1

bis 3 dargestellten Ausführungsform.

Figur 5 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Balkenkrans. Der in Figur 5 und Figur 7 dargestellte Balkenkran umfasst einen Balken 1 Balken (Industriebegriff: Einträgerlaufkran), welcher einziger Balken 1 einen ersten Querschnittsteilbereich 3 und einen zweiten Querschnittsteilbereich 4 umfasst, welche Querschnittsteilbereiche 3, 4 zur Übertragung von Kräften

miteinander verbunden sind. Die Querschnittsteilbereiche 3,4

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weisen eine erste Breite 17 und eine erste Höhe 19 beziehungsweise eine zweite Breite 18 und eine zweite Höhe 20

auf.

Es ist die erste Breite 17 geringer als die zweite Breite 18, sodass zwei Ausnehmungen 5 im Balken 1 ausgebildet werden. In diesen Ausnehmungen 5 ist Jeweils eine Schiene (In Figur 5 nicht dargestellt) zur Aufnahme jeweils eines Laufrades 6 der sich

unterhalb des Balken 1 erstreckenden Laufkatze 7 angeordnet.

Der erste Querschnittsteilbereich 3 und der zweite Querschnittsteilbereich 4 sind aus einem Holzwerkstoff hergestellt, wodurch die oben erwähnten vorteilhaften Effekte erreicht werden. Die Querschnittsteilbereiche 3, 4 können als massive Holzquerschnitte oder in einer Hohlkastenform ausgebildet sein. Es wären grundsätzlich auch andere Formen wie

ein U-Profil, C-Profil oder I-Profil denkbar.

Der kraftschlüssige Verbund der Querschnittsteilbereiche 3, 4 kann durch eine Schraube 12 hergestellt sein, welche Schraube 12 sich in den ersten Querschnittsteilbereich 3 und in den zweiten Querschnittsteilbereich 4 erstrecken kann. Der Fachmann kann

auch mehrere Schrauben 12 vorsehen.

Der zweite Querschnittsteilbereich 4 ist zentrisch unter dem ersten Querschnittsteilbereich 3 angeordnet. Die erste vertikale Trägheitsachse 9 und die zweite vertikale Trägheitsachse 10

verlaufen deckungsgleich.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Balkenträgers umfassend einen Balken 1. Der Balken 1 umfasst einen ersten Querschnittsteilbereich 3 und einen zweiten Querschnittsteilbereich 4, wobei eine erste Breite 17 des ersten Querschnittsteilbereiches 3 geringer ist als die angrenzende zweite Breite 18 des zweiten Querschnittsteilbereiches 4, Hierdurch wird eine Ausnehmung 5 zur Anordnung einer Scheine (in Figur 6 nicht dargestellt) geschaffen. Auf dieser Schiene ist über ein Laufrad oder mehrere Laufräder 6 eine Laufkatze 7

gelagert.

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Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Balkenkrans umfassend

einen Balken 1, wobei zumindest ein sich in eine Balkenlängsrichtung erstreckender Balken 1 einen Balkenquerschnitt mit zumindest einer Schiene 15 aufweist. Die Schiene 15 ist mittels einer Schraube 12 an der Balkenunterseite des Balkens 1 angebracht, sodass die Laufräder 6 einer unter dem Balken 1 angeordneten Laufkatze 7 seitlich zum Balken 1 eine

Lauffläche vorfinden.

Die in Figur 7 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform des Balkenkrans zeichnet sich dadurch aus, dass der Balken 1 aus einem Holzwerkstoff hergestellt ist. Der Balken 1 umfasst einen Querschnittsteilbereich mit einer Breite und

einer Höhe.

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Claims (15)

Patentansprüche

1. Balkenkran umfassend - zumindest einen Balken (1, 2), welcher Balken (1, 2) sich in eine Balkenlängsrichtung erstreckt und welcher Balken (1, 2) einen als Vollquerschnitt ausbildeten Balkenquerschnitt aufweist, - zumindest eine am Balken (1, 2) angeordnete Schiene (15), auf welcher Schiene (15) eine Laufkatze (7) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass

der Balken (1, 2) aus einem Holzwerkstoff hergestellt ist.

2. Balkenkran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Balkenquerschnitt einen ersten Querschnittsteilbereich (3) aufweisend eine erste Breite (17) und eine erste Höhe (19) und einem zweiten Querschnittsteilbereich (4) aufweisend eine zweite Breite (18) und eine zweite Höhe (20) aufweist, welcher erster Balkenquerschnittsteilbereich (3) und welcher zweiter Querschnittsteilbereich (4) miteinander zur Übertragung von Kräften verbunden sind, wobei die erste Breite (17) geringer ist als die zweite Breite (18), sodass der Balkenquerschnitt eine Ausnehmung (5) einer parallel sich zu der Balkenerstreckungsrichtung längs

erstreckende Schiene (15) umfasst.

3. Balkenkran nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste vertikale Trägheitsachse (9) des ersten Querschnittsteilbereiches (3) und eine zweite vertikale Trägheitsachse (10) des zweites Querschnittsteilbereiches (4)

zueinander beabstandet sind.

4. Balkenkran nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Querschnittsteilbereich (3) über dem zweiten

Querschnittsteilbereich (4) angeordnet ist.

5. Balkenkran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, dass

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die Laufkatze (7) in einem Bereich zwischen den zwei Balken

(1, 2) angeordnet ist.

6. Balkenkran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Balken (1, 2) durch einen Querverbund (11) verbunden sind, welcher Querverbund (11) an dem ersten

Querschnittsteilbereich (3) angeschlossen ist.

7. Balkenkran nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querverbund (11) in einem von einem Winkel von 90° oder in einem von 90° abweichenden Winkel zu der

Längserstreckungsrichtung der Balken (1, 2) angeordnet ist.

8. Balkenkran nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Querverbund (11) an der Oberseite des ersten

Balkenquerschnittes angeschlossen ist.

9. Balkenkran nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Balkenquerschnitt aus verklebten Holzlamellen hergestellt ist, wobei jeweils zwei Holzlamellen eine Klebefuge aufweisen, wobei im Kontaktbereich zwischen dem ersten Querschnittsteilbereich und dem zweiten

Querschnittsteilbereich eine Klebefuge angeordnet ist.

10. Balkenkran nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klebefuge in einem Winkel von 90° zu einer

Balkenhauptschnittkraft angeordnet ist.

11. Balkenkran nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Querschnittsteilbereich (3) zumindest während der Herstellung des Balkens umfassend den ersten Querschnittsteilbereich (3) und den zweiten Querschnittsteilbereich (4) gegen den zweiten

Querschnittsteilbereich (4) vorgespannt ist.

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12. Balkenkran nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welcher Balkenkran durch seine Eigenlast belastet ist sowie durch eine Traglast belastbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Querschnittsteilbereich (4) zur Abtragung der

Eigenlast dimensioniert ist.

13. Balkenkran nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Querschnittsteilbereich (3) und/oder der zweite Querschnittsteilbereich (4) mit einem Brandschutzmittel

versehen ist.

14. Balkenkran nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass

die Balken (1, 2) auf Kopfträgern (13) gelagert sind.

15. Balkenkran nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken über ein Aussteifungselement (14) am Kopfträger (13) angeschlossen ist, welches Aussteifungselement (14) über die zweite Höhe (20) am

zweiten Querschnittsteilbereich (4) angeschlossen ist.

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