[0001] Die Erfindung betrifft ein Kranbahntragsystem aus Stahl für hohe Beanspruchungen
gemäß Patentanspruch 1.
[0002] Gering beanspruchte Kranbahnen mit einem Stützenabstand von bis zu 7 m werden im
Normalfall mit offenen Walzprofilen (1-Profile HE-A, HE-B, IP-B, IP-E) hergestellt.
Standardmäßig werden diese Profile bis zu einer Höhe von max. 1000 mm und einer Flanschbreite
von max. 300 mm produziert.
[0003] Bei höheren Beanspruchungen und größeren Stützweiten muss das Walzprofil verstärkt
oder durch zwei breitflanschige T-Profile mit mittig angeschweißtem Blechsteg ersetzt
werden, um seitliches Ausweichen zu verhindern und auch die zum Teil erheblichen Seitenkräfte
abzutragen.
[0004] Das 1-Profil wird dabei durch ein auf den Flansch geschweißtes U-Profil oder durch
angeschweißte Winkelprofile an den Flanschenden verstärkt. Bei starken Seitenkräften
und großen Spannweiten wird ein Horizontalverbund angeordnet.
[0005] Für hohe Belastungen und große Stützenabstände ab ca. 7 m sind in der Regel kostenintensive
Einzelanfertigungen erforderlich, wie beispielsweise ein verstärktes I-Profit oder
ein I-Profil mit Horizontalverband.
[0006] In der Vergangenheit wurden Verformungsprobleme durch Schräglaufkräfte bzw. die horizontalen
Lasten vernachlässigt bzw. unterschätzt. Messungen und Versuche haben ergeben, dass
die auf die Kranbahn einwirkenden senkrechten Lasten überbewertet, die waagerechten
Lasten dagegen bislang unterschätzt wurden.
[0007] Die in der alten DIN 120 als noch angemessen angesehene waagerechte Belastung von
1/10 der senkrechten Radlasten entspricht nicht mehr den tatsächlichen Verhältnissen.
In den aktuellen Lastfestlegungen der DIN 4132 ist sie vergrößert. Auch aus diesem
Grunde müssen zur Zeit viele Kranbahnen saniert werden.
[0008] Erschwerend kommt hinzu, dass ab den Betriebsgruppen B4/B5 eine 15%ige Außermittigkeit
anzusetzen ist. Das dadurch hervorgerufene Wölbkrafttorsionsmoment führt regelmäßig
zum Versagen der Schweißnaht bzw. der Verbindung zwischen Steg und Flansch.
[0009] Das offene Profil stellt demnach keinen optimalen Querschnitt für die genannten Beanspruchungen
dar. Bedingt durch die Schräglaufkräfte, die durch die Kranfahrt hervorgerufen werden,
kommt es zu erheblichen horizontalen Beanspruchungen.
[0010] Infolge der vertikalen und horizontalen Kräfte, die über die Schiene eingeleitet
werden, entsteht eine doppelte Biegung (Wölbkrafttorsion) im Träger. Diese Torsion
erhöht sich durch Radlastexzentrizitäten und bekanntermaßen ist hier ein Hohlprofil
vorzuziehen.
[0011] Ein Kranbahntragsystem für hohe Beanspruchungen ist z. B. aus der
DE 24 55 968 bekannt. Der Obergurt ist hier als Hohlkastenträger ausgebildet, dessen mittig die
Kranschiene tragender waagerecht und in Längsrichtung verlaufender Trägerteil sich
beiderseits am Außenrand abstützt und verschweißt ist auf zwei nach unten zum Hauptsteg
führenden in Längsrichtung verlaufenden Trägerteilen, wobei der Hohlkastenträger mit
dem in Vollwandbauweise ausgeführten Gesamtträger verschweißt ist.
[0012] Eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus
FR 1 183 879 (A1) bekannt.
[0013] Nachteil dieses bekannten Tragsystems ist die aufwändige aus vielen zu verschweißenden
Einzelteilen bestehende Konstruktion.
[0014] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kranbahntragsystem für hohe Beanspruchungen
und Stützweiten oberhalb von 7 m, vorzugsweise oberhalb von 10 m, anzugeben, welches
mit geringem Fertigungsaufwand und damit kostengünstig herzustellen ist.
[0015] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.
[0016] Nach der Lehre der Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgabe ein Kranbahntragsystem
angewendet, bei dem Obergurt, Stegblech und Untergurt als ein integriertes Tragsystem
ausgebildet sind, wobei der Obergurt aus zwei in Längserstreckung nebeneinander angeordneten
Rohrkörpern besteht, zwischen denen das mit in Längsrichtung in einem festgelegten
Raster beabstandeten Quersteifen versehene Stegblech angeordnet und fest verbunden
ist, wobei sich das obere Ende des Stegbleches maximal bis zur Oberkante der Rohrkörper
erstreckt.
[0017] Kern des erfindungsgemäßen Kranbahntragsystems ist die ebene Konstruktion eines Kranbahnträgers
für den höher und hoch beanspruchten Einsatz aus einer Kombination von Standardelementen,
wie Rohre, Bleche und Hohlprofile, bei dem die Konstruktion durch Integration dieser
Einzelkomponenten ein belastungsoptimiertes Tragsystem ausbildet.
[0018] Anschaulich vergleichbar ist dieses Konzept beispielsweise mit der selbsttragenden
Automobilkarosserie, bei der jedes Bauteil eine tragende Teilfunktion der Gesamtheit
übernimmt.
[0019] Vorteil dieses Konzeptes ist, dass mit nur wenigen zu verschweißenden Standardbauteilen
ein Kranbahntragsystem für hohe Beanspruchungen und große Stützweiten oberhalb 7 m
ermöglicht wird, das außerdem sehr kostengünstig hergestellt werden kann.
[0020] Höher und hoch beanspruchter Einsatz definiert sich nach Hublast-, Betriebsgruppenzugehörigkeit
und Stützenabstand. Durch die Erfindung ist es möglich rauen Dauerbetrieb bei großen
Stützenabständen mit hohen Belastungen wirtschaftlich zu gewährleisten und dabei auf
Laufstege, die meist nur zur Stabilisierung gegen seitliches Ausweichen vorgesehen
sind, zu verzichten.
[0021] Im Druckbereich besteht das Kranbahntragsystem aus zwei rechteckigen oder quadratischen
Hohlprofilen, zwischen denen das Stegblech angebracht ist. Auf den Hohlprofilen wird
die Kranbahnschiene mittig aufgesetzt, so dass die Lasten über die Hohlprofile vorteilhafterweise
ebenfalls mittig in das Stegblech eingeleitet werden. Das Stegblech muss dabei so
positioniert sein, dass das obere Ende nicht über der Außenkontur der Rohrkörper hervorsteht,
damit die Kranbahnschiene problemlos auf den beiden Rohrkörpern montiert werden kann.
[0022] Die Kranbahnschiene kann beispielsweise auf eine Neoprenunterlage geklemmt oder einfach
angeschweißt werden.
[0023] Im Zugbereich schließt das Kranbahntragsystem vorteilhaft mit einem zylindrischen
Rohr, oder einem rechteckigen oder quadratischen Hohlprofil als Untergurt ab. Der
Vorteil des Rohres ist, dass dieses bei Torsionsbeanspruchung nicht instabil werden
kann.
[0024] Das Stegblech wird im festgelegten Raster in Längsrichtung durch Beulsteifen bzw.
Schottbleche verstärkt. Diese dienen zur Übertragung der Wölbkrafttorsion auf das
kreisförmige bzw. rechteckige Hohlprofil des Untergurtes und zur Aussteifung des Steges.
[0025] Zusammenfassend werden die Vorteile der Erfindung noch einmal dargestellt:
Das erfindungsgemäße Kranbahntragsystem stellt ein innovatives Konzept für höher-
und hochbeanspruchte Bemessungssituationen dar ohne die Nachteile der bekannten Tragsysteme,
wie z. B. der Lösung mit kopierten halben 1-Trägern mit Stegblech oder aufwändigen
Hohlkastenträgern.
[0026] Durch Ausnutzung der positiven Eigenschaften der jeweiligen Einzelkomponenten in
einem integrierten und belastungsoptimierten Tragsystem stellt die erfindungsgemäße
Konstruktion eine völlig neuartige und wirtschaftliche Lösung für den mittleren und
schweren Kranbau dar, die den hohen Belastungsanforderungen gemäß aktueller Normen
entgegen kommt.
[0027] Das erfindungsgemäße Kranbahntragsystem weist durchweg ein größeres Torsions-Widerstandsmoment
auf. Von großem Vorteil ist auch die sehr gute Torsionssteifigkeit der Teilquerschnitte,
die gegen eine ungewollte, aber häufig auftretende seitliche Schienenverschiebung
bzw. Schienenlage weitaus unempfindlicher sind als bekannte Querschnitte.
[0028] In Längsrichtung des Trägers werden Normalkräfte durch Antrieb und Bremsen des Krans
geweckt. Der durch Querbiegung und Torsion hervorgerufenen Ausbiegung und Verdrillung
des Trägers, einem Kippbiegeproblem Theorie II. Ordnung, wirkt die torsionssteife
Ausführung entgegen.
[0029] Kennzeichnend ist auch die torsionssteife Ausbildung des Ober- und Untergurts. Die
konstruktive Gestaltung des Querschnitts wirkt der Gurtbiegung in Querrichtung aus
der Radlasteintragung entgegen.
[0030] Vorteilhaft ist außerdem auch die geringe Anzahl von Schweißnähten und die damit
verbundene geringere Eigenspannung mit deutlich weniger Kerbfällen.
[0031] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Figur näher erläutert.
[0032] Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Kranbahntragsystem für hohe Beanspruchungen
und Stützweiten oberhalb von 7 m.
[0033] Das Kranbahntragsystem besteht im Druckbereich aus einem Obergurt 1, der zwei in
Längserstreckung nebeneinander angeordnete Rohrkörper 2, 2' aufweist.
[0034] Die Rohrkörper 2, 2' bestehen aus quadratischen Hohlprofilen, zwischen denen ein
Stegblech 3 so positioniert ist, dass das obere Ende nicht über der Außenkontur der
Rohrkörper 2, 2' hervorsteht.
[0035] Mittig über dem Stegblech 3 ist auf den Rohrkörpern 2, 2' eine Kranbahnschiene 6
angeordnet, die mittels an den Rohrkörpern 2, 2' angebrachten Klemmvorrichtungen 7,
7' mit dem Obergurt 1 fest verbunden ist.
[0036] Im Zugbereich des Kranbahntragsystems ist an dem unteren Ende des Stegbleches 3 als
Untergurt 4 ein kreisförmiges Rohr angeordnet, welches vorteilhaft bei Torsionsbeanspruchung
nicht instabil werden kann.
[0037] Um eine ausreichende Beulsteifigkeit unter Last zu erreichen, ist das Stegblech 3
in Längsrichtung in einem festgelegten Raster mit Quersteifen 5 versehen, welche zur
Übertragung der Wölbkrafttorsion auf den Untergurt 4 dienen.
[0038] Zur vorteilhaften Anbringung der elektrischen Versorgungsleitungen für den Kran,
sind an den Quersteifen 5 mehrere Stromschienen 8 angebracht.
Bezugszeichenliste
[0039]
Nr. |
Bezeichnung |
1 |
Obergurt |
2, 2' |
Rohrkörper |
3 |
Stegblech |
4 |
Untergurt |
5 |
Quersteife |
6 |
Kranbahnschiene |
7, 7' |
Klemmvorrichtung |
8 |
Stromschiene |
1. Kranbahntragsystem aus Stahl für hohe Beanspruchungen mit Stützweiten größer 7 m,
vorzugsweise größer als 10 m, bestehend aus einem Obergurt und einem damit verbundenen
Stegblech, an dem ein Untergurt angeschlossen ist und einer auf dem Obergurt angeordneten
Kranbahnschiene
dadurch gekennzeichnet,
dass Obergurt (1), Stegblech (3) und Untergurt (4) als ein integriertes Tragsystem ausgebildet
sind, wobei der Obergurt (1) aus zwei in Längserstreckung nebeneinander angeordneten
Rohrkörpern (2, 2') besteht, zwischen denen das mit in Längsrichtung in einem festgelegten
Raster beabstandeten Quersteifen (5) versehene Stegblech (3) angeordnet und mit ihnen
fest verbunden ist, wobei sich das obere Ende des Stegbleches (3) maximal bis zur
Oberkante der Rohrkörper (2, 2') erstreckt.
2. Kranbahntragsystem nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rohrkörper (2, 2') ein rechteckiges oder quadratische Hohlprofil ist.
3. Kranbahntragsystem nach Anspruch 1 und 2
dadurch gekennzeichnet,
dass der Untergurt (4) ein kreisförmiges Rohr ist.
4. Kranbahntragsystem nach Anspruch 1 und 2
dadurch gekennzeichnet,
dass der Untergurt (4) ein rechteckiges oder quadratisches Hohlprofil ist.
5. Kranbahntragsystem nach einem der Ansprüche 1 - 4
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kranbahnschiene (6) mittig über dem Stegblech angeordnet ist.
6. Kranbahntragsystem nach einem der Ansprüche 1 - 5
dadurch gekennzeichnet,
dass an den Quersteifen (5) Stromschienen (8) zur Stromversorgung des Krans angeschlossen
sind.
1. A crane runway supporting system of steel for high stresses with support widths greater
than 7 m, preferably greater than 10 m, consisting of an upper chord and a web plate
connected thereto, to which web plate there is attached a lower chord, and a crane
runway rail arranged on the upper chord, characterised in that the upper chord (1), web plate (3) and lower chord (4) are formed as an integrated
supporting system, wherein the upper chord (1) consists of two tubular bodies (2,
2'), arranged side by side in the longitudinal extension, between which the web plate
(3), provided with transverse struts (5) spaced apart in the longitudinal direction
in a set lattice, is arranged and is securely connected thereto, wherein the upper
end of the web plate (3) extends maximally to the upper edge of the tubular bodies
(2, 2').
2. A crane runway supporting system according to claim 1, characterised in that the tubular body (2, 2') is a rectangular or square hollow section.
3. A crane runway supporting system according to claim 1 and 2, characterised in that the lower chord (4) is a circular tube.
4. A crane runway supporting system according to claim 1 and 2, characterised in that the lower chord (4) is a rectangular or square hollow section.
5. A crane runway supporting system according to any one of claims 1 - 4, characterised in that the crane runway rail (6) is arranged centrally above the web plate.
6. A crane runway supporting system according to any one of claims 1 - 5, characterised in that conductor rails (8) to supply current to the crane are connected to the transverse
struts (5).
1. Système de support de voie de roulement de grue en acier pour contraintes élevées
avec des portées supérieures à 7 m, de préférence supérieures à 10 m, constitué d'une
membrure supérieure et d'une tôle formant âme raccordée à celle-ci, sur laquelle est
raccordée une membrure inférieure, et d'un rail de voie de roulement de grue agencé
sur la membrure supérieure,
caractérisé en ce que
la membrure supérieure (1), la tôle formant âme (3) et la membrure inférieure (4)
se présentent sous la forme d'un système de support intégré (1), dans lequel la membrure
supérieure (1) est constituée de deux corps tubulaires (2, 2') agencés l'un à côté
de l'autre dans l'extension longitudinale, entre lesquels corps la tôle formant âme
(3) pourvue de raidisseurs transversaux (5) écartés dans la direction longitudinale
selon une trame fixe est agencée et raccordée fixe à ceux-ci, l'extrémité supérieure
de la tôle formant âme (3) s'étendant au maximum jusqu' à l'arête supérieure des corps
tubulaires (2, 2').
2. Système de support de voie de roulement de grue selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le corps tubulaire (2, 2') est un profilé creux rectangulaire ou carré.
3. Système de support de voie de roulement de grue selon les revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que
la membrure inférieure (4) est un tube circulaire.
4. Système de support de voie de roulement de grue selon les revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que
la membrure inférieure (4) est un profilé creux rectangulaire ou carré.
5. Système de support de voie de roulement de grue selon l'une quelconque des revendications
1 à 4,
caractérisé en ce que
le rail de voie de roulement de grue (6) est agencé centralement sur la tôle formant.
6. Système de support de voie de roulement de grue selon l'une quelconque des revendications
1 à 5,
caractérisé en ce que
des rails conducteurs (8) pour l'alimentation en courant de la grue sont connectés
aux raidisseurs transversaux (5).