Kranausleger in Gitterbauweise

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Kranausleger (1) in Gitterbauweise mit mindestens zwei über eine Verbindungsanordnung (4, 104) lösbar miteinander verbundenen Kranauslegerteilen (2, 102; 3, 103) mit Gurtrohren (5, 105), an deren jeweilige Enden (5e, 105e) mindestens einseitig die Verbindungsanordnung (4, 104) angeschweißt ist.
Um einen Kranausleger zu schaffen, bei dem die Verbindungsanordnung zwischen zwei Auslegerteilen, insbesondere Bolzen- oder Flanschverbindungen, einfacher herstellbar ist, wird vorgeschlagen, dass die Wandstärke (S) der Gurtrohrenden (5e, 105e) größer als die Wandstärke (s) der an die Gurtrohrenden (5e, 105e) angrenzenden Mittelbereiche (5m, 105m) der Gurtrohre (5, 105) ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kranausleger in Gitterbauweise mit mindestens zwei über eine Verbindungsanordnung lösbar miteinander verbundenen Kranauslegerteilen mit Gurtrohren, an deren jeweilige Enden mindestens einseitig die Verbindungsanordnung angeschweißt ist.

[0002] Als Verbindung von Gurtrohren solcher in Gitterbauweise ausgeführter Kranausleger sind Bolzen- und Flanschverbindungen bekannt.

[0003] Derartige Bolzenverbindungen sind beispielsweise aus der DE 37 06 301 C1 bekannt und dienen unter anderem zur Verbindung von Auslegerschüssen von Gittermastauslegern. Hierbei werden an den Gurtrohren der Gittermastausleger auf Stoß Verbindungselemente, die mit einem Verbindungsbolzen eine Verbindungsanordnung bilden angeschweißt. Dabei ist in aller Regel das erste Verbindungselement als Gabelstück und das zweite Verbindungselement als Bügelstück ausgebildet. Ausleger mit ähnlichen Bolzenverbindungen sind ferner aus der DE 38 42 726 A1, DE 44 02 005 A1, EP 0 533 323 B1 und EP 0 599 489 B1 bekannt.

[0004] Bei einer Bolzen- oder Flanschverbindung nach dem Stand der Technik weisen die Gurtrohre eines Auslegers in Gittermastbauweise längs des gesamten Rohres einschließlich des rohrförmigen Bereiches der ersten und zweiten Verbindungselemente also zwischen Bügel- und Gabelstücken bzw. Flanschstücken eine konstante Wandstärke auf. Die mögliche Größe also auch die Festigkeit der Schweißverbindungen wird von der Rohrwandstärke mitbestimmt.

[0005] Kranausleger mit einer hohen Betriebfestigkeit benötigen an der Bolzen- oder Flanschverbindung zwischen Gurtrohr und Verbindungselement eine Schweißnaht mit einer hohen Nahtgüte, wie beispielsweise "Sondergüte" (Wurzel ausgeräumt, Material eben in Spannungsrichtung bearbeitet, keine Endkrater), die zudem auf eine fehlerfreie Ausführung geprüft wird ("P100", zerstörungsfreie Prüfung der Naht über die gesamte Nahtlänge). Der Betriebsfestigkeitsnachweis mit den zulässigen Spannungen in der Schweißnaht wird unter Berücksichtigung der Beanspruchungsgruppe und des Kerbfalls errechnet. Diese Schweißnähte mit Nahtgüte "Sondergüte" und der daraus resultierende günstige Kerbfall erlauben eine hohe zulässige Spannung in der Schweißverbindung. Allerdings ist die Herstellung und Überprüfung solcher Schweißnähte aufwendig.

[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Kranausleger zu schaffen, bei dem die Verbindungsanordnung zwischen zwei Auslegerteilen, insbesondere Bolzen- oder Flanschverbindungen, einfacher herstellbar ist.

[0007] Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 angegeben.

[0008] Erfindungsgemäß wird bei einem Kranausleger in Gitterbauweise mit mindestens zwei über eine Verbindungsanordnung lösbar miteinander verbundenen Kranauslegerteilen mit Gurtrohren, an deren jeweilige Enden mindestens einseitig die Verbindungsanordnung angeschweißt ist, eine einfachere Herstellbarkeit der Verbindungsanordnung zwischen zwei Auslegerteilen, insbesondere Bolzen- oder Flanschverbindungen, dadurch erreicht, dass die Wandstärke der Gurtrohrenden größer als die Wandstärke der an die Gurtrohrenden angrenzenden Mittelbereiche der Gurtrohre ist. Dadurch, dass die Gurtrohrenden, also im Bereich der anzuschweißenden Stöße, eine vergrößerte Wandstärke aufweisen, ist es möglich, entsprechend der größeren Wandstärke der Endstücke eine größere Schweißnaht zu realisieren. Bei gleicher Belastung sinkt daher die Spannung in der Schweißnaht. Diese kann mit dem Kerbfall einer höheren Ordnungsnummer nachgewiesen und damit weniger aufwendig und kostspielig gefertigt werden. So sind die Spannungen beispielsweise um 30 bis 50 Prozent zu reduzieren.

[0009] Besonders vorteilhaft ist, dass jede Verbindungsanordnung ein erstes Verbindungselement und ein zweites Verbindungselement umfasst, die über einen Verbindungsbolzen beziehungsweise über eine Schraubverbindung lösbar miteinander verbunden sind, und das erste Verbindungselement auf Stoß an dem Ende des Gurtrohres des oberen Kranauslegerteiles und das zweite Verbindungselement auf Stoß an dem Ende des Gurtrohres des unteren Kranauslegerteiles angeschweißt ist.

[0010] In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei einer als Bolzenverbindung ausgebildeten Verbindungsanordnung das erste Verbindungselement aus einem stopfenförmigen Anschlussteil, das auf Stoß an dem Ende des Gurtrohres angeschweißt ist, und daran anschließenden Wangen besteht, das zweite Verbindungselement auch aus einem stopfenförmigen Anschlussteil, das auf Stoß an den gegenüberliegenden Enden des Gurtrohres angeschweißt ist, und mindestens einer daran anschließenden Zunge besteht. Die Wangen und die Zunge weisen jeweils eine Bohrung auf, die zur Aufnahme des Verbindungsbolzen miteinander fluchten.

[0011] Die Bolzenverbindung kann ein- oder mehrschnittig ausgeführt sein.

[0012] In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei einer als Flanschverbindung ausgebildeten Verbindungsanordnung das erste Verbindungselement aus einem stopfenförmigen Anschlussteil, das auf Stoß an dem Ende des Gurtrohres angeschweißt ist, und daran anschließenden Flansch besteht, das zweite Verbindungselement auch aus einem stopfenförmigen Anschlussteil, das auf Stoß an den gegenüberliegenden Enden des Gurtrohres angeschweißt ist, und einem daran anschließenden Flansch besteht. Die Flansche weisen jeweils Bohrungen auf, die zur Aufnahme von je einer Schraubverbindung miteinander fluchten.

[0013] Vorzugsweise ist die Schraubverbindung zur lösbaren Verbindung der Flansche miteinander eine HV- Schraubverbindung.

[0014] Im Rahmen der Erfindung können ein- und mehrschnittige Bolzenverbindungen, insbesondere zweischnittige oder vierschnittige Bolzenverbindungen, sowie Flanschverbindungen, insbesondere solche mit HV-Schraubverbindungen, eingesetzt werden.

[0015] Als Gurtrohre eignen sich auf Grund ihrer günstigen Verfügbarkeit und Stabilität insbesondere sogenannte "Ölfeldrohre", die in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt werden. Diese Ölfeldrohre verfügen im Bereich der Rohrenden, bedingt durch ihre ursprünglichen, speziellen Einsatzbedingungen, über eine größere Wandstärke. Für den Einsatz als Auslegergurtrohre werden die Ölfeldrohre in Gebrauchslänge gefertigt. Derartige Ölfeldrohre sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt und sind beispielsweise in der Firmendruckschrift der Mannesmann Röhrenwerke mit dem Titel "Mannesmann Oilfield Tubes, Edition 1993" (siehe insbesondere Seiten 9 und 17) beschrieben.

[0016] Besonders bevorzugt ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Kranauslegers in einem Mobil-, Brücken- oder Raupenkran.

[0017] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1

eine Draufsicht auf einen aus zwei Teilen bestehenden Kranausleger in Gitterbauweise;

Fig. 2

eine Seitenansicht des Kranauslegers aus Fig. 1;

Fig. 3

einen Längsschnitt durch eine Verbindungsanordnung der Teile des Kransauslegers aus Fig. 1 in einer ersten Ausführung als zweischnittige Bolzenverbindung mit nach innen verstärkten Gurtrohrenden;

Fig. 4

einen Längsschnitt durch eine Verbindungsanordnung der Teile des Kransauslegers aus Fig. 1 in einer zweiten Ausführung als zweischnittige Bolzenverbindung nach außen verstärkten Gurtrohrenden;

Fig. 5

einen Längsschnitt durch eine Verbindungsanordnung der Teile des Kransauslegers aus Fig. 1 in einer dritten Ausführung als Flanschverbindung mit nach innen verstärkten Gurtrohrenden und

Fig. 6

einen Längsschnitt durch eine Verbindungsanordnung der Teile des Kransauslegers aus Fig. 1 in einer vierten Ausführung als Flanschverbindung mit nach außen verstärkten Gurtrohrenden.

[0018] Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Kranausleger 1, der aus zwei Kranauslegerteilen 2, 102 und 3, 103 zusammengesetzt ist. Das obere Kranauslegerteil 2, 102 weist eine an seiner Spitze befestigte Seilrollenanordnung 7 für Hubseile auf. Das untere Kranauslegerteil 3, 103 weist an seinem unteren Ende Befestigungsösen 8 zur Befestigung an einem nicht dargestellten Kran auf.

[0019] Die Kranauslegerteile 2, 102, 3, 103 sind an ihren inneren und einander zugewandten Enden über eine Verbindungsanordnung 4, 104 mit einander lösbar verbunden. Jedes Kranauslegerteil 2, 102, 3, 103 ist aus in Längsrichtung verlaufenden Gurtrohren 5, 105 und dazu quer und diagonal zwischen den einzelnen Gurtrohren 5, 105 verlaufende sowie die Gitterbauweise bildenden Verstrebungen 6 aufgebaut. Bei einem Kranauslegerteil 2, 102, 3, 103 mit rechteckigem Querschnitt sind entsprechend vier Gurtrohre 5, 105 und somit auch vier Verbindungsanordnungen 4, 104 zwischen den gegenüberliegenden Gurtrohren 5, 105 vorgesehen.

[0020] Die Figuren 3 und 4 zeigen jeweils eine erste und eine zweite Ausführungsform der Verbindungsanordnung 4, 104 als zweischnittige Bolzenverbindung, die sich allein in der Ausführung der Enden 5e der Gurtrohre 5 unterscheiden. Die als zweischnittige Bolzenverbindungen ausgebildete Verbindungsanordnungen 4 sind im Wesentlichen aus einem ersten Verbindungselementen 9, einem zweiten Verbindungselement 10 und einem Verbindungsbolzen 11 aufgebaut. Die erste und zweite Ausführungsform wird daher nachfolgend gemeinsam abgehandelt.

[0021] Aus den Figuren 3 und 4 ist ersichtlich, dass das Gurtrohrende 5e eine größere Wandstärke S als das übrige Gurtrohr 5, 105 im Mittelbereich 5m, 105m mit seiner Wandstärke s außerhalb der Enden 5e hat. Die Wandstärke S beträgt etwa das 1,5-bis 2,5-fache der Wandstärke s. Die nicht näher bezeichnete Länge der Gurtrohrenden 5e, 105e ist so gewählt, dass die durch die Verbindungsanordnungen 4, 104 durchgeleiteten Kräfte sicher von dem beziehungsweise in den Mittelbereich 5m, 105m eingeleitet werden können.

[0022] Das Gurtrohrende 10 gemäß Figur 3 hat einen Außendurchmesser D, der dem Außendurchmesser d des Gurtrohres 5 entspricht. Da wie zuvor beschrieben die Wandstärke S größer als die Wandstärke s des Mittelbereichs 5m des Rohres 5 ist, verjüngt sich das Gurtrohr 5 im Inneren im Bereich des Endes 5e gegenüber dem Mittelbereich 5m

[0023] An das Ende 5e der Gurtrohre 5 des oberen Kranauslegerteils 2 ist auf Stoß das erste Verbindungselement 9 über eine V-förmige Schweißnaht 15 angeschweißt, das aus einem stopfenförmigen Anschlussteil 9a und zwei zueinander parallelen und voneinander beabstandeten Wangen 9b, die eine Art Gabel bilden, besteht. Zwischen diesen Wangen 9b ragt eine Zunge 10b des zweiten gegenüber liegenden Verbindungselements 10 hinein, die über den Verbindungsbolzen 11 mit den beiden Wangen 9b lösbar verbunden ist. Hierfür sind die Wangen 9b und die Zunge 10b jeweils mit einer Bohrung 12 versehen, die bei zwischen die Wangen 9b eingeschobener Zunge 10b zur Aufnahme des Verbindungsbolzens 11 miteinander fluchten. Das zweite Verbindungselement 10 weist neben der Zunge 10b auch ein stopfenförmiges Anschlussteil 10a auf, das mit dem Ende 5e des Gurtrohres 5 des unteren Kranauslegerteils 3 auf Stoß mit einer V-förmigen Schweißnaht 16 verschweißt ist. Der Verbindungsbolzen 11 hat an einem Ende einen Bund 11a und an dem anderen Ende eine kegelstumpfförmige Spitze 11b.

[0024] Der Verbindungsbolzen 11 ist über ein ringförmiges Sicherungselement 13 in der Bohrung 12 gesichert. Das Sicherungselement 13 ist über eine Schraubverbindung 14 auf dem Verbindungsbolzen 11 angrenzend zu dessen Spitze 11b arretiert.

[0025] Bei der Ausführungsform nach Figur 4 erstreckt sich dagegen die Außenumfangsfläche des Gurtrohrendes 5e gegenüber der Außenumfangsfläche des Mittelbereiches 5m des Gurtrohres 5 nach außen. Entsprechend ist der Außendurchmesser D der Enden 5e größer als der Außendurchmesser d des Mittelbereiches 5m. Die Innenwandungen des Endes 5e und des Mittelbereiches 5m fluchten miteinander.

[0026] Auch ist der Figur 4 zu entnehmen, dass das erste Verbindungselement 9 und das zweite Verbindungselement 10 jeweils im Bereich ihres Anschlussteils 9a, 10a sich ausgehend von dem Außendurchmesser D des Endes 5e konisch verjüngt, um die Baubreite der Wangen 9b zu erreichen. Die Baubreite der Wangen 9b stimmt mit denen der Figur 3 überein.

[0027] Es ist selbstverständlich, dass im Rahmen der Erfindung die Verbindungsanordnung 4 auch als mehrschnittige Bolzenverbindung ausgebildet werden kann.

[0028] Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsformen, die Bolzenverbindungen aufweisen, kommt in den dritten und vierten Ausführungsformen nach den Figuren 5 und 6 eine Flanschverbindung zum Einsatz. Ansonsten unterscheiden sie sich von den vorhergehenden im Wesentlichen nicht. Daher werden sich entsprechende Teile mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen und nachfolgend wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen.

[0029] An das Ende 105e der Gurtrohre 105 des oberen Kranauslegerteils 102 ist ein erstes Verbindungselement 109 geschweißt. An das Ende 105e der Gurtrohre 105 des gegenüberliegenden unteren Kranauslegerteils 103 ist ein zweites Verbindungselement 110 geschweißt, das gleich zu dem ersten Verbindungselement 109 ist. Die Verbindungselemente 109, 110 bestehen jeweils wiederum aus einem stopfenförmigen Anschlussteil 109a, 110a, an das sich anstatt der Wangen 9b und Zunge 10b ein Flansch 109c, 110c anschließt. Der Flansch 109c und der Flansch 110c weisen jeweils im äußeren Bereich mehrere um den Umfang verteilte mit einander fluchtend angeordnete Bohrungen 112 zur Aufnahme von HV-Schraubverbindungen 117 auf. Die Verbindungselemente 109, 110 weisen zur Verstärkung jeweils zwischen der Außenwand und der Unterseite der Flansche 109c, 110c Verstärkungswinkel 118 auf, von denen mehrere um den Umfang der Flansche 109c, 110c verteilt angeordnet sind, wobei die Schraubverbindungen 117 und die zugehörigen Bohrungen 112 jeweils zwischen ihnen angeordnet sind.

[0030] Die Gurtrohrenden 105e sind wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ebenfalls über eine im Schnitt gesehen v-förmige Schweißnaht 115, 116 mit dem jeweiligen Verbindungselement 109, 110 verschweißt. Die Gurtrohrenden 105e der Kranauslegerteile 102, 103 weisen in der Figur 5 die zu der Figur 3 zuvor beschriebene Ausgestaltung und in der Figur 6 die zu der Figur 4 zuvor beschriebene Ausgestaltung auf.

Bezugszeichenliste

[0031] 

1

Kranausleger

2, 102

Kranauslegerteil

3, 103

Kranauslegerteil

4, 104

Verbindungsanordnung

5, 105

Gurtrohr

5e, 105e

Ende des Gurtrohres 5

5m, 105m

Mittelbereich des Gurtrohres 5

6

Verstrebung

7

Seilrollenanordnung

8

Befestigungsöse

9, 109

erstes Verbindungselement

9a, 109a

Anschlussteil

9b

Wange

1 09c

Flansch

10

zweites Verbindungselement

10a, 110a

Anschlussteil

10b

Zunge

110c

Flansch

11

Verbindungsbolzen

11a

Bund

11 b

Spitze

12, 112

Bohrung

13

Sicherungselement

14

Schraube

15, 115

Schweißnaht

16, 116

Schweißnaht

117

Schraubverbindung

118

Verstärkungswinkel

S

Wandstärke der Enden 5e, 105e der Gurtrohre 5, 105

s

Wandstärke des Mittelbereiches 5m, 105m Gurtrohre 5, 105

D

Außendurchmesser der Enden 5e, 105e der Gurtrohre 5, 105

d

Außendurchmesser des Mittelbereiches 5m, 105m Gurtrohre 5, 105

Ansprüche

1. Kranausleger (1) in Gitterbauweise mit mindestens zwei über eine Verbindungsanordnung (4, 104) lösbar miteinander verbundenen Kranauslegerteilen (2, 102; 3, 103) mit Gurtrohren (5, 105), an deren jeweilige Enden (5e, 105e) mindestens einseitig die Verbindungsanordnung (4, 104) angeschweißt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wandstärke (S) der Gurtrohrenden (5e, 105e) größer als die Wandstärke (s) der an die Gurtrohrenden (5e, 105e) angrenzenden Mittelbereiche (5m, 105m) der Gurtrohre (5, 105) ist.

2. Kranausleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (4, 104) als Bolzen- und/oder Flanschverbindung ausgebildet ist.

3. Kranausleger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (4, 104) ein erstes Verbindungselement (9, 109) und ein zweites Verbindungselement (10, 110) umfasst, die über einen Verbindungsbolzen (11) beziehungsweise über eine Schraubverbindung (117) lösbar miteinander verbunden sind, und das erste Verbindungselement (9, 109) auf Stoß an dem Ende (5e, 105e) des Gurtrohres (5, 105) des oberen Kranauslegerteiles (2, 102) und das zweite Verbindungselement (10, 110) auf Stoß an dem Ende (5e, 105e) des Gurtrohres (5, 105) des unteren Kranauslegerteiles (3, 103) angeschweißt ist.

4. Kranausleger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als Bolzenverbindung ausgebildeten Verbindungsanordnung (4) das erste Verbindungselement (9) aus einem stopfenförmigen Anschlussteil (9a), das auf Stoß an dem Ende (5e) des Gurtrohres (5) angeschweißt ist, und daran anschließenden Wangen (9b) besteht, das zweite Verbindungselement (10) auch aus einem stopfenförmigen Anschlussteil (10a), das auf Stoß an den gegenüberliegenden Enden (5e) des Gurtrohres (5) angeschweißt ist, und mindestens einer daran anschließenden Zunge (10b) besteht, die Wangen (9b) und die Zunge (10b) jeweils eine Bohrung (12) aufweisen, die zur Aufnahme des Verbindungsbolzen (11) miteinander fluchten.

5. Kranausleger nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzenverbindung ein- oder mehrschnittig ausgeführt ist.

6. Kranausleger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als Flanschverbindung ausgebildeten Verbindungsanordnung (104) das erste Verbindungselement (109) aus einem stopfenförmigen Anschlussteil (109a), das auf Stoß an dem Ende (105e) des Gurtrohres (105) angeschweißt ist, und daran anschließenden Flansch (109c) besteht, das zweite Verbindungselement (110) auch aus einem stopfenförmigen Anschlussteil (110a), das auf Stoß an den gegenüberliegenden Enden (105e) des Gurtrohres (105) angeschweißt ist, und einem daran anschließenden Flansch (10b) besteht, die Flansche (109c, 110c) jeweils Bohrungen (112) aufweisen, die zur Aufnahme von je einer Schraubverbindung (117) miteinander fluchten.

7. Kranausleger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung (117) zur lösbaren Verbindung der Flansche (1 09c, 110c) miteinander eine HV- Schraubverbindung ist.

8. Kranausleger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtrohre (5, 105) Ölfeldrohre sind.

9. Verwendung eines Kranauslegers nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Mobil-, Brücken- oder Raupenkran.

Zeichnung