DE69207997T2

DE69207997T2 - Lösbare Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente

Info

Publication number: DE69207997T2
Application number: DE69207997T
Authority: DE
Inventors: Yves Millet
Original assignee: Potain SA
Current assignee: Manitowoc Crane Group France SAS
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2012-07-31
Also published as: ATE133635T1; DK0530114T3; DE69207997D1; EP0530114B1; ES2083130T3; FR2680813A1; EP0530114A1; FR2680813B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine lösbare Verbindungsvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, eine Verbindung zwischen metallischen Gerüstelementen sicherzustellen.
Diese Erfindung findet insbesondere Anwendung bei der Verbindung von Mastelementen, die den aufrichtbaren vertikalen Turm von Turmdrehkränen bilden, wie sie auf Baustellen für den Gebäudebau Verwendung finden.
Der Turm eines solchen Kranes besteht im allgemeinen aus aufeinandersetzbaren Elementen, die dazu vorgesehen sind, häufig untereinander zusammengebaut und voneinander getrennt zu werden; diese Elemente sind bezüglich der Wahl ihrer Länge so ausgelegt, daß der Transport des Kranes im demontierten Zustand erleichtert wird und daß die Anpassung der Höhe des Kranes an die Benutzungsbedingungen auf den Baustellen vorgenommen werden kann.
Die Mastelemente, die im allgemeinen einen horizontalen quadratischen Querschnitt aufweisen, bestehen jeder aus vier Winkeleckgurten, wobei jeweils zwei Gurte durch ein auch als Windversteifung bezeichnetes Fachwerk, das aus Diagonal- und Quertraversen aufgebaut ist, verbunden sind. Im Betriebszustand sind die Mastelemente vertikal übereinander angeordnet und sie sind fest miteinander durch ihre Winkeleckgurte verbunden. Der schrittweise Zusammenbau zwischen den Winkeleckgurten muß den stetigen Verlauf der Eckgurte des vertikalen Turmes und die Übertragung der Längs- und Querkräfte sicherstellen, die durch die von den oberen Teilen des Kranes produzierten Belastungen hervorgerufen werden.
Die augenblicklich bekannten lösbaren Verbindungsvorrichtungen auf dem hier angesprochenen Anwendungsgebiet können in vier grundlegende Kategorien eingeordnet werden.
Die Vorrichtungen der ersten Kategorie benutzen innere und/oder äußere Laschen, die mit den Enden der Eckgurte durch Schrauben oder Montagebolzen, die unter Schubbeanspruchung arbeiten, verbunden sind.
Insbesondere die französische Patentanmeldung Nr. 21 35 024 auf den Namen der Anmelderin zeigt in den Zeichnungen 9, 10 und 12 eine Vorrichtung, die mit einem inneren Verbindungsteil versehen ist, welches einen an den Innenhohlquerschnitt der Eckgurte angepaßten Querschnitt besitzt, wobei die Eckgurte durch den Zusammenbau von zwei Winkelgurten hergestellt sind und wobei die Vorrichtung querlaufende Verbindungsschrauben aufweist, die jeweils eine Querbohrung des inneren Verbindungsteiles und gegenüberliegende Verbindungsbohrungen, welche koaxial in dem korrespondierenden Eckgurt ausgespart sind, durchqueren, das innere Verbindungsteil ist folglich an jedem Eckgurt mit Hilfe von zwei rechtwinkelig zueinander angeordneten Schrauben befestigt, wobei eine in Bezug auf die andere in Längsrichtung des inneren Verbindungsteiles versetzt ist. Im Rahmen der Ähnlichkeit der Verbindungsschraubenkörper mit den Verbindungsbolzen präsentiert diese Schrift einen Stand der Technik, der dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 entspricht. Bei einer solchen bekannten Vorrichtung müssen die Schrauben oder Bolzen spielfrei montiert werden, was eine hohe Genauigkeit bei den Abmessungen der Achsabstände der von den Bolzen durchquerten Löcher und bei den Bohrungsdurchmessern dieser Löcher erfordert. Das Einführen der Bolzen ist langwierig und oftmals schwierig und der Zusammenbau verschlechtert sich schnell im Verlauf von häufigen Montage- und Demontagevorgängen.
Eine partiell vergleichbare Vorrichtung, bei der die Verbindungsbolzen aus Zapfen bestehen, ist auch in dem französischen Patent Nr. 14 36 649 beschrieben, wobei die Zapfen zueinander parallel (Figur 5) oder zueinander rechtwinkelig (Figur 7) angeordnet sind.
Die Verbindungsvorrichtungen der zweiten Kategorie benutzen innere oder äußere Flansche, die an den Enden der Eckgurte angeordnet sind und durch auf Zug beanspruchte Bolzen verbunden sind. Diese Bolzen müssen von hoher Festigkeit sein und sind mit einer kontrollierten Vorspannung zu montieren, dergestalt, daß die zusammengesetzten Eckgurte miteinander in Kontakt bleiben, wie groß auch immer die in Längsrichtung auftretenden Zugkräfte sind und so daß die in dem Bolzen auftretenden Maximalkräfte immer kleiner sind als die elastische Verformung des Bolzens. Bei dieser Bauweise müssen die auftretenden Querkräfte im Bereich der Verbindung von einem Eckgurt zum anderen übertragen werden, entweder durch Adhäsion, was es notwendig macht, die mechanische Vorspannung bei der Klemmung der Bolzen zu steigem oder durch den Kontakt von Zentrierbauteilen oder rückspringenden Bauteilen, was eine große Genauigkeit in der Posisionierung der besagten Bauteile bei der Fabrikation des Flansches erfordert.
Die Vorrichtungen der dritten Kategorien benutzen zueinander passende Verbindungselemente, die an den Enden eines jeden Eckgurtes befestigt sind und dazu dienen, ineinandergeschachtelt zu werden, wobei zwischen ihnen eine Aussparung für das Einsetzen eines Verbindungsbauteiles wie beispielsweise eines Ankers, Keils oder ähnlichem vorgesehen werden muß oder wobei die Teile übereinandergesetzt werden, um einen Kupplungseinsatz zu bilden, der durch ein demontierbares, aus zwei Teilen bestehendes äußeres Element verbunden wird, sei es durch einen Ring, eine Rastmuffe oder dergleichen.
Diese Art der mechanischen Bauweise verträgt sich aufgrund der üblichen Toleranzen bei den Profilabmessungen der besagten Gerüsteckgurte ziemlich schlecht mit einem Metallgerüst.
Schließlich benutzen die Verbindungsvorrichtungen der vierten Kategorie Verbindungsteile und Bolzen. Entsprechend einer ersten Ausgestaltung, die bei Profilen von offenen Eckgurten wie beispielsweise Eckprofilen Anwendung finden, wie sie z.B. in dem französischen Patent Nr. 21 85 217 der Anmelderin beschrieben sind, beinhaltet die Verbindungsvorrichtung ein inneres Verbindungsteil und zwei am unteren Gurt befindliche äußere Verbindungsteile, zwei innere Verstärkungen und zwei auf dem oberen Gurt angeordnete äußere Verstärkungen sowie zwei rechtwinkelig zueinander in vertikaler Richtung versetzte Bolzen.
Entsprechend einer zweiten Ausgestaltung, die auf Profile von Hohleckgurten Anwendung findet und beispielsweise in dem deutschen Patent Nr. 2 351 177 (entsprechend dem französischen Patent Nr. 22 4 417) beschrieben ist, beinhaltet eine derartige Verbindungsvorrichtung ein inneres Verbindungsteil, bei dem ein Teilbereich auf das untere Ende des oberen Hohlgurtes aufgeschrumpft ist, während der andere Teil des Verbindungsstückes, welcher im Querschnitt kieiner gestaltet ist, einen nach unten freiliegenden Zapfen bildet, der im oberen Ende des unteren Hohlgurtes unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Zapfen gehalten ist, wobei jeder Zapfen aus einer äußeren Manschette, in die ein Längsspalt für ihre Elastizität und eine konische Bohrung eingebracht ist und einem inneren passenden konischen Zapfen besteht und wobei die Klemmung durch einen Schrauben-Muttem-Mechanismus erfolgt.
Bei dieser letztgenannten Bauart wird die Festigkeit der Verbindung durch die elastischen Hülsen erreicht, die in den Bohrungen des Zapfens, der durch den freiliegenden Bereich des inneren Verbindungsstückes gebildet ist und in den Bohrungen der Abdeckung, die durch die äußeren, sich gegenüberliegenden Wände des unteren Hohlgurtes gebildet sind, eine Vorspannung erzeugen. Diese Bauart beinhaltet zwei Probleme, die sich auf der einen Seite aus der Ermittlung der notwendigen Klemmkräfte des Schrauben-Muttem-Mechanismus zur Erhaltung einer bestimmten Vorspannung und auf der anderen Seite aus der Aufrechterhaltung dieser Vorspannung über die Betriebszeit ergeben. Darüber hinaus sind im Falle einer Mehrzahl von Zapfen all diese untereinander parallel vorgesehen, so daß sie für die richtige Übertragung von Querkräften, die sich entsprechend unterschiedlichen Kraftrichtungen ergeben könnten, nicht eingerichtet sind.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die oben beschriebenen Nachteile, indem sie eine lösbare Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente offenbart, insbesondere für Mastelemente von Turmdrehkränen, mit Eigenschaften, die den stetigen Verlauf der Gurte, die Übertragung der Längs- und Querkräfte und die Montage und Demontage bei zufriedenstellenden Randbedingungen garantiert, wobei sich die Erfindung im speziellen auf Gerüstelemente bezieht, die Eckgurte oder Gurte mit Hohlquerschnitt, insbesondere quadratisch oder rechtwinkelig, die jeder aus zwei an ihren zueinander gerichteten Seiten verbundenen Winkelprofilen aufgebaut sind, bezieht.
Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemäße lösbare Verbindungsvorrichtung, die einen schrittweisen Zusammenbau von im Querschnitt hohlen, zu zwei Gerüstelementen gehörigen Eckgurten, insbesondere von zwei Elementen eines aufrichtbaren Mastes eines Turmdrehkranes ermöglicht, in bekannter Weise (durch die Schrift FR- A-21 35 024) ein inneres Verbindungsstück, welches einen an den Innenhohlquerschnitt der Eckgurte angepaßten Querschnitt aufweist und Querverbindungsorgane zum Zusammenbau des Verbindungsstückes mit den zwei zusammenzufügenden Eckgurten, wobei sich die Enden von letzteren kontaktieren und jedes Verbindungsmittel in Form eines Verbindungsbolzens mit Mitteln zur Verhinderung von translatorischen und eventuell rotatorischen Bewegungen versehen ist und wobei die Verbindungsbolzen eine Querbohrung des Verbindungsstückes und der der Bohrung gegenüberliegenden, in dem Eckgurt koaxial eingefügten Bohrungen durchqueren, wobei das Verbindungsstück an einem der Eckgurte durch ein erstes Paar von Verbindungsbolzen, die rechtswinkelig zueinander in Längsrichtung des Verbindungsstückes versetzt angeordnet sind und an dem anderen Eckgurt durch ein zweites Paar von rechtwinkelig zueinander in Längsrichtung des Verbindungsstückes versetzt angeordneten Verbindungsbolzen festgelegt ist und wobei das Verbindungsstück zwei Paar rechtwinkelig zueinander angeordnete, zur Aufnahme der zwei Paar Verbindungsbolzen vorgesehene Querbohrungen aufweist, auf; diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teilbereich des Verbindungsstückes an einem unteren Eckgurt durch zwei rechtwinkelig zueinander angeordnete Verbindungsbolzen von einheitlichem Durchmesser festgelegt ist und daß der obere Teilbereich des Verbindungsstückes am oberen Eckgurt durch zwei rechtwinkelig zueinander angeordnete Verbindungsbolzen mit zwei Teilbereichen von unterschiedlichem, aber in der Größe wenig differierenden Durchmesser festgelegt ist.
Entsprechend einem ergänzenden Merkmal sind die beiden rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen, die den unteren Teilbereich des Verbindungsstückes festlegen, mit einem Ende oder mit einem Kopf versehen, der durch eine Halteplatte, die dazu vorgesehen ist, auf eine Verstärkungsplatte, die ihrerseits zuvor außen an den unteren Eckgurt auf Höhe der Bohrung dieses Eckgurtes, durch die der entsprechende Verbindungsbolzen gesteckt wird, angeschweißt wurde, angeschweißt zu werden, gehalten ist.
Entsprechend einem anderen Merkmal sind die beiden Teilbereiche mit unterschiedlichem Durchmesser der beiden rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen, die den oberen Teilbereich des oberen Verbindungsstückes fixieren, miteinander durch eine Zwischenzone von ansteigendem Durchmesser verbunden, wie beispielsweise eine kegelartige Verbindungszone, wobei wenigstens ein Ende jedes Verbindungsbolzens mit Mitteln versehen ist, die es erlauben, Bewegungen in translatorischer und eventuell in rotatorischer Bewegung zeitweise auszuschließen. Entsprechend einer ersten speziellen Ausgestaltung beinhalten die Mittel für jeden der beiden rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen eine diametral im Bereich seines größten Durchmessers angeordnete Bohrung, vorzugsweise im Kopf des Bolzens, durch die ein Splint zur Festlegung des besagten Bolzens in translatorischer und rotatorischer Richtung gesteckt wird, wobei der Splint zusätzlich ein Loch durchquert, welches in eine Halteplatte gebohrt ist, die unter Zwischenschaltung einer Verstärkungsplatte an der Außenseite des oberen Eckgurtes in der Nähe der Durchgangsbohrung des Eckgurtes, durch die der Bolzen gesteckt wird, angeschweißt ist.
Entsprechend einer zweiten speziellen Ausgestaltung sichern die besagten Mittel nur die translatorische Unbeweglichkeit jedes der beiden rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen und sie beinhalten für jeden der beiden Bolzen eine im Bereich des kleinsten Durchmessers des Bolzens, vorzugsweise in seinem Endbereich, angeordnete, diametrale Bohrung und eine Haltebuchse, die um den besagten Teilbereich des Bolzens angeordnet ist und auf diesem durch einen Stift gehalten ist, wobei der Stift ein Paar sich gegenüberliegender Löcher der Buchse und die oben angeführte Bohrung durchquert. Die Haltebuchse besitzt in vorteilhafter Weise für den Durchgang des Stiftes wenigstens zwei Paar Löcher, die diametralen Achsen folgend rechtwinkelig zueinander in axialer Richtung versetzt gebohrt sind und die vorzugsweise in unterschiedlichen Entfemungen von beiden Enden der Buchse angeordnet sind.
Folglich erhält man durch die Kombination der beiden möglichen Montagerichtungen der Buchse auf dem festzulegenen Verbindungsbolzen und der Wahl zwischen wenigstens zwei Lochpaaren für den Durchgang des Stiftes insgesamt wenigstens vier verschiedene Einstellungen für die Festlegung der translatorischen Bewegung jedes Verbindungsbolzens, was es ermöglicht, die üblichen Toleranzen bei der Dimensionierung der aus Winkelprofilen hergestellten Winkeleckgurte zu akzeptieren.
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung, die genau auf den schrittweisen Zusammenbau von zwei Hohlquerschnitteckgurten, welche aus Winkelprofilen hergestellt sind und einen im wesentlichen quadratischen Hohlquerschnitt aufweisen, anwendbar sind, weist das innere Verbindungsstück selbst einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt auf und es besitzt zwei diagonal gegenüber angeordnete Längsfasen, die dazu vorgesehen sind, in den inneren abgerundeten Winkeln der beiden Winkelprofile, die zusammen den zu verbindenden Eckgurt bilden, Platz zu finden, wobei andere Fasen am Ende des Verbindungsstückes angeformt sind, um die Einführung in die besagten Eckgurte zu erleichtern.
Natürlich sind die Achsabstände der Bohrungen des inneren Verbindungsteiles so gewählt, daß zwei rechtwinkelig zueinander liegende Bohrungen sich nicht schneiden, wobei jede der Bohrungen einen Verbindungsbolzen von gleichem Durchmesser aufnimmt. Darüber hinaus sind die Achsabstände so gewählt, daß die Enden im Bezug der beiden zu verbindenden Eckgurte miteinander in Verbindung stehen, bis die Verbindungsvorrichtung durch Einführung der zwei Paare von rechtwinkelig angeordneten Verbindungsbolzen in die korrespondierenden Bohrungen des Verbindungsstückes und dieser Eckgurte festgelegt ist.
Die so ausgelegte Verbindungsvorrichtung ist speziell für eine fabrikmäßige Vormontage eingerichtet, insbesondere was die dauerhafte Festlegung des Verbindungsteiles am oberen Ende eines Eckgurtes durch das erste Paar von rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen, die einen einzigen gemeinsamen Durchmesser aufweisen, angeht und sie ist für eine Endmontage auf der Baustelle auf der der Kran benutzt wird, insbesondere dahingehend geeignet, daß die lösbare Befestigung des Verbindungsstückes am unteren Ende eines anderen Eckgurtes der auf das vorhergehende aufgesteckt wurde, durch ein zweites Paar von rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen erfolgt. Die Montage auf der Baustelle wird durch die Tatsache erleichtert, daß diese letzten Achsen zwei Durchmesser aufweisen, wodurch ihre Einführung in die entsprechenden Bohrungen wesentlich erleichtert wird. Durch die gesamte Bauweise erhält man folglich eine lösbare Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente, insbesondere für Mastelemente von Turmdrehkränen, wobei der stetige Verlauf gleichzeitig durch den Kontakt der Enden der zusammengesetzten Gurte und durch die Anwesenheit des inneren Verbindungsstückes sichergestellt ist, und wobei damit die Übertragung der Längs- und Querkräfte, die aus den von den oberen Teilbereichen des Kranes hervorgerufenen Belastungen resultieren, durch den direkten Kontakt der besagten Enden für die Druckkräfte sichergestellt ist, durch die Schubbeanspruchung der Verbindungsbolzen für die Zugkräfte und durch die Schubbeanspruchung der einen oder der anderen dieser beiden Bolzen, die rechtwinkelig zueinander angeordnet sind, für die Querkräfte. Darüber hinaus besitzt die vorgeschlagene Verbindungsvorrichtung eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung und gegen Schockbeanspruchungen und darüber hinaus stellt eine geeignete Oberflächenbehandlung des Verbindungsteiles der Verbindungsbolzen und der anderen zugehörigen Bauteile einen effektiven Korrosionsschutz dar. Schließlich besitzt die Verbindungsvorrichtung den Vorteil, keinerlei Schraubbolzen oder andere Schrauborgane aufzuweisen, so daß ihre Montage und Demontage schnell und leicht vonstatten gehen kann und daß keinerlei Risiko eines Festfressens besteht, die einen Zusammenbau undemontierbar machen würde.
Anhand der folgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Bilder wird die Erfindung näher beschrieben werden, anhand von nicht einschränkenden Beispielen von zwei Ausgestaltungen der lösbaren Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente:
Figur 1 stellt eine perspektivische Darstellung von zwei Mastelementen eines Turmdrehkranes dar, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammengebaut sind;
Figur 2 zeigt in perspektivischer Darstellung die Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor dem Zusammenbau;
Figur 3 einen Teil der Bauteile von Figur 2, so wie sie fabrikmäßig vormontiert sind;
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht ähnlich derjenigen der Figuren 2 und 3, die den vollständig abgeschlossenen Zusammenbau zeigt;
Figur 5 u. 6 sind horizontale Schnittdarstellungen der Verbindungsvorrichtung, wobei die Schnitte durch einen der Bolzen verlaufen und zwei Phasen des Einführens dieser Bolzen verdeutlichen;
Figur 7 ist eine Schnittdarstellung einer Einzelheit der Verbindungsvorrichtung;
Figur 8 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung, in der eine erfindungsgemäße Variante der Verbindungsvorrichtung dargestellt ist;
Figur 9 u. 10 sind Seitenansicht und Draufsicht einer Haltebuchse für einen Bolzen, wie sie in der Ausführungsvariante entsprechend Figur 8 Verwendung findet.
Die Figur 1 zeigt zwei aufeinanderfolgende, übereinander angeordnete Elemente 1, die zu einem Mast eines Turmdrehkranes gehören. Jedes Mastelement 1 bildet einen horizontalen Teilbereich von allgemein viereckiger Form und er beinhaltet vier Winkel- oder Eckgurte 2, die in vertikaler Richtung angeordnet sind und durch ein aus diagonalen 3 und aus festen oder demontierbaren horizontalen Traversen 4 aufgebautes Dreieckstragwerk gebildet sind. Jeder Gurt 2 ist aus zwei Eckprofilen 5 und 6 aufgebaut, die an ihren entsprechend zueinander gerichteten Längskanten verbunden sind, wie dies auch die Figuren 2 - 7 zeigen, so daß sie ein rohrförmiges Profil bilden, das im horizontalen Querschnitt deutlich quadratisch ausgebildet ist und dessen Orientierung die gleiche wie diejenige des Mastquerschnittes ist.
Die Eckgurte 2, die obere und untere offene Enden aufweisen, werden mit Hilfe von inneren Verbindungsstücken 7 zusammengebaut, die zu der erfindungsgemäßen lösbaren Verbindungsvorrichtung gehören. Auf der Figur 1 sind am oberen Ende der Eckgurte 2 des oberen Mastelementes 1 die Verbindungsstücke 7 in der in diese Eckgurte 2 eingeschobenen Position gezeigt, in der Art, wie eine Vormontage im Herstellerwerk erfolgt, wie weiter unten genauer dargelegt werden wird.
Bezugnehmend auf die Figuren 2, 3, 5 und 6 besitzt jedes benutzte innere Verbindungsstück 7 in vertikaler Position einen horizontalen Querschnitt von allgemein quadratischer Form. Das Verbindungsstück 7 besitzt zwei diagonal gegenüberliegende Längsfasen 8 und 9, die in den inneren gerundeten Winkelecken der beiden Winkelprofile 5 und 6, die die Eckgurte 2 bilden, Platz finden. Andere querverlaufende Fasen 10 und 11 sind jeweils an den oberen und unteren Enden jedes Verbindungsstückes 7 vorgesehen, um die Einführung dieser in die Eckgurte 2 zu erleichtern. Im weiteren Verlauf der Beschreibung wird man den unteren und den oberen Teilbereich des Verbindungsstückes 7 unterscheiden.
Der untere Teilbereich des Verbindungsstückes 7, der zur Vormontage im Herstellerwerk im Inneren des oberen Endes eines Eckgurtes 2 vorgesehen ist, besitzt zwei übereinander angeordnete, identische Bohrungen 12 und 13, die jedoch entsprechend zwei rechtwinkelig zueinander angeordneten Richtungen angeordnet sind. Die untere Bohrung 12 erstreckt sich folglich rechtwinkelig zu zwei vertikal gegenüberliegenden Seiten des Verbindungsstückes 7 von einer Seite zur anderen, während die obere Bohrung 13 sich zwischen den sich vertikal gegenüberliegenden beiden anderen Seiten dieses Verbindungsstückes 7 ebenfalls von einer Seite zur anderen erstreckt. Die beiden Bohrungen 12 und 13 besitzen einen einzigen gleichen Durchmesser, wobei ihre geometrischen Achsen im Bezug zueinander in einem Höhenmaß, das größer ist als ihr Durchmesser, versetzt angeordnet sind, so daß sich die beiden Bohrungen 12 und 13 nicht schneiden.
Der obere Teilbereich des inneren Verbindungsstückes 7, das vorgesehen ist, es auf der Baustelle im Inneren des unteren Endes eines Eckgurtes 2 zu montieren, besitzt in analoger Weise zwei übereinander angeordnete gleiche Bohrungen 14 und 15, die entsprechend zwei rechtwinkelig zueinander angeordneten Richtungen gebohrt sind.
Die untere Bohrung 14 erstreckt sich rechtwinkelig zu zwei vertikal gegenüberliegenden Seiten des Verbindungsstückes 7 von einer Seite zur anderen und die obere Bohrung 15 verläuft zwischen den beiden anderen vertikalen Seiten desselben Verbindungsstückes 7 auch von einer Seite zur anderen. Die geometrischen Achsen der beiden Bohrungen 14 und 15 sind im Bezug zueinander ebenfalls in einer Höhe versetzt, die größer ist als der Durchmesser der Bohrungen. Wie in Figur 5 und 6 gezeigt ist, besitzt jede der Bohrungen 14 und 15 zwei aufeinanderfolgende Teilbereiche von leicht unterschiedlichem Durchmesser, die voneinander getrennt sind durch eine ringförmige innere Schulter.
Das obere Ende eines jeden Eckgurtes 2 eines Mastelementes 1 besitzt zwei doppelte, in den Winkelprofilen 5 und 6 angeordnete Bohrungen 16 und 17. Die Bohrungen 16 und 17 sind rechtwinkelig zu den äußeren Seitenflächen des Eckgurtes 1 angeordnet, wobei der Durchmesser dieser Bohrungen und derjenigen der Bohrungen 12 und 13 des unteren Teilbereiches des Verbindungsstückes 7 gleich ist und wobei die Bohrungen 16 und 17 derart angeordnet sind, daß ihre geometrischen Achsen mit denjenigen geometrischen Achsen der Bohrungen 12 und 13 des Verbindungsstückes 7 übereinstimmen, während der untere Teil dieses Verbindungsstückes im Inneren des oberen Endes des Eckgurtes 2 positioniert ist. Die Verbindung zwischen dem unteren Teilbereich des Verbindungsstückes 7 und dem oberen Ende des Eckgurtes 2 wird mit Hilfe von zwei Verbindungsbolzen 18 und 19 im Herstellerwerk vorgenommen, wobei die Verbindungsbolzen einen einzigen und gleichen Durchmesser entsprechend demjenigen der Bohrungen 12 und 13 des Verbindungsstückes 7 und ebenso der Bohrungen 16 und 17 des Eckgurtes 1 besitzen.
Die Montage des Verbindungsstückes 7 wird in folgender Weise vorgenommen:
Das Verbindungsstück 7 wird mit seinem unteren Teil in das Innere des oberen Endes des Eckgurtes 2 eingeführt, wobei es so ausgerichtet wird, daß seine Längsfasen 8 und 9 in den Innenwinkeln der beiden Winkelprofile 5 und 6 Platz finden. Dieses Verbindungsstück 7 wird soweit eingeführt, bis seine Bohrungen 12 und 13 sich gegenüber den Bohrungen 16 und 17 des Eckgurtes 1 positionieren, dann führt man die beiden Verbindungsbolzen 18 un 19 durch diese Bohrungen; genauer gesagt durchquert der untere Verbindungsbolzen 18 die Bohrung 12 des Verbindungsstückes 7 und das Bohrungspaar 16 des Eckgurtes 2, während der obere Bolzen 19 rechtwinkelig zum unteren Bolzen 18 die Bohrung 13 des Verbindungsstückes 7 und das Bohrungspaar 17 des Eckgurtes 2 durchquert.
Die Figur 3 zeigt die Verbindungselemente, wie sie entsprechend fabrikmäßig vormontiert sind, wobei der obere Bereich des Verbindungsstückes 7 also noch sichtbar ist und eine Art Bolzen bildet und über die obere Kante 20 des Eckgurtes 2 in einer Höhe vorsteht, die im wesentlichen der Hälfte der Gesamtlänge des Verbindungsstückes 7 entspricht.
Um auszuschließen, daß die Verbindungsbolzen 18 und 19 sich verschieben, werden diese an einem Ende durch eine Bolzenhalteplatte entsprechend 21 und 22 in ihrer Montagestellung fixiert. ln Montagestellung wird die Halteplatte 21 oder 22 jedes Bolzens 18 oder 19 unter Zwischenschaltung einer Verstärkungsplatte entsprechend Teil 23 oder 24, die selbst in einfacher Weise um eine Bohrung 16 oder 17 auf die Außenfläche des Eckgurtes 2 geschweißt worden sind, angeschweißt. Wie die Figur 7 zeigt, besitzen in einer speziellen Ausgestaltung die Verbindungsbolzen 18 und 19 einen kleineren Kopf, der bei der Montage in der Fabrik durch eine Halteplatte 21, 22 von beispielsweise quadratischer Form umschlossen wird, wobei sich eine aus den gebogenen Rändern resultierende Form ergibt und die Ränder unter Zwischenschaltung von Verstärkungsplatten 23 und 24 am Eckgurt 2 angeschweißt werden. Bei dieser Bauart sind die Verbindungsbolzen 18 und 19 nur in translatorischer Hinsicht unbeweglich. Entsprechend einer Variante werden die Enden der Verbindungsbolzen 18 und 19 auf die entsprechenden Halteplatten 21, 22 geschweißt, wobei diese Halteplatten selbst auf die Verstärkungsplatten 23 und 24 geschweißt werden, was darüber hinaus die Drehunbeweglichkeit der besagten Verbindungsbolzen 18 und 19 sicherstellt.
Das untere Ende eines jeden Eckgurtes 2, eines Mastelementes 1 trägt in gleicher Weise zwei doppelte Bohrungen 25 und 26, die in die Winkelprofile 5 und 6 rechtwinkelig zu den Außenflächen des besagten Eckgurtes 2 eingebohrt sind. Diese doppelten Bohrungen 25 und 26 sind so angeordnet, daß ihre geometrischen Achsen mit den geometrischen Achsen der Bohrungen 14 und 15 des oberen Teilbereiches des Verbindungsstückes 7 übereinstimmen, sobald dieses selbst im Inneren des unteren Endes des Eckgurtes 1 angeordnet ist.
Die Durchmesser der doppelten Bohrungen 25 und 26 des unteren Endes des Eckgurtes 2 entsprechen im Durchmesser den Bohrungen 14 und 15 des oberen Teilbereiches des Verbindungsstückes 7. Wie die Figuren 5 und 6 zeigen, besitzt jede doppelte Bohrung 25 oder 26, genauer gesagt eine Bohrung vom kleineren Durchmesser entsprechend dem Teilbereich des kleineren Durchmessers der Bohrung 14 oder 15 des Verbindungsstückes 7 und eine Bohrung von größerem Durchmesser, der dem Teilbereich mit dem größeren Durchmesser der Bohrung 14 oder 15 des Verbindungsstückes 7 entspricht.
Der Zusammenbau zwischen dem Verbindungsstück 7 und dem unteren Ende des Eckgurtes 2 wird auf der Baustelle mit Hilfe von zwei Verbindungsbolzen 27 und 28 mit zwei Durchmessern, entsprechend den beiden vorher genannten Durchmessern für die Bohrungen 14, 15, 25 und 26.
Wie die Figuren 2, 5 und 6 zeigen, besitzt jeder Bolzen 27 oder 28 nacheinanderfolgend von einem Ende zum anderen folgende Bereiche:
Einen vergrößerten Kopf entsprechend 29 und 30, einen glatten zylindrischen Bereich mit größerem Durchmesser 31, 32 entsprechend dem Bereich des größeren Durchmessers der Bohrung 14, 15, eine kegelförmige Zone 33, 34, einen glatten zy- lindrischen Bereich mit kleinerem Durchmesser 35, 36, entsprechend dem Bereich des kleineren Durchmessers der Bohrung 14, 15 und einen abschließenden kegelförmigen Bereich 37, 38.
Die Länge des glatten Bereiches mit dem kleineren Durchmesser 35, 36, vergrößert zur Länge der kegelförmigen Zone 33 und 34, liegt in der gleichen Größenordnung wie die Länge des glatten Bereiches des größeren Durchmessers 31, 32, was die Montage der Bolzen 27 und 28 erleichtert, wobei die Länge des notwendigen Einsteckendes entsprechend auf weniger als die Hälfte im Bezug auf die Gesamtlänge jedes Bolzens 27, 28 reduziert ist. Der Zusammenbau geht dadurch vonstatten, daß die unteren Enden der Eckgurte 2 des aufzusetzenden Mastelementes 1 über die vorstehenden Teilbereiche der Verbindungsstücke 7, die sich bereits an der Spitze des Mastelementes 1 an ihrem Platz befinden, übergestülpt wird. Sobald die unteren Flächen der Eckgurte 2 des oberen Mastelementes 1 in Kontakt mit den oberen Flächen 20 der Eckgurte 2 des unteren Mastelementes 1 kommen, befinden sich die doppelten Bohrungen 25 un 26 jedes Eckgurtes in Flucht mit den Bohrungen 14 und 15 des oberen Teilbereiches des Verbindungsstückes 7. Danach werden die beiden Verbindungsbolzen 27 und 28 in diese Bohrungen eingeführt, wobei ihre Montage durch ihre Ausbildung mit zwei Durchmessern erleichtert wird. Um zu vermeiden, daß die Bolzen 27 und 28 sich verschieben, sobald sie einmal montiert sind und solange der Kran in Betrieb ist, wird jeder von ihnen in Dreh- und Translationsrichtung durch das Einsetzen eines Splintes entsprechend Teilebezeichnung 39, 40, der durch eine Öffnung 41, 42, welche querverlaufend im Kopf 29, 30 des Verbindungsbolzens 27, 28 ausgespart ist, eingeführt wird, gesichert. Jeder Splint 39, 40 durchquert darüber hinaus ein Loch 43, 44, was in einer Halteplatte 45, 46 ausgespart ist, wobei die Halteplatte unter Zwischenschaltung einer Verstärkungsplatte 47, 48, die selbst wiederum in einfacher Weise um eine Bohrung 25, 26 auf die Außenseite des Eckgurtes 2 aufgeschweißt ist, am Eckgurt 2 angeschweißt wird. Die letztgenannten Elemente sind auf der Figur 2 gut sichtbar, während die Figur 4 den schlußendlich erreichten Zusammenbauzustand zeigt. Man stellt fest, daß aufgrund der kegelförmigen Zone 33, 34 jedes Bolzens 27, 28 man in der Bohrung 14, 15 einen ringförmigen Hohlraum erhält, der als Fettreservoir dienen kann.
Um die auf der Baustelle wie oben beschrieben zusammengefügten beiden Eckgurte 2 zu trennen, demontiert man die Verbindungsbolzen 27 und 28 nach Herausziehen der Splinte 39 und 40, wodurch das Anheben der Eckgurte 2, welche zum oberen Mastelement gehören, ermöglicht wird, während das innere Verbindungsstück 7 an der Spitze des Eckgurtes 2, welcher zum unteren Mastelement 1 gehört, verbleibt.
Man erhält also eine lösbare Verbindungsvorrichtung für Mastelemente 1 eines Turmdrehkranes, deren stetiger Verlauf gleichzeitig durch den Kontakt der Enden im Bezug auf die Eckgurte 2 und durch die Anwesenheit des inneren Verbindungsstückes 7 gewährleistet ist. Bei dieser Art des Zusammenbaus ist die Übertragung der Längs- und Querkräfte, die durch die durch die oberen Teilbereiche des Kranes hervorgerufenen Belastungen bewirkt werden, durch den direkten Kontakt der Enden der Eckgurte 2 für die Druckkräfte, durch die Schubbeanspruchung der Verbindungsbolzen 18, 19, 27 und 28 für die Zugkräfte und durch die Schubbeanspruchung der einen oder der anderen der rechtwinkelig zueinander angeordneten Bolzen für die Querkräfte gewährleistet.
Die Figuren 8 bis 10 zeigen eine Variante, die sich von demjenigen Ausführungsbeispiel, das vorstehend mit Bezugnahme auf die Figuren 1 - 7 beschrieben worden ist, nur durch die Mittel unterscheidet, die beiden rechtwinkelig angeordneten, zur Verbindung des oberen Teilbereiches des Verbindungsstückes 7 mit dem unteren Ende des Eckgurtes 2 vorgesehenen Verbindungsbolzen an ihrer Bewegung zu hindern. Demzufolge zeigt die Figur 8 nur einen Teilbereich der Verbindungsvorrichtung, wobei die gleichen Bezugszeichen für die nicht geänderten Teile benutzt werden.
Jede Verbindungsachse 27 oder 28 mit zwei unterschiedlichen Durchmessern weist hier einen verkleinerten Kopf 29, 30 auf, während sein kegelförmiger Endbereich 37, 38 mit einer querverlaufenden Ausnehmung 49, 50 versehen ist. Die translatorische Grundbeweglichkeit jedes Bolzens 27, 28 wird mit Hilfe einer Bolzenhaltebuchse 51, 52 bewirkt, die selbst wiederum durch einen Haltestift 53, 54, der zum Durchstecken der Ausnehmung 49, 50 vorgesehen ist, gehalten ist.
Bezugnehmend auf die Figuren 9 und 10 besitzt jede Bolzenhaltebuchse 51, 52 ein erstes Lochpaar 55, das einer diametral verlaufenden gleichen Achse folgend ausgespart ist und ein zweites Lochpaar 57, das entsprechend einer diametralen weiteren Achse 58 vorgesehen ist, wobei diese in axialer und winkeliger Richtung in Bezug auf die Achse 56 verschoben ist. Die axiale Verschiebung der beiden Achsen 56 und 58, die durch den Buchstaben e gekennzeichnet ist, beträgt einige Millimeter und die beiden Achsen 56 und 58 stehen beispielsweise rechtwinkelig aufeinander. Darüber hinaus ist die Distanz a, b zwischen jeder Achse 56 oder 58 und einem Ende der Buchse 51, 52 unterschiedlich zum Abstand c, d zwischen der gleichen Achse 56 oder 58 und dem anderen Ende der Buchse 51, 52, wobei die Differenz einige Millimeter beträgt.
Folglich erhält man entsprechend dem Montagesinn der Buchse 51, 52 auf dem Verbindungsbolzen 27, 28 und entsprechend der Auswahl des Lochpaares 55, 57, welches für den Durchgang des Stiftes 53, 54 benutzt wird, für die translatorische Festlegung der Bolzen 27, 28 vier Möglichkeiten, was eine den Fabrikationstoleranzen, insbesondere den ziemlich unterschiedlichen Abmessungen der Eckprofile 5, 6, Rechnung tragende Abmessungsanpassung ermöglicht. Nach Auswahl der Position der Buchse 51, 52 und des zu benutzenden Lochpaares 55, 57 wird jeder Stift 53, 54 quer durch dieses Loch paar und durch die Aussparung 59, 50 des Bolzens 27, 28 hindurchgesteckt. Schließlich wird jeder eingesetzte Haltestift 53, 54 selbst mit Hilfe von zwei Sicherungsstiften 59, 60 gehalten, wobei insbesondere Haltestifte des Types ''beta" verwendet werden - siehe Figur 8.
Es versteht sich von selbst und ergibt sich aus dem vorher Gesagten, daß die Erfindung sich nicht auf die oben beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen der lösbaren Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente beschränkt; sie umfaßt im Gegenteil alle Gestaltungs- und Anwendungsvarianten, die auf dem gleichen Prinzip basieren. Insbesondere verläßt man nicht den Schutzumfang der Erfindung
- indem man ein inneres Verbindungsstück von andersartigem Querschnitt: rechteckig, kreisförmig, etc., benutzt;
- indem man Verbindungsbolzen von anderem Durchmesser oder mit mehreren verschiedenen Durchmessern benutzt;
- indem man die gleiche Verbindungsvorrichtung auf andere metallische Gerüstelemente als diejenigen, die für Mastelemente von Turmdrehkränen verwendet werden benutzt. Die Erfindung ist selbstverständlich anwendbar auf alle analogen Strukturen, wie beispielsweise Pylone, Masten von Portalkränen, etc.;
- indem man die Verbindungsvorrichtung nur im Rahmen ihres oberen Teilbereiches benutzt, der für die Montage auf der Baustelle vorgesehen ist, wobei selbstverständlich ist, daß die fabrikmäßige Vormontage des unteren Teilbereiches, die nicht obligatorisch lösbar sein muß, durch andere Befestigungsmethoden realisiert werden kann.

Claims

1. Lösbare Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente, die einen schrittweisen Zusammenbau von im Querschnitt hohlen, zu zwei Gerüstelementen gehörigen Eckgurten, insbesondere von zwei Elementen eines aufrichtbaren Mastes eines Turmdrehkranes, ermöglicht, mit einem inneren Verbindungsstück, welches einen an den Innenhohlquerschnitt des Eckgurtes (2) angepaßten Querschnitt aufweist und mit Querverbindungsorganen (18, 19, 27, 28) zum Zusammenbau des Verbindungsstückes mit den zwei zusammenzufügenden Eckgurten (2), wobei sich die Enden von letzteren kontaktieren, und jedes Verbindungsmittel in Form eines Verbindungsbolzens (18, 19, 27, 28) mit Mitteln zur Verhinderung von translatorischen und eventuell rotatorischen Bewegungen (21 - 24, 39 - 48, 49 - 60) versehen ist und wobei die Verbindungsbolzen eine Querbohrung (12, 13, 14, 15) des Verbindungsstückes und der der Bohrung gegenüberliegenden, in dem Eckgurt koaxial eingefügten Bohrung durchqueren, wobei das Verbindungsstück (7) an einem der Eckgurte (2) durch ein erstes Paar (18, 19) von Verbindungsbolzen, die rechtwinkelig zueinander in Längsrichtung des Verbindungsstückes (7) versetzt sind, und an dem anderen Eckgurt (2) durch ein zweites Paar (27, 28) von rechtwinkelig zueinander in Längsrichtung des Verbindungsstücks (7) versetzt angeordneten Verbindungsbolzen festgelegt ist und wobei das Verbindungsstück (7) zwei Paar rechtwinkelig zueinander angeordnete, zur Aufnahme der zwei Paar Verbindungsbolzen (18, 19, 27, 28) vorgesehene Querbohrungen (12, 13, 14, 15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teilbereich des Verbindungsstückes (7) an einem unteren Eckgurt durch zwei rechtwinkelig zueinander angeordnete Verbindungsbolzen von einheitlichem Durchmesser festgelegt ist und daß der obere Teilbereich des Verbindungsstückes (7) am oberen Eckgurt (2) durch zwei rechtwinkelig zueinander angeordnete Verbindungsbolzen mit zwei Teilbereichen (31, 32, 35, 36) von unterschiedlichem, aber in der Größe wenig differierenden Durchmesser festgelegt ist.

2. Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen (18, 19), die den unteren Teilbereich des Verbindungsstückes (7) festlegen, ein Ende oder einen Kopf aufweisen, der durch eine Halteplatte (21, 22), die dazu vorgesehen ist, auf eine Verstärkungsplatte, die ihrerseits zuvor außen an den unteren Eckgurt auf Höhe der Bohrung (16, 17) dieses Eckgurtes, durch die der entsprechende Verbindungsbolzen (18, 19) gesteckt wird, angeschweißt wurde, angeschweißt zu werden, gehalten ist.

3. Lösbare Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilbereiche (31, 32, 35, 36) mit unterschiedlichem Durchmesser der beiden rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen (27, 28), die den oberen Teilbereich des oberen Verbindungsstückes (7) fixieren, miteinander durch eine Zwischenzone von ansteigendem Durchmesser verbunden sind, wie beispielsweise eine kegelstumpfartige Verbindungszone (33, 34), wobei wenigstens ein Ende (29, 30, 37, 38) jedes Verbindungsbolzens (27, 28) mit Mitteln (39 - 48, 49 - 60) versehen ist, die es erlauben, Bewegungen in translatorischer und eventuell in rotatorischer Richtung zeitweise auszuschließen.

4. Lösbare Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Mittel für jeden der beiden rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen (27, 28) eine diametral im Bereich seines größten Durchmessers angeordnete Bohrung (41, 42), vorzugsweise im Kopf (29, 30) des Bolzens (27, 28), aufweisen, durch die ein Splint (39, 40) zur Festlegung der besagten Achse (27, 28) in translatorischer und rotatorischer Richtung gesteckt wird, wobei der Splint (39, 40) zusätzlich ein Loch (43, 44) durchquert, welches in eine Halteplatte (45, 46) gebohrt ist, die unter Zwischenschaltung einer Verstärkungsplatte (47, 48) an der Außenseite des oberen Eckgurtes (2) in der Nähe der Durchgangsbohrung (25, 26) des Eckgurtes (2), durch die der Bolzen (27, 28) gesteckt wird, angeschweißt ist.

5. Lösbare Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Mittel für jeden der beiden rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen (27, 28) eine im Bereich des kleinsten Durchmessers des Bolzens (27, 28), vorzugsweise in seinem Endbereich (37, 38) angeordnete, diametrale Bohrung (49, 50), und eine Haltebuchse (51, 52) aufweisen, die um den besagten Teilbereich (37, 38) des Bolzens (27, 28) angeordnet ist und auf diesem durch einen Stift (53, 54) gehalten ist, wobei der Stift ein Paar sich gegenüberliegender Löcher (55, 57) der Buchse (51, 52) und die oben angeführte Bohrung durchquert.

6. Lösbare Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebuchse (51, 52) für den Durchgang des Stiftes (53, 54) wenigstens zwei Paar Löcher (55, 57) besitzt, die diametralen Achsen folgend rechtwinkelig zueinander in axialer Richtung versetzt gebohrt sind und die vorzugsweise in unterschiedlichen Entfernungen (a, b, c, d) von beiden Enden der Buchse (51, 52) angeordnet sind.

7. Lösbare Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, verwendbar für den schrittweisen Zusammenbau von zwei hohlen, aus Eckprofilen (5, 6) aufgebauten Gurten, wobei der Hohlquerschnitt im wesentlichen quadratisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Verbindungsstück (7) selbst einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweist und daß es zwei diagonal gegenüber angeordnete Längsfasen (8, 9) besitzt, die dazu vorgesehen sind, in den inneren abgerundeten Winkeln der zwei Eckprofile (5, 5), die zusammen den zu verbindenden Eckgurt (2) bilden, Platz zu finden, wobei andere Fasen (10,11) am Ende des Verbindungsstückes (7) angeformt sind.

8. Lösbare Verbindungsvorrichtung für metallische Gerüstelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, verwendbar für die Verbindung von Winkelgurten oder Stützen (2), wie sie als Elemente von Masten (1) eines Turmdrehkranes Verwendung finden, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des unteren Teilbereiches des unteren Verbindungsstückes (7) am oberen Ende eines Eckgurtes eines unteren Mastelementes (1) durch ein erstes Paar von rechtwinkelig zueinander angeordneten Verbindungsbolzen (18, 19) eine dauerhafte, in einer Fabrik herstellbare Befestigung ist, während die Befestigung des oberen Teilbereiches des Verbindungsstückes (7) am unteren Ende eines Eckgurtes (2) eines oberen Mastelementes (1) durch ein zweites Paar von Verbindungsbolzen (27, 28) eine demontierbare Befestigung ist, die auf einer Baustelle hergestellt werden kann.