DE19840537A1

DE19840537A1 - Pfannenschlaufe

Info

Publication number: DE19840537A1
Application number: DE19840537A
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Dipl Ing Gohres; Franz-Josef Divjak; Norbert Dipl Ing Asmus
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 1999-04-01
Also published as: DE59809026D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Pfannenschlaufe als Verbindungsglied zwischen einem an einer Pfanne angeordneten Zapfen und einem Gehänge eines Kranes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Pfannen, insbesondere Gießpfannen in einem Stahlwerk, müssen entweder zum Entleeren oder bei Erneuerung der Ausmauerung kippbar sein. Dazu wird zwischen dem Zapfen der Pfanne und dem Gehänge eines Kranes eine sogenannte Pfannenschlaufe als Verbindungsglied angeordnet. Dadurch wird der Anhängepunkt soweit nach oben verschoben, daß die Pfanne unter dem Gehänge hindurch gekippt werden kann. Die rechts und links der Pfanne angeordneten Pfannenschlaufen müssen das Gewicht der Pfanne samt Inhalt tragen. Sie bestehen aus zwei parallel im Abstand voneinander angeordneten Laschen, wobei in einem Endbereich der Laschen eine den Zapfen der Pfanne umfassende Hülse und im anderen Endbereich ein durch die Laschen sich erstreckender, im Hakenmaul des Krangehänges einlegbarer Zapfen angeordnet ist, wobei die Endbereiche von Hülse und Zapfen sich in den Laschen angeordneten, einander gegenüberliegenden Bohrungen abstützen und mit den Laschen lösbar verbunden sind (Lexikon der Hüttentechnik, Band 5, 1963, Seite 240, 241). Nachteilig bei der bekannten Ausführung ist, daß der Kraftfluß nur über die Laschen erfolgt, so daß die Querschnitte entsprechend ausgelegt werden müssen. Das führt zu einem Gesamtgewicht der Pfannenschlaufen, die bei begrenzter Maximallast für die gefüllte Pfanne der Nutzlast, d. h. der Einfüllmenge verlorengeht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pfannenschlaufe anzugeben, die bei gleicher maximaler Traglast signifikant weniger Gewicht hat als herkömmliche Pfannenschlaufen.

Die gestellte Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Nach der Lehre des Patentes sind die Hülse, der Zapfen und die Laschen aus einer Werkstoffgüte hergestellt und form- und gewichtsoptimiert miteinander verbunden und bilden ein isotensisches geschlossenes Kettenglied. Wesentlicher Ansatz der neugestalteten Pfannenschlaufe ist die Einbeziehung von Hülse und Zapfen zur Traglastübertragung, so daß überflüssiges Laschenmaterial eingespart werden kann. Bei der bekannten Konstruktion war die Querschnittsauslegung im Bereich des Zapfens für die Traglastübertragung gerade ausreichend, im Bereich der Hülse aber überdimensioniert. Die vorgeschlagene Pfannenschlaufe ist dagegen so ausgelegt, daß alle Querschnittsbereiche gleichmäßig beansprucht werden. Eine so gestaltete Pfannenschlaufe kann einstückig sein, sei es als Stahlgußstück, sei es als ein aus dem Vollen hergestelltes Schmiedestück. Von den Herstellkosten her und im Hinblick auf eine Anpassung an verschiedene Krangehänge und Pfannenzapfen wird der geschweißten Ausführung der Vorzug gegeben. Wesentlich dabei ist, daß die Schweißnähte mit tragen und nicht nur zur Fixierung von Hülse und Zapfen in den Laschen dienen.

Um keine Kerbspannungen im Schweißnahtbereich zu erzeugen, sind in dem an der Schweißnaht unmittelbar angrenzenden Bereich abgerundete Ausnehmungen im Sinne von Entlastungsnuten angeordnet. Mit dieser Art der Ausbildung der Pfannenschlaufe kann das Gewicht für beide Pfannenschlaufen um bis zu mehr als 2 t reduziert werden, was der Nutzlast zugute kommt. Dabei bilden die Elemente der Pfannenschlaufe zusammen mit dem Krangehänge ein Tragsystem spannungsgleicher Querschnitte. Bei Werkstoffgleichheit von Pfannenschlaufe und Krangehänge gilt:

F_1.1 + F_1.2 = F_2.1 + F_2.2 = F₃ = F₄ (1)

wobei F_1.1 + F_1.2 die Querschnittsflächen der Hülse und F_2.1 + F_2.2 die Querschnittsflächen der Laschen und F₃ die Querschnittsfläche des Zapfens der Pfannenschlaufe und F₄ die Querschnittsfläche des Krangehänges ist. Bei dieser Betrachtungsweise werden die Schweißnähte in die Berechnung nach der Finite-Elemente-Methode (FEM) mit einbezogen und als Gitterstruktur modelliert.

In der Zeichnung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele die erfindungsgemäß ausgebildete Pfannenschlaufe näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Pfannenschlaufe

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A in Fig. 1

Fig. 3 wie Fig. 1, jedoch ein anderes Ausführungsbeispiel

Fig. 4 einen Schnitt in Richtung A-A in Fig. 3

Fig. 5 ein Prinzipbild des erfindungsgemäßen Tragsystems spannungsgleicher Querschnitte.

Die Pfannenschlaufe 1 besteht aus zwei parallelen im Abstand zueinander angeordneten Laschen 2, 3. Im unteren Endbereich der Laschen 2, 3 ist eine Hülse 4 angeordnet, die erfindungsgemäß über tragende Schweißnähte 5, 6 mit den beiden Laschen 2, 3 verbunden ist. Die Hülse 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen größeren Durchmesser 7 auf im Vergleich zur Breite 8 der Laschen 2, 3. Das ist von Vorteil für den Auslauf der Schweißnaht 5. In bekannter Weise ist die Bohrung der Hülse 4 als Langloch ausgebildet, was durch den Versatz der beiden Achsen 9, 10 erkennbar wird. Diese Ausführung der Hülse 4 wird gewählt, damit bei abgestellter Pfanne die Pfannenschlaufe 1 sich nach unten absetzen kann und gleichzeitig im oberen Bereich verriegelt ist. Im oberen Endbereich der beiden Laschen 2, 3 ist der Zapfen 11 angeordnet, der erfindungsgemäß ebenfalls über tragende Schweißnähte 12, 13 mit den beiden Laschen 2, 3 verbunden ist. Dabei liegt die Achse 14 des Zapfens 11 oberhalb des Mittelpunktes 15 des Abrundungsradius 16 des oberen Endbereiches der beiden Laschen 2, 3. Durch diesen Versatz wird Material der Laschen 2, 3 oberhalb des Zapfens 11 eingespart, was der Gewichtsoptimierung zugute kommt. Zur Entlastung im Schweißnahtbereich sind sowohl der Zapfen 11, als auch die Hülse 4 mit Nuten 17, 17', 18, 18' versehen.

In den Fig. 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 und Fig. 2 sind die Elemente der Pfannenschlaufe 20 in einer anderen Art und Weise ausgebildet. Die Laschen 21, 22 umfassen den Zapfen 11 nur noch über einen gewissen Umfang und zwar annähernd 180 Grad. Die Hülse 23 weist kein Langloch auf und der Durchmesser 7 entspricht etwa der Breite 8 der Laschen 21, 22 oder ist sogar kleiner. Auch diese Pfannenschlaufe 20 ist gewichtsoptimiert, da sie ebenfalls einem Tragsystem spannungsgleicher Querschnitte entspricht.

Fig. 5 zeigt als Prinzipdarstellung das erfindungsgemäße Tragsystem spannungsgleicher Querschnitte. Dabei entsprechen bei Werkstoffgleichheit von Krangehänge 19 und Pfannenschlaufe 20 die Querschnitte F_1.1 + F_1.2 der Hülse 23, dem Querschnitt F_2.1 + F_2.2 der Laschen 21, 22 und diesem dem Querschnitt F₃ des Zapfens 11 und diesem wiederum dem Querschnitt F₄ des Krangehänges 19. Nicht berücksichtigt ist die Querschnittsbetrachtung der hier nicht dargestellten tragenden Schweißnähte.

Claims

1. Pfannenschlaufe als Verbindungsglied zwischen einem an einer Pfanne angeordneten Zapfen und einem Gehänge eines Kranes, bestehend aus zwei parallel im Abstand voneinander angeordneten Laschen, wobei in einem Endbereich eine den Zapfen der Pfanne umfassende Hülse und im anderen Endbereich ein im Hakenmaul des Krangehänges anlegbarer Zapfen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4, 23), der Zapfen (11) und die Laschen (2, 3, 21, 22) aus einer Werkstoffgüte hergestellt und form- und gewichtsoptimiert miteinander verbunden sind und ein isotensisches geschlossenes Kettenglied bilden.

2. Pfannenschlaufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfannenschlaufe einstückig ausgebildet ist.

3. Pfannenschlaufe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfannenschlaufe ein Stahlgußstück ist.

4. Pfannenschlaufe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfannenschlaufe ein aus dem Vollen hergestelltes Schmiedestück ist.

5. Pfannenschlaufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4, 23), der Zapfen (11) und die Laschen (2, 3, 21, 22) über tragende Schweißnähte (5, 6) miteinander verbunden sind.

6. Pfannenschlaufe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4, 23) und der Zapfen (11) in dem der Schweißnaht (5, 6, 12, 13) unmittelbar angrenzenden Bereich eine abgerundete Ausnehmung (17, 17', 18, 18') aufweisen.

7. Pfannenschlaufe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (8) der Lasche (2, 3) geringer ist als der in der gleichen Ebene liegende Durchmesser (7) der Hülse (4).

8. Pfannenschlaufe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (8) der Lasche (21, 22) gleich oder größer ist als der in der gleichen Ebene liegende Durchmesser (7) der Hülse (23).

9. Pfannenschlaufe nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (14) des Zapfens (11) versetzt zum Mittelpunkt (15) des Abrundungsradius (16) und in Richtung des oberen Endbereiches der beiden Laschen (2, 3) angeordnet ist.

10. Pfannenschlaufe nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Hülse (4, 23) und des Zapfens (11) glattbündig zur außenliegenden Breitseite der Laschen (2, 3, 21, 22) liegen.

11. Pfannenschlaufe nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (2, 3, 4, 11, 21, 22, 23) der Pfannenschlaufe (1, 20) zusammen mit dem Krangehänge (19) ein Tragsystem spannungsgleicher Querschnitte bilden.