KRAN MIT VERSTäRKUNGSBLECH

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen auf Lastkraftwagen mitführbaren Ladekran, der in mindestens einer hochbelasteten Zone mit einem Verstärkungsblech versehen ist, das auf das entsprechende Kranbauteil aufgeschweißt ist sowie ein Verfahren zur Behandlung einer Schweißnaht, mittels derer ein Verstärkungsblech auf ein Kranbauteil aufgeschweißt ist.

Kräne werden in hochbelasteten Zonen häufig mit Verstärkungsblechen versehen, um die dort auftretenden Belastungsspitzen aufzunehmen und eine ausreichende Stabilität des entsprechenden Kranbauteils zu gewährleisten. Beim Aufschweißen von

Verstärkungsblechen muss jedoch darauf geachtet werden, dass nicht die Schweißnaht eine

Schwachstelle bildet, von der ausgehend Risse entstehen, die wiederum zum Versagen des

Bauteils führen. Wesentlich ist dabei zunächst eine entsprechende Formgebung des Verstärkungsblechs.

Ergänzend dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schweißnaht und der an die Schweißnaht angrenzende Bereich des Verstärkungsblechs zumindest abschnittsweise geschliffen und kaltverformt, insbesondere durch Hämmern oder Nadeln kaltverformt sind.

Analog dazu sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass die Schweißnaht und der an die Schweißnaht angrenzende Bereich des Verstärkungsblechs zumindest abschnittsweise geschliffen und anschließend kaitverformt wird.

Durch die Kombination von Schleifbehandlung und Kaltverformung wird eine bisher nicht erreichte Ermüdungsfestigkeit erzielt.

Günstig ist insbesondere, wenn spitz auslaufende Abschnitte des Verstärkungsblechs, an denen Spannungsspitzen auftreten, geschliffen sind.

Bei der Kaltverformung hat sich das Hämmern oder Nadeln mit Ultraschallfrequenz bewährt, wobei diese Verfahren in der Fachsprache unter „Ultrasonic impact treatment" (UIT) zusammengefasst werden.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:

Fig. 1 : eine Kransäule mit aufgeschweißtem Verstärkungsblech,

Fig. 2: das Detail A in Fig. 1 in Vergrößerung, Fig. 3a: eine Seitenansicht des Kranbauteils mit aufgeschweißtem Verstärkungsblech und

Fig. 3b: die entsprechende Ansicht von oben, beides vor einer Nachbehandlung,

Fig. 4a: eine der Fig. 3a entsprechende Seitenansicht nach dem Schleifen,

Fig. 4b: eine der Fig. 3b entsprechende Ansicht von oben nach dem Schleifen, Fig. 5a: eine den Fig. 3a und 4a entsprechende Seitenansicht nach der

Kaltverformung und Fig. 5b: eine den Fig. 3b und 4b entsprechende Ansicht von oben nach der

Kaltverformung.

Fig. 1 zeigt als beispielhaft herausgegriffenes Kranbauteil 1 eine Kransäule, die an ihrem oberen Ende mit einem Verstärkungsblech 2 versehen ist, das aufgeschweißt ist. Hochbelastete Zonen, die das Aufschweißen von Verstärkungsblechen notwendig und sinnvoll erscheinen lassen, finden jedoch ebenso gut auf dem Knickarm oder Schwenkarm eines Krans.

Fig. 2 zeigt in Vergrößerung das am Kranbauteil 1 anliegende Verstärkungsblech 2, wobei die Schweißnaht 3, mit der das Verstärkungsblech 2 umlaufend mit dem Kranbauteil 1 verschweißt ist, noch fehlt.

Dargestellt ist diese Schweißnaht 3 in den Fig. 3a und 3b, deren Ausschnitte das spitz zulaufende Ende des Verstärkungsblechs 2 zeigen. Eingesetzt wird hauptsächlich MAG- Schweißen, wobei allerdings auch jedes andere Schweißverfahren vorsteilbar ist.

Wesentlich ist die anschließende Schleifbehandlung, bei der zumindest der spitz zulaufende Abschnitt des Verstärkungsblechs 2 sowie die angrenzende Schweißnaht 3 geschliffen werden. Durch den Schleifvorgang wird ein harmonischer übergang ohne Kerben erzielt. Das Schleifmittel ist dabei so zu wählen, dass keine tiefgehenden Schleifspuren verbleiben. Die Schleifzone ist in Fig. 4b schraffiert und mit dem Bezugszeichen 4 gekennzeichnet.

Letzter Verfahrensschritt ist das Kaltverformen, insbesondere durch „ultrasonic impact treatment" (UIT). Durch Nadeln oder Hämmern mit Ultraschallfrequenz werden dabei das Verstärkungsblech 2, die Schweißnaht 3 sowie vorzugsweise der angrenzende Bereich des Kranbauteils 1 kaltverformt. Die kaltverformte Zone ist schraffiert eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 5 versehen.

Anstelle des Nadeins oder Hämmerns kann analog dem Sandstrahlen ein Kugelstrahlen, beispielsweise mit Stahlkugeln von etwa 2 mm Durchmesser erfolgen.

Durch die beim Kaltverformen bewirkte Oberflächenverdichtung erfolgt eine Umwandlung der beim Schweißen entstehenden Zugeigenspannung („Schrumpfspannung") in Druckspannung. Dabei werden Druckeigenspannungen sowohl in der Schweißnaht, als auch in den angrenzenden Werkstückbereichen eingebracht.

Die durchschnittliche Eindringtiefe der eingebrachten Druckspannung liegt zwischen 0,7 und 1 ,3 mm. Das dabei auftretende Druckspannungsmaximum liegt bei ca. 50 % der Streckgrenze der eingesetzten Stahlqualität.

Durch diese eingebrachte Druckeigenspannung wird speziell in zug- und biege- zugbeanspruchten Bereichen einerseits bei gleichbleibender Spannungsamplitude die ertragbare Lastspielzahl wesentlich erhöht oder vice versa bei gleicher Lastspielzahl die ertragbare Spannungsamplitude erhöht.