Dimensionierung eines Stahl 4kant Rohres

Hallo zusammen,

ich möchte mir eine Hebehilfe für schwere Teile bauen. Dazu hab ich mir einen Kettenzug mit 1to Maximalbelastung gekauft.
Ich möchte nur ein Dreibein aus Stahl 4kant Rohr dazu bauen, an dem ich den Kettenzug aufhänge.

Meine Frage ist nun:
Wo kann ich ausrechnen, wie stark das Rohr dimensioniert sein muss, damit es 1to Last aushält? Reichen 3mm Wandstärke bei einem quadratischen Rohr mit 50mm Kantenlänge? Das Ganze soll ca. 3.5 m hoch werden.

Ich möchte das ganze nicht zu schwer werden lassen, damit ich zum transportieren keinen Kran brauche :smile:

Grüßle

Gerhard

Hallo,

ich möchte mir eine Hebehilfe für schwere Teile bauen. Dazu
hab ich mir einen Kettenzug mit 1to Maximalbelastung gekauft.
Ich möchte nur ein Dreibein aus Stahl 4kant Rohr dazu bauen,
an dem ich den Kettenzug aufhänge.

OK

Meine Frage ist nun:
Wo kann ich ausrechnen, wie stark das Rohr dimensioniert sein
muss, damit es 1to Last aushält? Reichen 3mm Wandstärke bei
einem quadratischen Rohr mit 50mm Kantenlänge? Das Ganze soll
ca. 3.5 m hoch werden.

Also da musst du deine Konstruktion schon noch mehr beschreiben. Welche Winkel hast du im Dreibein? Dürfen Versteifungen zwischen die Profile usw. Am besten ne Skizze machen und dann darüber diskutieren.

Ich möchte das ganze nicht zu schwer werden lassen, damit ich
zum transportieren keinen Kran brauche :smile:

Kannst ja auch eine demontierbare Konstruktion machen. Alles schöne handliche STücke, welche man zusammenschrauben kann.
Also gib mal ein paar mehr Infos.

mfg

Bert

Hallo Bert,

erst mal danke für Deine Antwort!

Geplant habe ich das folgendermaßen:

Das Dreibein soll ca. maximal 3,50m hoch werden. Die Beine werden teleskopartig aufgebaut sein. Dazu möchte ich zwei ineinander laufende 4kant Rohre verwenden. Das obere (dünnere) Rohr wird mindestens 50 cm im dickeren Rohr sein. Fixiert wird das innere Rohr durch einen Bolzen, der quer durch die Rohre gesteckt wird. Dadurch lassen sich auch verschiedene Höhen realisieren.

Der Winkel, in dem die Beine voneinander weg stehen wird ca. 20° sein. Das ist ausreichend, um bei voller Höhe bequem einen PKW Anhänger entladen zu können.

Die Beine werde ich mit Ketten miteinander verbinden, so dass durch Abrutschen das Ganze keinen „Spagat“ machen kann.

Verstrebungen hab ich eigentlich nicht geplant, um das Ganze leicht zerlegbar zu machen.

Als Aufhängung für den Kettenzug dachte ich an ein Rundmaterial mit 30mm Durchmesser. Die Länge der Stange wird dann ca. 30cm sein. Ich denke, das sollte ausreichen :smile:.

Ach ja, das Ganze wird aus Baustahl ST 37 oder so gefertigt. Halt normales geschweißtes Rohr…

Mit Skizze schauts momentan noch schlecht aus, weil ich nicht weiß, wie ich die hier reinstellen kann.

Grüßle

Gerhard

Hallo Gerhard,

wenn Du es gut machen willst, solltest Du für den ungünstigsten Fall
( Teleskop ganz ausgezogen ) die Stützen auf Knickung, und die
durchgesteckten Arretierbolzen auf Abscheren berechnen!
Gruss Wolfgang

Hallo Wolfgang,

vielen Dank für Deinen Tipp. Wo finde ich Berechnungsformeln, um das Ganze korrekt auszurechnen?

Grüßle

Gerhard

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo Gerhard,

die Berechnung der Stützen würde ich nach dem Omega-Verfahren durchführen, zu finden in der Fachliteratur " Technische Mechanik".

Die Berechnung der durchgesteckten Bolzen : In jedem Maschinenelemente-Buch wie z.B. Decker, oder Roloff/Matek unter dem Kapitel " Bolzenverbindungen "

Gruss Wolfgang

Hallo Gerhard,

habe deine Angaben mal kurz überschlagen. Mit der Knicklast solltest du weniger die Probleme bekommen. Mir macht eher die Biegespannung sorgen. Dein Quadratrohr 50x50x3 ist definitiv zu schwach. Solltest mindestens zwei Nummern größer wählen. Und dabei habe ich noch nicht mal mit Sicherheiten gerechnet. Sicherheiten bei Hebezeugen gegen Bruch liegen sehr hoch (bei 8…10?).
Ich schätze mal, dass du irgendwo beim 100mm oder 120mm Hohlprofil landen wirst. Aber 1000kg sind ja auch nicht ganz zu verachten.
Bin gespannt, was die anderen meinen.
Aber die Leichtbauvariante für deinen 1000kg Kran kannst du wohl oder übel vergessen.

Gruß
Dirk

Hallo zusammen,

erst mal - vielen Dank für die Antworten!

habe deine Angaben mal kurz überschlagen. Mit der Knicklast
solltest du weniger die Probleme bekommen. Mir macht eher die
Biegespannung sorgen.

Wo ist denn der Unterschied zwischen Knicklast und Biegespannung? Ich hab so grob mal die Knicklast überschlagen - und bin der Meinung, dass der Rohrquerschnitt ausreichend wäre. Denn ein 50X50X3mm Rohr ist so leicht nicht abzuknicken. Zumal es letztendlich 3 Rohre sind und diese auch nicht im Rechten Winkel zur auftretenden Kraft stehen.

Was hab ich also nicht bedacht? Ich bin halt kein Experte, darum auch meine Frage hier :smile:!

Ich schätze mal, dass du irgendwo beim 100mm oder 120mm
Hohlprofil landen wirst. Aber 1000kg sind ja auch nicht ganz
zu verachten.

Vielleicht noch eine ergänzende Frage dazu: Was bringt eigentlich mehr? Höherer Rohrquerschnitt oder mehr Dicke des Rohrs? Ich spiele mit dem Gedanken kein quadratisches Rohr zu verwenden, sondern ein rechteckiges. Denn die Hauptlast wird die Schwerkraft des zu hebenden Gegenstands sein. Somit wirkt die meiste Kraft gerade nach unten. Somit ist es (für mich jedenfalls) logisch, dass das Rohr ruhig auch rechteckig sein kann.

Dass die Leichtbauweise kein Thema ist, sehe ich auch jetzt ein. Schließlich soll das Ganze ja auch halten.

Grüßle

Gerhard

Hallo Gerhard,

das wird jetzt vielleicht etwas umfangreicher, aber ich probiere es mal:
Knicklast und Biegespannung sind in der Tat völlig unterschiedlich.
Bei der Knicklast rechnest du eine Kraft aus, bei der dein Profilrohr einknickt. Bleibst du unterhalb dieser Kraft, knickt das Rohr nicht.
Nun ist bei deiner Konstruktion aber folgendes Problem: der Einfachheit halber betrachten wir nur ein Profil. Wie von dir auch richtig angenommen, trägt jedes der drei Beine 1/3 der Last. Stell dir jetzt dieses eine Bein vor, an dessen Ende ca. 330kg hängen. (Das Fußende ist im Boden verankert. Nur zur besseren Veranschaulichung.) Die Last hängt senkrecht nach unten. Ein Teil dieser Last wird direkt in die Längsachse des Profils eingeleitet. Hierdurch entsteht eine Druckspannung. (In deinem Fall vernachlässigbar klein). Jetzt gibt es aber noch eine Kraftkomponente, die das obere Ende deines Profils im rechten Winkel angreift. Diese bewirkt eine Biegung des Profils. (Als Beispiel, passend zur WM: deine Deutschlandfahne hängt schräg aus dem Fenster raus. Wie du sehen wirst, biegt sich der Stiel nach unten.) Die Last (oder Kraft) bewirkt die Biegespannung im Profil.
Da dein Gestell ca. 3,5m hoch werden soll, hast du eine sehr hohe Biegespannung (Moment= Kraft x Hebelarm).
Die Druckspannung und die Biegespannung überlagern sich und heraus kommt eine Gesamtspannung.

Soviel vorerst hierzu. Jetzt zu deiner Frag: Was bringt mehr?

Es kommt letzendlich auf das Flächen- und Widerstandsmoment eines Profils an ( http://www.kloeckner-stahlhandel.de/business/pdf/sta… ). Diese sind abhängig von der Form und von der Größe des Profils. Für deinen Anwendungsfall kann man ein Rechteckprofil auswählen. Musst hierbei nur darauf achten, dass du die schmale Seite des Profils zum Mittelpunkt zeigen lässt.

Ich könnte dir jetzt sagen, welches Profil du mindestens nehmen musst. Dieses möchte ich aber aus folgendem Grund nicht tun. Wenn dir dein Gestell, aus was für einem Grund auch immer, zusammenbricht und jemand seinen Fuß drunter hat, bin ich womöglich noch dran.

Du solltest vielleicht doch noch mal einen dir bekannten Ingenieur oder Meister fragen. Ok, ist mir klar, würdest du einen kennen, würdest du die Frage hier nicht stellen.

Eine Anmerkung zu deiner Konstruktion möchte ich noch machen. Du wolltest die Beine mit Ketten abspannen, damit sie dir nicht auseinander knicken. Soweit, so gut. Aber wie willst du dann noch deinen Anhänger runterfahren, wenn da eine Kette ist?
Könntest die Kette ganz nach unten machen und den Anhänger rüberrollen. Dann würde es gehen.

Ich kenne deinen Anwendungsfall ja nicht. Vielleicht geht ja auch ein Portalkran. Aber auch das wird kein Leichtbau.

Fazit: Nicht umsonst werden Hebezeuge vom TÜV o.ä. geprüft, weil Menschen zu Schaden kommmen können.
Deshalb meine Empfehlung: bei den von dir angegeben Dimensionen (3,5m; 1000kg) würde ich (wenn ich Laie wäre) die Finger lassen. Zumal du sagts, dass du kein Experte bist.

Machbar ist es, aber dann lass es lieber durch eine Firma berechnen und bauen. Dann bist du (rechtlich) auf der sicheren Seite, wenn was passiert.

Ich hoffe, ich konnte dir ein wenig weiter helfen.

Gruß
Dirk

Hallo Dirk,

ich kann das nachvollziehen, dass Du keine Empfehlung in Sachen Materialauswahl geben willst :smile:. Ich würde das auch nicht tun, wenn es um Dinge geht, die an die Gesundheit gehen könnten.

Ich hab das jetzt verstanden, dass mein Vorhaben nicht so realisierbar ist. Ich werde mir etwas anderes einfallen lassen. Mal sehen, wie ich da zum Ziel komme.

Grüßle

Gerhard