DE10022080C2

DE10022080C2 - Turas

Info

Publication number: DE10022080C2
Application number: DE10022080A
Authority: DE
Inventors: Werner Rutz; Ingo Noeske
Original assignee: Demag Mobile Cranes GmbH and Co KG
Current assignee: Terex Demag GmbH and Co KG
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2020-05-04
Also published as: US20010045773A1; JP2002005267A; EP1151910A2; ATE300460T1; JP4602591B2; EP1151910A3; DE10022080A1; US6595603B2; EP1151910B1; DE50106851D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Turas für ein Raupenfahrwerk, insbesondere Gittermastkran, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Turas der gattungsmäßigen Art ist aus der GB 1 602 143 bekannt. Dieser wirkt mit einer Endloskette zusammen und ist am Umfang mit eine Evolventenverzahnung aufweisenden Kettenzähnen versehen. Die Endloskette besteht aus mehreren eine Bodenplatte aufweisenden Kettengliedern mit zwei asymmetrisch zur Mitte und im Abstand voneinander angeordneten in Laufrichtung liegenden Führungsstegen. Zwischen den beiden Führungsstegen ist ein die beiden Stege verbindendes, tiefer liegendes nockenartiges Element angeordnet, das mit den Kettenzähnen des Turas kämmt. Die Teilkreisteilung, die sich ergibt aus Teilkreisumfang geteilt durch die Anzahl der Kettenzähne, ist über den gesamten Umfang konstant. Nachteilig bei der bekannten Lösung ist, dass bei Bergabfahrten eines Kranes dieser gebremst werden muss. Dabei kommt es infolge des in allen Segmenten vorhandenen Spiels zu einer Relativverschiebung zwischen Turas und Endloskette, so dass der Kopfbereich des davon betroffenen Kettenzahnes auf der Flanke des nockenartigen Elementes aufläuft. Im ungünstigsten Fall schert der Kettenzahn die Flanke des nockenartigen Elementes ab, was zu einer weiteren Verschlechterung der Eingriffsbedingungen führt, die sich durch ein lautes Geräusch bemerkbar machen. Auch beim Wechsel von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt treten die geschilderten Probleme auf.

Aus der DE 43 31 482 A1 ist ein Nockenwellenantrieb für PKW-Motoren in Form eines Zahnrad- Kettentriebs bekannt, der zur Unterdrückung von Heulgeräuschen infolge von Resonanzschwingungen Zahnkettenräder mit unterschiedlicher Teilung und eine Kette mit Kettengliedern unterschiedlicher Länge entsprechend der unterschiedlichen Teilung der Kettenräder vorsieht. Die Problematik einer Eingriffsverbesserung zwischen Kettenrad und Kette wird hierbei nicht angesprochen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Turas der gattungsmäßigen Art so weiterzuentwickeln, dass die zuvor geschilderten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch einen Turas mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Lehre der Erfindung weist der Zahnkranzbereich des erfindungsgemäß ausgebildeten Turas mindestens zwei oder ein ganzzahliges Vielfaches von zwei gleichartig ausgebildete/n Umfangsabschnitte/n auf, die bei konstanter Zahnbreite mit einer von Segment zu Segment sich verändernden Teilkreisteilung versehen sind. Dabei gilt, dass die Summe aller abweichenden Teilkreisteilungen geteilt durch die Anzahl der Kettenzähne einen Wert ergibt, der der konstanten Teilkreisteilung entspricht. Ein weiteres Kennzeichen ist, dass bezogen auf die Drehrichtung des Turas in jedem Umfangsabschnitt die Teilkreisteilung von einem Maximalwert auf einen Minimalwert abnimmt bzw. von einem Minimalwert auf einen Maximalwert zunimmt und im Übergang von einem Umfangsabschnitt zum nächstliegenden die größte Differenz der Teilkreisteilung auftritt. Der kleinste vorkommende Minimalwert der Teilkreisteilung ist so gewählt, dass bezogen auf das in die Zahnlücke eingreifende nockenartige Element der Endloskette ein Spiel verbleibt, das unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen für die Endloskette und den Turas sowie des Verschleißes der Endloskette einen Eingriff des nockenartigen Elementes in die Zahnlücke ermöglicht. Bei den Fertigungstoleranzen ist die ungünstigste Paarung (d. h. nockenartiges Element an der oberen Toleranzgrenze und Zahnlücke an der untersten Toleranzgrenze) und beim Verschleiß im wesentlichen die Längung der Endloskette zu berücksichtigen.

Die vorgeschlagene Anordnung hat den Vorteil, das die bisher bekannten Schwierigkeiten insbesondere bei Bergabfahrt nicht mehr auftreten, da die Endloskette durch das Segment des Turas mit der engsten Teilung gehalten und damit eine Relativbewegung zwischen Turas und Endloskette verhindert wird.

Im Falle einer abnehmenden Teilkreisteilung bezogen auf die Drehrichtung des Turas nimmt im jeweiligen durch einen nach- und einen voreilenden Zahn gebildeten Segment das Gesamtspiel zwischen dem nockenartigen Element und der Zahnlücke von einem Höchstwert auf einen Kleinstwert ab. Im Falle einer abnehmenden Teilkreisteilung ist es umgekehrt.

Vorzugsweise setzt sich das Gesamtspiel aus einem Teilspiel A gebildet zwischen der vorlaufenden Flanke des nachlaufenden Zahnes und der nacheilenden Flanke des nockenartigen Elementes sowie einem Teilspiel B gebildet zwischen der nachlaufenden Flanke des voreilenden Zahnes und der voreilenden Flanke des nockenartigen Elementes zusammen, wobei die Summe aus Teilspiel A und B in jedem Segment verschieden ist.

Die Umwandlung eines symmetrisch ausgebildeten Turas mit sich verändernder Teilkreisteilung in einen nichtsymmetrisch ausgebildeten Turas kann man in der Weise erreichen, dass man die Konstruktion beispielsweise für 14 Kettenzähne auslegt und danach jeden zweiten Zahn weglässt, so dass man einen Turas mit 7 Kettenzähnen erhält. Die unterschiedlichen Teilkreisteilungen zweier benachbarter Segmente eines symmetrisch ausgelegten Turas werden in einem solchen Fall einfach addiert.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einem in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigen:

Fig. 1 als Prinzipskizze in einer Vorderansicht ein ausgebildeter Turas

Fig. 2 in einer Vergrößerung ein Segment des Zahnkranzbereiches

Fig. 3 in einer Vorderansicht ein Ausführungsbeispiel im Zusammenwirken mit einer Endloskette.

In Fig. 1 ist als Prinzipskizze in einer Vorderansicht ein ausgebildeter Turas 1 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist er mit zehn gleichartig ausgebildeten Kettenzähnen 2 versehen, die alle eine gleiche Querschnittsform und gleiche Zahnbreite 3 aufweisen. Da für das Verständnis der nachfolgenden Ausführung die Drehrichtung 4 des Turas 1 von Bedeutung ist, ist diese mit einem Drehpfeil gekennzeichnet. Die jeweils vorauseilende 5 als auch die jeweils nacheilende Flanke 6 jedes Zahnes 2 hat in diesem Ausführungsbeispiel die Form einer Evolvente, wobei für die Zahnform ohne Bedeutung ist. Die Teilkreisteilung ergibt sich aus der Division des Teilkreisumfangs, also des mit π multiplizierten Teilkreisdurchmessers 7 durch die Anzahl der Zähne 2. Bei den bekannten Turasrädern würde bei einer Zähnezahl von zehn die Teilkreisteilung konstant 36° betragen, wenn man den Teilkreisumfang im Winkelmaß, d. h. 360° ausdrückt. Vorzugsweise weist der in Fig. 1 dargestellte Turas zwei gleichartig ausgebildete Umfangsabschnitte U und U' auf mit je 180° Umfangserstreckung. Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich auf den hier rechts liegenden Umfangsabschnitt U. In diesem Umfangsabschnitt U ist die Teilkreisteilung nicht konstant, sondern in Drehrichtung 4 des Turas 1 gesehen von einem Maximalwert 8.1 auf einen Minimalwert 8.5 abnehmend. Die Summe aller Teilkreisteilungen 8.1-8.5 aller Segmente S1-S5 in diesem Umfangsabschnitt U beträgt 180°. Teilt man die 180° durch die Anzahl der Zähnezahl, hier 5, dann ergibt sich die schon zuvor erwähnte konstante Teilkreisteilung von 36°.

Eine andere Betrachtungsweise ergibt sich dadurch, wenn man die Überschreitung des Konstantwertes von 36° mit einem Pluszeichen versieht, und die Unterschreitung dieses Wertes mit einem Minuszeichen, dann ergeben sich folgende Bedingungen. S1 = +α°; S2 = +β°; S3 = +γ°; S4 = +δ°; S5 = ε° wobei δ < γ < β < α ist. Die Summe der Überschreitungen (+) der Segmente 1-4 ist a = (α + β + γ + δ) und die Summe der Unterschreitungen (-) des Segmentes 5 ist -a = (ε). Somit heben sich die Überschreitungen und Unterschreitungen gegenseitig auf. Um zu verdeutlichen, wie sich diese unterschiedliche Teilkreisteilung auf das Zusammenwirken mit dem nockenartigen Element 9 der Endloskette auswirkt, ist als schraffiertes Feld der Eingriff des nockenartigen Elementes in die jeweilige Zahnlücke eingezeichnet worden. Die jeweilige Zahnlücke Z_i ergibt sich aus der Differenz zwischen der voreilenden Flanke 5 _i des nacheilenden Zahnes 2 _i und der nacheilenden Flanke 6 _i+1 des voreilenden Zahnes 2 _i+1.

In Fig. 2 sind in einer vergrößerten Darstellung die Verhältnisse für das erste Segment S1 wiedergegeben. Das Bogenmaß der Zahnlücke Z1 des ersten Segmentes S1, immer bezogen auf den Teilkreisdurchmesser 7, beträgt Teilkreisteilung 8.1 minus der Zahnbreite 3 in Bogenmaß ausgedrückt. Diese Umfangserstreckung Z1 muss in Relation gesetzt werden zur Erstreckung N1 des nockenartigen Elementes 9.1. Die Differenz zwischen der Zahnlücke Z1 und der Erstreckung N1 des nockenartigen Elements 9.1 ist das Gesamtspiel G_s in diesem ersten Segment S1. Wie man gut erkennen kann, ist das Gesamtspiel G_s aufgeteilt in ein Teilspiel T_sA₁ gebildet zwischen der voreilenden Flanke 5.1 des ersten Zahnes 2.1 und der nacheilenden Flanke 13 (Fig. 3) des nockenartigen Elementes 9.1 sowie einem Teilspiel T_sB1 gebildet zwischen der nacheilenden Flanke 6.1 des voreilenden Zahnes 2.2 und der voreilenden Flanke 12 (Fig. 3) des nockenartigen Elementes 9.1.

Wie in Fig. 1 dargestellt, verändert sich dieses Verhältnis von T_sA_i zu T_sB_i von Segment zu Segment. Im letzten Segment S5 ist das Teilspiel T_sB5 = 0, d. h. das nockenartige Element 9.5 liegt voll an der nachlaufenden Flanke 6.5 an. Das andere Teilspiel T_sA5 ist dagegen auf den Minimalwert abgesunken. Im anschließenden Umfangsabschnitt U' sind die Verhältnisse drehsymmetrisch, d. h. es beginnt wieder mit einem Maximalwert der Teilkreisteilung und endet mit einem Minimalwert der Teilkreisteilung.

In Fig. 3 ist ein ähnlicher Turas 10 wie in Fig. 1 dargestellt, aber dieses Mal im Zusammenwirken mit einer Endloskette 11. Die Drehrichtung 4 soll die gleiche sein wie in Fig. 1. Die Teilkreisverhältnisse sind aber etwas anders, da zum einen das Mindestspiel erhöht und das Bogenmaß für das nockenartige Element verkleinert worden ist. Somit erhöhen sich entsprechend die Teilspiele T_sA_i bzw. T_sB_i.

Claims

1. Turas für ein Raupenfahrwerk, insbesondere für Gittermastkrane, der am Umfang mit Kettenzähnen versehen ist und mit einer Endloskette zusammenwirkt, wobei die Endloskette aus einzelnen eine Bodenplatte aufweisenden Kettengliedern besteht und jedes Kettenglied zwei symmetrisch zur Mitte und im Abstand voneinander angeordnete in Laufrichtung liegende Führungsstege aufweist und zwischen beiden Führungsstegen eine die beiden Stege verbindendes, tiefer liegendes nockenartiges Element angeordnet ist, das mit den Kettenzähnen des Turas kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranzbereich mindestens zwei oder ein ganzzahliges Vielfaches von zwei gleichartig ausgebildete/n Umfangsabschnitte/n (U, U') aufweist, die bei konstanter Zahnbreite (3) mit einer von Segment (Si) zu Segment (Si) sich verändernden Teilkreisteilung (8) versehen sind, wobei die Summe aller abweichenden Teilkreisteilungen (8 _i) des jeweiligen Umfangsabschnittes (U, U') geteilt durch die Anzahl der Kettenzähne (2) dieses Umfangsabschnittes (U, U') einen Wert ergibt, der der konstanten Teilkreisteilung entspricht und bezogen auf die Drehrichtung (4) des Turas (1) in jedem Umfangsabschnitt (U, U') die Teilkreisteilung (8) von einem Maximalwert auf einen Minimalwert abnimmt bzw. von einem Minimalwert auf einen Maximalwert zunimmt oder dass bezogen auf die konstante Teilkreisteilung in jedem Umfangsabschnitt (U, U') die Summe der Überschreitungen gleich ist der Summe der Unterschreitungen der Teilkreisteilung (8), und im Übergang von einem Umfangsabschnitt (U) zum nächstliegenden (U') die größte Differenz der Teilkreisteilung (8) auftritt und der kleinste vorkommende Minimalwert der Teilkreisteilung (8) so gewählt ist, dass bezogen auf das in die Zahnlücke (Zi) eingreifende nockenartige Element (9i) der Endloskette (11) ein Spiel (G_si) verbleibt, das unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen für die Endloskette (11) und den Turas (1) sowie des Verschleißes der Endloskette (11) einen Eingriff des nockenartigen Elementes (9i) in die Zahnlücke (Zi) ermöglicht.

2. Turas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer abnehmenden Teilkreisteilung (8) bezogen auf die Drehrichtung (4) des Turas (1) im jeweiligen durch einen nach- und einen voreilenden Kettenzahn (2) gebildeten Segment (S_i) das Spiel (G_i) zwischen dem nockenartigen Element (9 _i) und der Zahnlücke (Z_i) von einem Höchstwert auf einen Kleinstwert abnimmt und im Falle einer zunehmenden Teilkreisteilung (8) es umgekehrt ist.

3. Turas nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer abnehmenden Teilkreisteilung (8) bezogen auf die Drehrichtung (4) des Turas (1) die Beträge der Abnahme des Spiels (G_i) immer kleiner werden und im Falle einer zunehmenden Teilkreisteilung (8) es umgekehrt ist.

4. Turas nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel (G_i) im jeweiligen Segment (S_i) sich aus einem Teilspiel A(T_sA) zwischen der vorlaufenden Flanke (5) des nacheilenden Kettenzahnes (2.1) und der nacheilenden Flanke (13) des nockenartigen Elementes (9i) und einem Teilspiel B(T_sB) zwischen der nacheilenden Flanke (6) des voreilenden Kettenzahnes (2.2) und der vorauseilenden Flanke (12) des nockenartigen Elementes (9 _i) zusammensetzt.

5. Turas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus Teilspiel A(T_sA) + Teilspiel B(T_sB) in jedem Segment (S_i) verschieden ist.

6. Turas nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer abnehmenden Teilkreisteilung (8) bezogen auf die Drehrichtung (4) des Turas (1) das Teilspiel A(T_sA) im ersten Segment (S1) größer ist als das Teilspiel B(T_sB) und von Segment (S_i) zu Segment (S_i) sich dieses Verhältnis im Sinne eines abnehmenden Teilspiels A(T_sA) und eines zunehmenden Teilspiels B(T_sB) ändert.