DE1271469B

DE1271469B - Zweireihige, zur Aufnahme von Kippkraeften bestimmte Kugeldrehverbindung fuer Bagger und Krane

Info

Publication number: DE1271469B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: Erwin Bargmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-10-25
Filing date: 1962-10-25
Publication date: 1968-06-27

Description

Zweireihige, zur Aufnahme von Kippkräften bestimmte Kugeldrehverbindung für Bagger und Krane Die Erfindung bezieht sich auf zweireihige, zur Aufnahme von Kippkräften bestimmte Kugeldrehverbindungen für Bagger und Krane.
Die Drehverbindung eines Baggers oder Kranes ist ganz anders gearteten Kräften ausgesetzt als die üblichen Drehlager. Schon beim Schwenken des Oberwagens mit leerem und vollem Grabgefäß verändert sich die Last pro Kugel um ein Vielfaches. Bei der Grabarbeit aber treten so hohe Lasten auf, daß der Oberwagen kippt, wobei die Kipplasten dann nur an dem dem Ausleger bzw. Gegengewicht zugekehrten Teil der Laufbahnen aufgefangen werden und nur durch die Verformung von Kugeln und Laufbahnen auf mehrere Kugeln übertragen werden können. Diese Verformung aber läßt sich rechnerisch schlecht erfassen und bleibt nicht immer im elastischen Bereich. Das führt, wenn nicht zur Zerstörung der Laufbahn, zumindest zur Vergrößerung des Spieles zwischen Kugel und Laufbahn und zum Abheben der Laufbahnen, wodurch die Einzellasten pro Kugel noch mehr ansteigen. Dann ist aber eine Zerstörung unausbleiblich, und damit ist die Lebensdauer :des Lagers begrenzt. Man kann dem nur mit große Präzision und mit einwandfrei gehärteten Laufbahnen entgegenwirken.
Es ist bereits bekannt, die Kugeldrehverbindungen für drehbare Hebezeuge mit zwei Reihen Kugeln auszurüsten. Bei bekannten Ausführungen liegen die Kugelreihen zwischen Ober- und Unterring oberhalb und unterhalb einer radialen Schulter eines Zwischenringes, wobei Ober- und Unterring satt aufeinanderliegen und mittels Schrauben miteinander verbunden sind. Außerdem ist es bereits bekannt, den Ober- und Unterring ineinander zu zentrieren und die beiden Ringe nicht satt aufeinanderliegend miteinander zu verbinden, sondern sie unter Belassung von Luft zwischen den beiden Anlageflächen unter Federspannung zusammenzuhalten. Dabei sind die miteinander verspannten oberen und unteren Laufringe mit dem Unterteil des Hebezeuges verbunden, und der zwischen die beiden Kugelreihen eingreifende Laufring steht mit dem Oberteil des Hebezeuges in Verbindung.
Gemäß einer weiteren bekannten Konstruktion ist es bei zweireihigen Kugeldrehverbindungen für den Kran- und Baggerbau bereits bekannt, den oberen und den unteren Laufring mit dem Oberteil des Hebezeuges zu verbinden und den Zwischenring am Unterteil zu befestigen. Der obere und untere Laufring sind mit Hilfe von durchgehenden Schrauben unter Zwischenschaltung von Tellerfedern miteinander verspannt. Außerdem ist es bereits bekannt, bei Kugeldrehverbindungen, die entsprechend den bereits genannten Konstruktionen aufgebaut sind, die Trennfugen zwischen den Teilen der Drehverbindung waagerecht laufen zu lassen und Schraubverbindungen als feste Verspannung vorzusehen.
Diese bekannten Konstruktionen haben den Vorteil, daß beim Kippen des Baggers oder Kranes die im Bereich des Auslegers zugeordneten Kugeln infolge der hohen Spitzenkräfte erheblich überlastet sind bzw. daß die Lager ständig unter einer Belastung infolge der Verspannungskräfte der Federelemente laufen. Infolge dieser Belastungsverhältnisse ist die Lebensdauer der bekannten Konstruktionen sehr begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zweireihige, zur Aufnahme von Kippkräften bestimmte Kugeldrehverbindung für Bagger und Krane zu schaffen, bei der die Wälzkörper nicht ständig unter Last stehen und die Spitzenkräfte beim Kippen auf eine große Anzahl von Kugeln verteilt werden.
Das wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in seinem dem Ausleger des Kranes oder Baggers abgekehrten Teil mit dem Oberteil starr verbundene obere Laufring an der Auslegerseite von einer Kante seiner Auflagefläche an beginnend vorn Oberteil absteht, also hier unter der Auflast axial zum Oberteil ausweichen kann, wobei der kleinste Abstand zwischen der Laufringmitte und der Kante geringer ist als der Radius der Kugellaufbahn und der obere Laufring vom Bereich der Kante an seiner die Laufbahn aufweisenden Fläche mit einer Aussparung versehen ist.
Dadurch kommt vorteilhafterweise unter den hohen, senkrecht gerichteten Lasten eine größere Anzahl von Kugeln zur Anlage. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird auch der untere Laufring in dem dem Ausleger des Kranes oder Baggers abgekehrten Teil, von einer Kante seiner Auflagefläche an beginnend, vom hier durch einen Querriegel ergänzten Oberteil abstehend ausgeführt, damit er frei ausweichen kann. Das ist besonders wichtig für starke Kippbelastungen, z. B. bei Steinbruchbaggern.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken sollen die Verbindungsschrauben der Drehverbindung mit dem Oberwagen mit Distanzhülsen versehen sein, die das Festziehen der Drehverbindung ermöglichen, ohne die Beweglichkeit der ausweichenden Teile zu beeinträchtigen. Beim Ausweichen des abstehenden Teils unter hoher Last hebt sich der übrige Teil der oberen Laufbahn teilweise von seiner Auflage gegen den Oberteil ab. Die Distanzhülsen lassen das bei festgezogenen Verbindungsschrauben zu.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß auch bei auftretenden Spitzenkräften eine große Anzahl von Kugeln zum Tragen kommt, so daß die spezifischen Belastungen der Kugeln und der Laufbahnen wesentlich geringer werden und somit eine erheblich höhere Lebensdauer gewährleistet ist. Die Laufbedingungen bleiben auch erhalten, wenn sich das Lagerspiel vergrößert. Das Lager kann daher mit weniger Präzision hergestellt werden, und man kann auf gehärtete Laufbahnen verzichten, ohne die Lagerabmessungen vergrößern zu müssen.
Die Erfindung ist an Hand der Abbildungen, die aber lediglich bevorzugte Ausführungsformen zeigen, beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt A b b. 1 einen Bagger mit eingebauter Drehverbindung, A b b . 2 einen Schnitt durch den am Oberteil des Baggers befestigten Teil der Drehverbindung, A b b. 3 einen Schnitt durch den dem Ausleger zugekehrten Teil der Drehverbindung, A b b. 4 einen Schnitt durch den dem .Gegengewicht zugekehrten Teil der Drehverbindung.
Ist der Löffel des Baggers 1 in der in A b b.1 dargestellten Stellung gefüllt, dann liegt der Schwerpunkt des Oberteils 3 an der Auslegerseite etwa in der Kugellaufbahn. Der ganze Oberteil kippt also gerade um den Punkt A. Wenn der Löffel in schwerem Boden gräbt, wobei an seinen zähnen die große Kraft P angreift, liegt der Schwerpunkt des Oberteils 3 weit außerhalb der Kugellaufbahn, der Oberteil 3 versucht vom Unterteil t abzukippen und erzeugt bei A eine große abwärts gerichtete KraftPQ und bei B eine aufwärts gerichtete Kraft Pb. Diese Kräfte müssen oft von nur wenigen Kugeln bei A und B aufgenommen werden.
Die Drehverbindung nach A b b. 2 zeigt nur die am Oberteil 3 befestigten Laufringe, von denen der obere Laufring mit 4 und der untre Laufring mit 5 bezeichnet ist. Sie tragen die Laufbahnen 6 für die obere und 7 für die untere Kugelreihe. Zwischen beiden greift eine radialgerichtete Schulter des am Unterteil 2 befestigten Mittelringes 8 ein (vgl. A b b. 3), der die obere Kugellaufbahn 9 und die untere Kugellaufbahn 10 hat. Zwischen den Laufbahnen liegen die beiden Kugelreihen 11 und 12. Der obere Laufring 4 ist an der Auslegerseite bei 13 etwas abgefräst, etwa parallel zur Auflagefläche des Oberteils. Dadurch entsteht eine geradlinig verlaufende Kante 14, an der die. Auflage des oberen Laufringes 4 aufhört. Etwa senkrecht unter der Kante 14 beginnt an der Unterseite des oberen Laufringes 4 ein Spalt 15, der sich fast über den gesamten oberen Laufring 4 hinzieht und ihm die erforderliche Bewegungsfreiheit gibt.
Wenn nun an der Auslegerseite die große Kraft P, drückt, dann weicht der von der Kante 14 ab frei stehende Teil des oberen Laufringes 4 unter dem Einfluß der Kugeldrücke nach oben elastisch aus und läßt eine größere Anzahl Kugeln an der Lastaufnahme teilnehmen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Laufverhältnisse auch bei Abnutzung der Laufbahnen unverändert bleiben, weil die Zahl der tragenden Kugeln. sich bei zunehmendem Spiel nicht verringert, wie es bei den bekannten Drehverbindungen geschieht, wo immer weniger Kugeln an der Ausleger- und an der Gegengewichtsseite zur Anlage kommen, je mehr die Laufbahnen aufkippen und sich dabei schräg stellen. Man kann die Abnutzung sogar verringern, wenn man die Abfräsung 13 des oberen Laufringes 4 in radialer Richtung etwas länger macht, wodurch mehr Kugeln zum Tragen kommen. Man kann den oberen Laufring an dieser Stelle auch mit einer aufgesetzten, die Kante 14 tragenden Platte versehen, die zu einer weiteren Verteilung der Last und zur Verminderung der Kugeldrücke beiträgt. Man kann daher die neue Drehverbindung in viel wirtschaftlicheren Abmessungen herstellen als die bekannten und kann auch auf das Härten und Schleifen der Laufbahnen verzichten, wodurch die Herstellungskosten wesentlich absinken.
Da die Ausweichbewegung des frei stehenden Teils nur ein geringes Maß erreicht, setzt der anschließende, ausfedernde Teil des oberen Laufringes 4 dem nur wenig Widerstand entgegen, zumal er lang ist und im Profil niedrig gehalten werden kann. Das hat den Vorteil, daß man den oberen Laufring 4 teilweise fest mit dem unteren Laufring 5 und damit mit dem Oberteil 3 mittels durchgehender Schrauben 16 verbinden kann, und zwar den Teil, der zwischen den Punkten 17 und 18 liegt. Die übrigen Schrauben 19 werden über Hülsen 20 festgezogen, denn der sich deformierende Teil des oberen Laufringes 4 darf wohl anliegen, aber nicht festgezogen werden. Diese Verbindung ist in A b b. 3 deutlich gemacht. Sie zeigt die gleichen Merkmale wie die A b b. 2, die Abfräsung 13 bis zur Kante 14, den oberen Laufring 4 und den unteren Laufring 5, die hier gegeneinander zentriert sind, und die Aussparung 15 an der Unterseite des oberen Laufringes 4.
Bei jeder Kippbewegung des Oberteils 3 kommt außer dem an der Auslegerseite liegenden Teil des oberen Laufringes 4 auch der gegenüberliegende Teil des unteren Laufringes 5 zur Anlage. Da hier die aufwärts gerichteten Kräfte wesentlich kleiner sind als die Kräfte an der Auslegerseite, reicht die in A b b. 2 dargestellte starre Ausführung des unteren Laufringes 5 im allgemeinen aus. Bei Baggern, die dauernd kippen, empfiehlt es sich, auch den unteren Laufring als getrenntes Stück auszuführen und so abzustützen, daß er in gleicher Weise ausweichen kann, wie es bisher von dem oberen beschrieben wurde. Das zeigt A b b. 4. Hier wurde ein besonderer unterer Laufring 21 gegen einen Zwischenring 22 zentriert, der seinerseits gegen den oberen Laufring 4 zentriert ist. Ein prismatischer Querriegel 23, ,der den Laufring 21 unterfängt, wird mittels der Sehrauben 19, die an dieser Stelle die ganze Drehverbindung befestigen, mit dem Oberteil 3 verbunden. Der untere Laufring 21 hat eine Abfräsung 24 und eine Kante 25, die seine Auflage begrenzt. Auch ein Spalt 26 ist vorhanden. Die Schrauben 19 dürfen die übereinanderliegenden Teile nicht fest zusammenziehen. Es rnuß eine gewisse Bewegungsfreiheit erhalten bleiben. Es sind daher Distanzhülsen 20 über die Schrauben gezogen, die bei fest angezogenen Schrauben 19 den Drehverbindungsteilen die nötige Bewegungsfreiheit lassen.
Die Kante 14, die oben als geradlinig verlaufend bezeichnet wurde, kann auch als Kurve ausgebildet sein. Die Darstellungen zeigen Kugeldrehverbindungen mit Außenverzahnung am Mittelring B. Bei Innenverzahnung lassen sich die gleichen Elemente mit gleicher Wirkung verwenden.

Claims

Patentansprüche: 1. Zweireihige, zur Aufnahme von Kippkräften bestimmte Kugeldrehverbindung für Bagger und Krane, bestehend aus drei Laufringen, von denen ein oberer und ein unterer mit dem Oberteil des Gerätes umlaufen und der dritte zwischen die Kugelreihen eingreift, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der in seinem dem Ausleger des Kranes oder Baggers (1) abgekehrten Teil mit dem Oberwagen (3) starr verbundene obere Laufring (4) an der Auslegerseite von einer Kante (14) seiner Auflagefläche an beginnend vom Oberteil (3) absteht, also hier unter der Auflast axial zum Oberteil (3) ausweichen kann, wobei der kleinste Abstand zwischen der Laufringmitte und der Kante (14) geringer ist als der Radius der Kugellaufbahn (6), und der obere Laufring (4) vom Bereich der Kante (14) ausgehend an seiner die Laufbahn aufweisenden Fläche mit einer Aussparung (15) versehen ist.
2. Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der untere Laufring (21) in dem dem Ausleger des Kranes oder Baggers (1) abgekehrten Teil von einer Kante (25) seiner Auflagefläche an beginnend vom Oberteil (3), der hier durch einen mit ihm verbundenen Querriegel (23) ergänzt ist, abstehend ausgeführt ist, also hier axial zum Querriegel (23) ausweichen kann.
3. Drehverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschrauben (19) der Drehverbindung mit dem Oberteil (3) mit Distanzhülsen (20) versehen sind, die das Festziehen der Drehverbindung ermöglichen, ohne die Beweglichkeit der ausweichenden Teile zu behindern. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 952 045; deutsche Auslegeschrift Nr. 1041307; französische Patentschrift Nr. 1275 924; britische Patentschrift Nr. 579 667.