DE19712770A1 - Anordnung zur Bildung einer drehbaren Kupplung - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bildung einer drehbaren Zusammenkupplung zweier relativ schwenkbarer Maschinen-/Bau-/Konstruktionsteile an ihren angrenzenden Endpartien, zum Beispiel zweier Teile, die in einem gelenkigen Trägerwerk für eine Land-/Baumaschine einbegriffen sind, bei dem der eine der genannten relativ schwenkbaren Teile gabelförmig und mit zwei fluchtenden Einfestungslöchern zur beweg­ festen Verankerung der Anordnung ausgeformt ist. Die genannte Anordnung umfaßt einen Bolzen und zwei radial ausdehnbare, innen konische Hülsen, die je einer komplementären, außen konischen Bolzenpartie zugeordnet sind, zum Zusammenwirken und dabei zum radialen Aus­ dehnen der angehörigen, innen konischen Hülse, wenn diese von einem Eintreibsorgan einer axialgerichteten Verschiebung in der Richtung der zweiten, innen konischen Hülse ausgesetzt wird. Während der axial ein­ wärtsgerichteten Verschiebung jeder innen konischen Hülse wird die im Querschnitt keilförmige Endpartie der Hülse axial in das Zwischenraum zwischen der Ein­ festungswand und der angrenzenden, außen konischen Partie des Bolzens zum Festkeilen der anliegenden Partien im Einfestungsloch gepreßt.

Sobald die Anordnung im Einfestungsloch des genannten gabelförmigen Teils, durch das genannte Festkeilen in demselben, bewegfest festgespannt ist, wird die anstoßende Endpartie des zweiten Maschinen-/Bau-/Kon­ struktionsteils drehbar mit der freien, vorzugsweise kreiszylindrischen Mittelpartie des Bolzens, die von den innen konischen Hülsen nicht gedeckt wird, verbun­ den, zum Beispiel durch Kugel-/Gleitlager.

Das Eintreibsorgan jeder innen konischen Hülse kann auf mehrere verschiedene Weisen ausgeformt, eingerichtet und angeordnet werden. Eine Weise ist, die Bolzen­ partien, die axial außerhalb der außen konischen Par­ tien ragen, als koaxiale, mit Gewinde versehene Endzap­ fen auszuformen, auf die die Eintreibsorgane in Form einer Zuziehungsmutter an jedem Bolzenende ein­ geschraubt werden. Alternativ können die mit Gewinde versehenen Endzapfen ausgelassen werden, indem der Bol­ zenkörper im Bereich jeder außen konischen Partie mit einer konzentrischen Gewindebohrung ausgeformt ist, dazu ausgeformt, mit einer Eintreibsschraube zusammen­ zuarbeiten, deren Kopf beim Einschrauben der Schraube in der angehörigen Gewindebohrung im Bolzen, auf dieselbe Weise als die der obengenannten Zuziehungsmut­ ter wirkt, und die naheliegende innen konische Hülse in Eingriff mit der Bolzenpartie preßt, um dadurch zum radialen Ausdehnen gebracht zu werden, wie früher erklärt.

Wenn der Bolzen radial wirkenden Kräften ausgesetzt wird, gleichzeitig als ihm teilweise Rotation zugefügt wird, hat es sich gezeigt, daß die innen konische Hülse und das Eintreibsorgan, der schraubenbolzen/die Mutter, sich so aufschrauben, daß der Bolzen locker wird und herausgleitet. Diese Situation wird dadurch äußerlicher verstärkt, daß diese Gelenke (Bolzen) in Verbindung mit Ovalität, die zwischen dem Gelenk und der das Ein­ festungsloch dafür abgrenzenden Wand, entstanden ist, benutzt werden. Solche Ovalität ergibt Lockerheit. Nachziehung der innen konischen Hülsen soll die Locker­ heit aufnehmen. Dies gebietet, daß der Bolzen mit innen konischen Hülsen zeitweise locker ist, und damit Rota­ tionsbewegungen noch mehr ausgesetzt ist. Zum Beispiel in der Tailiesteuerung eines Radladers ist der Schwenkzylinderbolzen durch einen ausdehnbaren Bolzen ersetzt, um den Spielraum in den Einfestungslöchern im gabelförmigen Teil auszugleichen. Vor jeder Nachziehung ist der Bolzen locker, und ständige hin- und hergehende Bewegungen beim Schwenken verursachen, daß die innen konische Hülse mit der Eintreibsschraube locker wird und herausfallen kann. Erfahrungsgemäß hat es sich gezeigt, daß Radlader als Folge davon die Kontrolle verloren haben.

Wenn es dann im Schaufel Last gibt, und der Radlader auf dem Weg abwärts eines Abhangs ist, kann das Ergeb­ nis fatal sein.

Ein anderes Problem ausdehnender Bolzenkonstruktionen, die als Gelenk zwischen relativ schwenkbaren Teilen ge­ braucht werden, ist, daß sie sich schwer demontieren lassen, wenn sie sich festgesetzt haben, das heißt, wenn der Spielraum eliminiert ist, und die innen konischen Hülsen sich maximal ausgedehnt haben. Das Problem ist, daß es eine innen konische Hülse an jedem Ende des Bolzens gibt, und die konischen Löcher dehnen sich in der Richtung gegen einander aus. Oft ist die Demontierung so problematisch, daß der Bolzen herausge­ brannt werden muß. Dies macht die Arbeit besonders schwer.

Eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Anordnung für drehbare Zusammenkupplung zweier relativ schwenkbarer Teile der einleitungsweise genann­ ten Art zu schaffen, bei der relative Rotation zwischen Bolzen und innen konischen Hülsen nicht vorkommt.

Eine andere wichtige Aufgabe der Erfindung war es, die Demontierung solcher ausdehnbarer Anordnungen, die als Gelenke benutzt werden, zu vereinfachen und erleich­ tern.

Die erwähnten Aufgaben sind erfindungsgemäß durch eine Anordnung gelöst, deren Merkmale aus dem gekenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 hervorgehen.

Vorteilhafte doch untergeordnete Merkmale sind in den nachstehenden abhängigen Unteransprüchen angegeben.

Jede innen konische Hülse ist mit einem nach außen ge­ richteten Flansch am axial äußeren Ende versehen. Bei Ausbesserung/Auswechseln kann man mittels eines ein­ fachen Werkzeugs, zum Beispiel eines Schraubenziehers, die innen konischen Hülsen dadurch loskippen, daß der Schraubenzieher im Spalt zwischen dem Hülsenflansch und der einen der Einfestungspartien des gabelförmigen Teils angreifen darf.

Jede von diesen Einfestungspartien des gabelförmigen Teils, zu denen die Endpartien des Gelenks geriegelt werden sollen, sind mit einem angeschweißten Verriege­ lungsstück, auf dem eine Riegelscheibe aufgeschraubt ist, versehen. Der äußere Ringflansch jeder innen konischen Hülse ist so beschnitten, daß er eine flache Umkreispartie hat, die in der Gebrauchsstellung ab­ stützend, undrehbar auf dem genannten Verriegelungs­ stück anliegen bleibt. Eine solche Anordnung macht ein Drehen der zwei innen konischen Hülsen unmöglich. Die Riegellasche ist so ausgeformt und dimensioniert, daß ihre radial innere Fläche abstützend und drehhemmend auf einer flachen Partie des Kopfes der Ein­ treibsschraube, der beispielsweise die Form einer Sechskantmutter hat, anliegen bleibt.

In den außen konischen Endpartien des Bolzens und in den innen konischen Öffnungen der Hülsen sind axialge­ richtete Nuten mit dazwischenliegenden Rücken o. ä. aus­ geformt. Die axialgerichteten Rücken zwischen den Nuten in den innen konischen Hülsen sind dazu ausgeformt, axialverschiebbar in die Nuten der konischen Bolzenpar­ tien eingreifen zu können, und vice versa. Diese zusam­ menwirkenden Rücken/Nuten verhindern gegenseitige Dreh­ ung und damit, daß die innen konischen Hülsen auf dem Bolzen gleiten, gleichzeitig als sie relative axiale Verschiebung darunter erlauben. Die ausdehnbare An­ ordnung, das Gelenk, ist jetzt gegen Rotation und Herausgleiten geriegelt. Bei Demontierung des Gelenks, werden zuerst die Riegellaschen gelöst, die Ein­ treibsschrauben werden herausgeschraubt, wonach die innen konischen Hülsen mittels eines Schraubenziehers oder anderen einfachen Werkzeugs herausgebrochen werden können. Danach läßt sich der Bolzen herausziehen.

Der Außenringflansch der innen konischen Hülsen kann mit Vorteil von einer in Ringform rundverlaufenden Schrägkante an der axial zuinnerstliegenden Partie ab­ gegrenzt werden. Die axial äußerstliegende Partie des äußeren Hülsenflansches kann senkrecht auf der Längsachse des Bolzens/Gelenks stehen.

Äußerlichere Zwecke, Vorteile und Merkmale der er­ findungsgemäßen Anordnung werden aus der nachstehenden Einzelheitbeschreibung in Verbindung mit nicht begrenz­ enden Beispielen möglicher Gestaltungen mit Hinweis auf beigefügte Zeichnungen hervorgehen. Es zeigen

Fig. 1 eine gespreizte Teilung und längsgehenden Axial­ schnitt;

Fig. 2 eine Ansicht der rechten innen konischen Hülse in der Richtung der Pfeile II-II gemäß Fig. 1, vom Ende gesehen;

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht der rechten konischen Patie des Bolzens, vom Ende gesehen;

Fig. 4 ein Gelenk in zusammengebautem Zustand und zwischen zwei Teilen mit relativer Schwenkbarkeit um die Längsachse des Gelenks montiert.

In Fig. 1 ist eine gelenkbildende Anordnung 10 teilweise gespreizt und teilweise in zusammengebautem Zustand gezeigt.

Diese gelenkbildende Anordnung 10 ist auf einem zentra­ len Bolzen 12 mit gegen das respektive Ende schmäler werdenden Partien 12′ und 12′′ aufgebaut. Im Bereich jeder konischen Bolzenendpartie 12′ und 12′′ ist der Bolzenkörper 12 mit einer konzentrischen mit Gewinde versehenen Blindbohrung 14, 14′ ausgeformt.

Innen konisch ausgeformte Hülsen 16, 16′, die bei Ge­ lenken mit ausdehnbaren Verankerungsendpartien wohl be­ kannt sind, sind am axial äußeren Ende mit einem radial auswärtsgerichteten Flansch 18, 18′ versehen, der von einer in Ringform rundverlaufenden Schrägkante 20, 20′ abgegrenzt wird. Eine kürzere Umkreispartie der Flansche 18, 18′ ist durch einen geradlinigen Schnitt weggeschnitten, so daß es an jedem Flansch 18, 18′ eine flachgemachte Umkreispartie 22, 22′ gibt, die ein Merk­ mal der vorliegenden Erfindung ausmacht, und die später in Verbindung mit Fig 4 näher erläutert werden wird. 18′′ bezeichnet eine durchgehende Nut in der konischen Hülse 16′.

Die Konisität bei den innen konischen Hülsen 16, 16′ und die bei den konischen Endpartien 12′, 12′′ des Bolz­ ens 12 sind vorzugsweise gegenseitig komplementär.

Axial außerhalb jeder innen konischen Hülse 16, 16′ folgt eine Scheibe 24 mit einer zentralen Bohrung 24′ für eine Eintreibsschraube 26, 26′ mit Sechskantkopf 28, 28′.

Die Eintreibsschrauben 26, 28, 26′, 28′ haben beim Zu­ ziehen die Aufgabe naheliegende innen konische Hülse 16, 16′ axial einwärts zu versetzen, wobei die Ver­ ankerungspartien (16, 16′) des Gelenks radial ausge­ dehnt werden.

In der Längsachsenrichtung 12A des Gelenks fluchtende Einfestungslöcher 30, 30′ in einem gabelförmigen Teil 32 (vergl. Fig. 4, Gebrauchsstellung) machen einen der mit relativer Schwenkbarkeit zusammenzukuppelnden Teile aus. Bei der genannten radialen Ausdehnung der innen konischen Hülsen 16, 16′ werden diese im Zwischenraum zwischen respektiven konischen Bolzenpartien 12′, 12′′ und der Einfestungslochwand 30, 30′ festgekeilt.

Der Zusammenbau der gelenkbildenden Anordnung geht aus Fig. 4 hervor: Die rechte innen konische Hülse 16′ wird auf die rechte, komplementär konische Endpartie 12′′ des Bolzens 12 eingeschoben, und das Eintreibsorgan 28′, beim zwischengekuppelter Scheibe 24, wird in die anstoßende, mit Innengewinde versehene Blindbohrung des Bolzenkörpers 12 eingeschraubt. Der Mutterkopf der Ein­ treibsschraube 28′ drückt dadurch auf die gegenüber­ liegende Fläche der Scheibe, und die Scheibe 24 drückt auf gegenüberstehende Endfläche der innen konischen Hülse 16′, die mit ihrer innen konischen Fläche aufwärts der zugeordneten konischen Bolzenendpartie 12′′ entlang gleitet, bis eine Festkeilung und eine beweg­ feste Verankerung in den genannten Einfestungslöchern 30, 30′ entstehen.

Die innen konischen Hülsen 16, 16′ haben innere, axial­ gerichtete Nuten 34 mit dazwischenliegenden Rücken 36. Die konischen Bolzenendpartien 12′, 12′′ haben entgegen­ sprechenden, komplementären Nuten 38 mit dazwischenlie­ genden Rücken 40. Die Rücken 36 der Hülsen 16, 16′ werden in die Nuten 38 der Bolzenendpartien gesteuert, und vice versa, so daß relatives Drehen des Bolzen­ körpers 12 und der innen konischen Hülsen 16, 16′ ver­ hindert wird. Dies repräsentiert ein Merkmal der vor­ liegenden Erfindung.

Die linke Eintreibsschraube ist einem Schmiernippel 42 zugeordnet, der in einer koaxialen Bohrung in der Ein­ treibsschraube 28 festgemacht ist, welche Bohrung in einen axialen Kanal 44 im Bolzenkörper 12 übergeht, welcher axiale Kanal 44 durch einen radialen Kanal 46 an der Überfläche der kreiszylindrischen, axial gesehen mittleren Partie 12B des Bolzenkörpers 12 mündet, auf der der zweite Teil 48, Fig. 4, durch Lager 50 drehbar gelagert ist, das durch die beschriebene Schmiervor­ richtung geschmiert wird.

In Fig. 4 wird gezeigt, daß ein Verriegelungsstück 52, 52′ mit einer geradlinigen, flachen oberen Fläche 52a, 52a′ auf jedem Gabelzweig 32′ angeschweißt ist, indem eine Riegellasche 54, 54′ gleichweise mit einer gerad­ linigen, flachen oberen Fläche 54a, 54a′ an dem respek­ tiven Verriegelungsstück 52, 52′ festgeschraubt ist.

Voraussetzlich werden die Riegellaschen 54, 54′ nach dem Zuziehen der Eintreibsschrauben 28, 28′ auf­ geschraubt, und ihre genannte flache Fläche 54a, 54a′ wird abstützend gegen die abwärtsgewandte Fläche des festen, sechskantigen Mutterkopfes der Ein­ treibsschraube 28, 28′ angelegt, und hindert Drehung der Eintreibsschrauben 28, 28′, während die genannten Flächen 52a, 52a′ des Verriegelungsstücks 52, 52′ zur abstützenden, drehhindernden Anlage auf der geraden, flachen Umkreispartie 22′ des äußeren Flansches 18′ der Hülse 16′ gebracht sind.

Wenn sich die innen konischen Hülsen 16, 16′ so festge­ keilt haben, daß sie sich bei der Demontierung der ge­ lenkbildenden Anordnung nicht axial herausziehen las­ sen, wird der radial auswärtsgerichtete Flansch 18, 18′ der Hülsen 16, 16′ ein Herausbrechen der respektiven Hülse mittels eines einfachen Werkzeugs, zum Beispiel eines Schraubenziehers, ermöglichen, das dazu gebracht wird, im Zwischenraum zwischen dem Hülsenflansch 18, 18′ und der angrenzenden Wandfläche 32a, 32a′, Fig. 4, des gabelförmigen Teils 32 anzugreifen.

Claims (5)

1. Anordnung zur Bildung eines Gelenks (10) für drehbare Zusammenkupplung zweier relativ schwenkbarer Maschinen-/Bau-/Konstruktionsteile (32, 48) an angrenz­ enden Endpartien, wobei der eine (32) der genannten relativ schwenkbaren Teile (32, 48) gabelförmig und mit zwei fluchtenden Einfestungslöchern (30, 30′) zum bewegfesten Festspannen des Gelenks (10) an den Endpar­ tien ausgeformt ist, umfaßend einen Bolzenkörper (12) und zwei radial ausdehnbare, innen konische Hülsen (16, 16′), die je einer außen konischen Bolzenpartie (12′, 12′′) zugeordnet sind, die zur radialen Ausdehnung der angrenzenden, innen konischen Hülse (16, 16′) bei der axialen Verschiebung der letztgenannten gegen das axiale Mittelpunkt des Bolzenkörpers (12) mittels eines Eintriebsorgans (26,28; 26′,28′) beiträgt, indem das genannte bewegfeste Festspannen des Gelenks (10) dadurch geschieht, daß die innen konischen Hülsen (16, 16′) in das Zwischenraum zwischen anstoßender konischer Bolzenpartie (12′, 12′′) und umschließender Einfestungs­ lochwand (30, 30′) gekeilt werden, und wo der zweite Teil (48) drehbar um die Gelenkachse (12A) um die axial mittlere Bolzenpartie (12B) gelagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß jede innen konische, radial aus­ dehnbare Hülse (16, 16′) einen radial auswärtsgerichte­ ten Flansch (18, 18′) hat, der mindestens eine geradli­ nige, flache Umkreispartie (22′) aufweist, die in der Gebrauchsstellung drehfest auf einer flachen Fläche (52a, 52a′) eines an vorzugsweise den Gabelzweigen jedes gabelförmigen Teils (32) befestigten Verrie­ gelungsstücks (52, 52′) o. ä. anliegen bleibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der genannten radial auswärtsgerichteten Hül­ senflansche (18, 18′) auf der Seite, die in der Gebrauchsstellung nach innen in der Richtung gegen den zweiten Hülsenflansch gewandt ist, von einer schrägen Umkreiskantpartie (20, 20′) abgegrenzt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede konische Hülse (16, 16′) innen mit axialen Nuten (34) ausgeformt ist, die zwischen dazwischenliegenden Rücken (36) abgegrenzt werden, und daß die konischen Endpartien (12′, 12′′) des Bolzens (12) komplementär entgegensprechend ausgeformt sind, so daß die Rücken (40) einer konischen Bolzenendpartie (12′) axialverschiebbar, undrehbar in die axialen Nuten der angehörigen innen konischen Hülse (16′) eingreifen, während die Rücken der Hülse (16′) gleichweise axial­ verschiebbar, undrehbar in die Nuten (38) der angehöri­ gen konischen Bolzenendpartie (12′′) eingreifen.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Eintreibsorgan aus einem Schraubenbolzen (26, 26′) mit festem Kopf (28, 28′) besteht, welcher Kopf (28, 28′) mindestens eine gerade, flache Umkreispartie aufweist, die in der Gebrauchsstellung dazu gebracht wird, undrehbar auf einer geraden, flachen Fläche (54a, 54a′) einer Riegellasche o. ä. (54, 54′) anzuliegen, die an dem genannten Verriegelungsstück (52, 52′) oder direkt an den Zweigen des gabelförmigen Teils (32) angeschraubt sein kann.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Kopf (28) mindestens eines Schraubenbolzens (26) mit einem von außen zugäng­ lichen Schmiernippel (42) versehen ist, der mit einem ersten axialen Kanal durch den Bolzenstiel (26) in Ver­ bindung steht, welcher erste Kanal koaxial in Ver­ bindung mit einem zweiten axialen Kanal (44) im Bol­ zenkörper (12) steht, welcher zweite axiale Kanal (44) in einen im wesentlichen radialen Kanal (46) übergeht, der an der Oberfläche des Bolzenkörpers (12) mündet, und ein Lager (50) schmiert, das dem Maschinen-/Bau-/Konstruktionsteil (48) zwischengekuppelt ist, der auf der axial mittleren, kreiszylindrischen Mantelfläche (12B) des Bolzenkörpers (12) gelagert ist.