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Diese
Erfindung betrifft eine Anordnung bei Lagerzapfen zum Errichten
einer drehbaren Verbindung zwischen zwei Maschinen-/Konstruktionsteilen, die
eine relative Schwenkbarkeit um die Achse der Lagerzapfenanordnung
haben sollen, welche Teile durch ihren anstoßenden Endpartien mittels der
genannten Lagerzapfenanordnung miteinander drehbar verbunden werden.
Die Lagerzapfenanordnung umfasst einen bolzenförmigen Zapfenkörper mit
konisch schmäler
werdenden Endpartien, wobei axial verschiebbare, innen konische
Buchsen mit jeder davon zusammenwirken, welche Buchsen von je einem Pressorgan
beeinflusst werden, das dazu eingerichtet ist, die respektive, innen
konische Buchse axial entlang angehörigen, konischen Zapfenendpartien zur
festspannenden Anlage auf den Innenwänden, die Einfestigungslöcher in
den Endpartien des einen gabelförmigen
Teils abgrenzen, zu pressen, während die
Endpartie des zweiten Teils, eventuell durch Zwischenkupplung eines
Lagers, drehbar auf der Zwischenpartie der Lagerzapfenanordnung
gelagert werden soll.
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Eine
Lagerzapfenanordnung dieser Art ist u. a. aus mehreren norwegischen
Patentpublikationen bekannt. Ebenfalls ist bekannt, jede von den
innen konischen Buchsen mit einen rundgehenden, nach aussen gerichteten
Flansch am äußeren Ende auszuformen,
bei dem der Innendiameter wegen der Konizität der kleinste ist, und eine
aussenliegende Pressscheibe zu benützen, deren äußere Umkreispartie
auf der Buchsenendfläche,
einschließlich
der äußeren Fläche des
umgehenden Flansches, anliegt, wobei ein zentrischer Schraubbolzen
sich durch jede Pressscheibe in eine Gewindeblindbohrung der anstoßenden konischen
Zapfenendpartie erstreckt. Der Schraubbolzen wirkt beim Anziehen
als ein Eintreibsorgan für
die respektive, innen konische Buchse durch die angehörige Pressscheibe.
Der Kopf des Schraubbolzens liegt auf der Aussenseite der Scheibe
an, und beim Einschrauben der beiden in die zentralen Gewindeblindbohrungen
der zwei entgegengesetzten, konischen Endpartien des Lagerzapfens werden
die Pressscheiben axial einwärts
in der Richtung gegen den Mittelpunkt der Lagerzapftenlänge gezogen,
und nehmen die innen konischen Buchsen in dieser Versetzungsbewegung
mit, so dass diese sich durch ihre nach vorne zugespitzten Endpartien in
die Zwischenräume
zwischen den konischen Zapfenendpartien und den genannten einfestigungslochabgrenzenden
Innenwänden
der gabelförmigen
Endpartien des einen Maschinenteils keilen.
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Das
genannte Pressorgan (Pressscheibe und Schraubbolzen), das als Eintreibsorgan
für jede der
zwei innen konischen, vorzugsweise radial ausdehnbaren Festkeilbuchsen
wirkt, kann auf viele Weisen ausgestaltet werden, und mehrere Ausführungen sind
schon bekannt. Die Pressorgane sollen ausschließlich dafür sorgen, eine axiale Presskraft
auf der respektiven Festkeilbuchse in der Richtung gegen den Mittelpunkt
des Zapfens auf seine axiale Länge
auszuüben.
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Gemäß einer
vorher bekannten Ausführung hat
der radial nach aussen gerichtete Flansch jeder innen konischen
Buchse, der über
den größten Teil seines
Umkreises eine zirkulare Kantpartie aufweist, eine geradlinige,
flache Umkreispartie, die in der Gebrauchsstellung zur abstützenden
Anlage auf einer entsprechenden, flachen Flächenpartie einer Sperrkonsole
o. ä. gebracht
ist, welche Sperrkonsole o. ä. auf
angrenzenden, stationären
Teilen der Maschine, des Apparats o. ä., zu der/dem die zwei erwähnten, relativ
schwenkbaren Teile gehören,
befestigt ist (eventuell darauf angeschweißt). Der Umkreis der Pressscheibe,
der übrigens
zirkular ist, hat eine entsprechende flache Kantfläche, die
ebenfalls dazu gebracht wird, auf derselben flachen Flächenpartie
der erwähnten
Sperrkonsole o. ä.
abstützend
anzuliegen.
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Auf
diese Weise wird gesichert, dass die innen konischen Eintreibsbuchsen
in ihren respektiven Einfestigungslöchern nicht rotieren, und die
Pressscheiben können
auch nicht im Verhältnis
zu den innen konischen Buchsen rotieren.
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DE 693 15 597 T2 beschreibt
ein Schwenkverbindungsglied zur Herstellung einer zueinander drehbaren
Verbindung. Mittels zweier drehhindernden Einrichtungen wird eine
Verriegelung gegen eine Rotation erreicht. Zum einen dadurch, dass
der Bolzen mindestens einen, sich axial erstreckenden ebenen Oberflächenbereich
und, dazu korrespondierend, die konische Muffe innen entsprechende
flache Oberflächenbereiche
aufweisen. Zum anderen weist der sich radial erstreckende Randflansch
der Muffe eine flache Endfläche
auf, die an ein stationäres
Teil der Maschine grenzt und auch so eine Rotation verhindert.
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Mittlerweile
gibt es keine effektiven Antirotationsanordnungen zum Verhindern
der Rotation des Lagerzapfens in den Buchsen in den Einfestigungslöchern, in
denen die konischen Endpartien des Zapfens eingreifen. Eine Drehung
der Endpartien des Zapfens in den in einer Flucht liegenden Einfestigungslöchern kann
zum teilweisen Losschrauben des Lagerzapfens führen. Bei solcher Drehung wird auch
Reibung zwischen den konischen Endpartien des Zapfens und den komplementär konischen
Innenwänden
der Buchsen entstehen können,
und Reibung wird auch zwischen der äußeren Wandfläche der
Buchsen und der gegenüberliegenden
Innenwandfläche,
die jedes Einfestigungsloch abgrenzt, auftreten können. Eine
solche Situation wird die Lagerung beschädigen und sie nach und nach
zerstören.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Anordnung
bei Lagerzapfen zum Errichten einer sicheren und reibungsfreien drehfesten
Verbindung zwischen zwei Maschinen/Konstruktionsteilen zu gewährleisten.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird eine Anordnung bei Lagerzapfen bereitgestellt,
wie sie in Anspruch 1 definiert ist und wie sie in den Unteransprüchen 2 bis
8 weiter ausgestaltet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die sichere und reibungsfreie drehfeste Verbindung dadurch
geschaffen, dass der Lagerzapfen selbst mittels der Press- oder
Eintreibsscheibe der respektiven innen konischen Buchse, die mindestens
mit zwei axialgerichteten, parallelen Vorsprüngen in der entsprechenden,
in der gegenüberstehenden
Zapfenendfläche
ausgeformten Aussparung eingreift, gegen Rotation verriegelt wird.
Die Press- oder Eintreibsscheibe der Buchse ist durch ihren sperrenden Eingriff
mit einem stationären
Teil der Konstruktion, deren zwei Teile relativ drehbar gelagert
werden sollen, undrehbar gemacht. Dieser sperrende Eingriff läßt sich
auch auf verschiedene Weise ausführen: Die
Pressscheibe kann nahe dem Umkreis ein axialgerichtetes, durchgehendes
Loch für
einen Schraubbolzen, der in jeder der stationären, dem gabelförmigen Teil
gehörenden
Endpartien eingeschraubt wird, haben.
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Die
genannten Vorsprünge,
die die Press- oder Eintreibsscheibe trägt, können die Form von einem oder
mehreren geraden Stäbchen
von variierender Querschnittsform haben: zirkular, viereckig, halbringförmig usw.,
während
der Lagerzapfen an den Endpartien mit einer oder mehreren Aussparungen, Blindbohrungen
o. ä. ausgeformt
ist, die in Querschnittsform vorzugsweise komplementär zur Querschnittsform
der erwähnten
Vorsprünge
sind, und zum Erhalten eines oder mehrerer Vorsprünge, z.
B. in Form axialgerichteter Stäbchen
mit den erwähnten Querschnittsformen,
geformt sind, wobei der Eingriff zwischen Vorsprüngen und Aussparung die beabsichtigte
undrehbare Lagerung des Lagerzapfens zusätzlich sichert.
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Wenn
eine Lagerzapfenanordnung demontiert werden soll, zum Beispiel zum
Auswechseln oder zur Reparation, müssen die innen konischen Buchsen
durch einen Schraubenzieher oder ähnliches Werkzeug zum Entfernen
herausgekippt werden.
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Die
Erfindung wird im Nachfolgenden in Verbindung mit nicht begrenzenden
Beispielen vorgezogener Ausführungsformen
näher erläutert, bei
denen 1 und 2 eine erste Ausführungsform, 3 und 4 eine
zweite Ausführungsform, 5 und 6 eine
dritte Ausführungsform
und 7 und 8 eine vierte Ausführungsform
zeigen.
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1 zeigt
einen perspektivische gespaltete Ansicht einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lagerzapfenanordnung,
in der zwei kurze, axialgerictete Vorsprünge von viereckigem Querschnitt
und mit je einer Pressscheibe einstückig ausgeformt, in eine gegenüberstehende,
diametral durchgehende Nute mit komplementärem Querschnitt und mit nach
außen
gerichteter Öffnung
und in jeder Endpartie des eigentlichen Zapfenkörpers ausgeformt, eingreifen
soll, und in der jede Pressscheibe vorzugsweise auf zwei diametral
entgegengesetzten Stellen entlang dem Scheibenumkreis mit einer
geraden, flachen Kantfläche
ausgeformt ist, die dazu berechnet ist, im eingebauten Zustand der Lagerzapfenanordnung
auf einer entsprechend flachen, stationären Flächenpartie der Endpartien des gabelförmigen Teils
der zwei relativ drehbar zu verbindenen Teile, oder auf einer anderen
stationären Partie
der Maschine/Konstruktion, zu der die erwähnten zwei Teile gehören, anzuliegen;
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2 zeigt
einen axialen Längsschnitt
durch die Lagerzapfenanordnung und die anstoßenden Endpartien der zwei
Teile, die relativ drehbar verbunden werden sollen, indem Eintreiborgane
in Form von Schraubbolzen zum axialen Eintreiben der zwei innen
konischen Buchsen, in einer Seitenansicht gezeigt sind;
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3 entspricht
der gespalteten Ansicht in 1, aber
zeigt eine etwa unterschiedliche Ausführung der rotationsentgegenwirkenden
Vorsprünge der
Pressscheibe in Form von zwei zylindrischen Stäbchen, denen entsprechende
Blindbohrungen in den konisch schmäler werdenden Endpartieen des Zapfenkörpers zugeordnet
sind;
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4 entspricht 2 und
zeigt die Teile in 3 in zusammengebautem Zustand;
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5 entspricht 3 und
weicht nur in der Verriegelung der Pressscheiben von der Ausführungsform
gemäß 3 und 4 ab.
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6 entspricht 2 und 4,
aber zeigt die Teile in 5 in zusammengebautem Zustand;
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7 entspricht 1, 3 und 5, aber
der Vorsprung auf jeder Pressscheibe, der zum undrehbaren Eingriff
mit einer komplementären
Aussparung in jeder von den zwei entgegengesetzten Endpartien des
Zapfens gebracht werden soll, hat die Form eines Halbrings, dessen
inneren Umkreis das durchgehende, zentrale Loch der Pressscheibe
teilweise umschließt;
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8 entscpricht 2, 4 und 6, aber
zeigt die Teile in 7 in zusammengebautem Zustand.
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Identische,
gemeinsame Kennzeichen der verschiedenen Ausführungsformen werden in Verbindung
mit 1 und 2 beschrieben, in denen das
Kennzeichen 10 die Teile, 1, bezeichnet,
die zu einer erfindungsgemäßen Lagerzapfenanordnung gehören, und
die um den senkrechten Mittelpunkt bei horizontaler Längsachse 14 des
eigentlichen Zapfenkörpers 12 spiegelsymmertrisch
sind.
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Die
Lagerzapfenanordnung 10 soll eine relativ drehbare Verbindung
zwischen Endpartien 16' eines
ersten, gabelförmigen
Maschinen-/Konstruktionsteils 16 und einem Endteil 18' eines zweiten
Maschinen-/Konstruktionsteils errichten. Konisch schmäler werdende
Endpartien 12' eines
Lagerzapfens 12 werden undrehbar in gegenseitig in einer Flucht
liegende Einfestigungslöcher 20 in
den Endpartien 16' des
gabelförmigen
Teils 16 eingespannt, während
die Endpartie des dazwischenliegenden zweiten Maschinen-/Konstruktionsteils 18 (eventuell durch
Zwischenkupplung eines nicht gezeigten Drehlagers) um die mittlere,
kreiszylindrische Mantelfläche 12'' des Lagerzapfens drehbar gelagert
ist.
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Zum
undrehbaren Einspannen der konischen Endpartien 12' des Lagerzapfenkörpers 12 in den
Einfestigungslöchern
der Endpartien 16' umfasst die
Lagerzapfenanordnung 10 für jedes Zapfenende eine innen
konische Einkeilbuchse 22, die von einem axial äußeren, dickgewändeten Ende
mit einem nach außen
gerichteten Ringflansch 24 durch eine konische Bohrung
in einem axial einwärtsgerichteten,
zugespitzten Ende endet, so dass die Buchsenwand einen keilförmigen Querschnitt
mit einer Konizität,
die der Konizität
der Zapfenendpartien komplementär entspricht,
erhält.
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Der
Ringflansch 24 vergrößert die
Reaktionsfläche
der Buchse 22 beim Eintreiben davon in axialer Richtung,
was mittels eines schraubbolzenähnliches
Eintreibsorgans 26 durch eine Pressscheibe 28 mit
einem Diameter, der, beim Außenumkreis des
Ringflansches 24 gemessen, im Wesentlichen dem Diameter
der Einkeilbuchse 22 entspricht, passiert. Der Ringflansch 24 dient
auch als Organ zum Ausziehen der Buchse 22.
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Jede
Pressscheibe 28 hat ein zentrales, gewindeloses Loch zur
Passage des Schraubbolzenschafts, dessen Endpartie in ein axiales,
mit Innengewinde versehenes Loch 30, das sich in Form einer kurzen
Gewindeblindbohrung von der respektiven Endfläche ein Stück in dem Zapfenkörper 12 nach
innen erstreckt, einschraubbar ist.
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Es
geht unmittelbar aus 2 hervor, dass Anziehen des
Schraubbolzens 26 durch die Pressscheiben 28 und
die gegenüberliegende
Endfläche jeder
Einkeilbuchse 22, das axialgerichtete Eintreiben der Buchsen 22 in
Richtung aufeinander in je einem keilförmigen Zwischenraum zwischen
der Aussenfläche
der benachbarten konischen Zapfenendpartie und der gegenüberliegende
Innerfläche 16'', die das anstoßende Einfestigungsloch in
jeder Endpartie 16' des
erwähnten
ersten Maschinen-/Konstruktionsteils abgrenzt, bewirkt.
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Die
undrehbare Einfestigung der Zapfenende 12' basiert auf dieser Keilwirkung.
Mittlerweile hat es sich gezeigt, dass wenn der Lagerzapfen 12 für radialwirkende
Kräfte
ausgesetzt wird, neigen die Eintreibsorgane in Form von Schraubbolzen
dazu, sich loszuschrauben. Das Losschrauben kann fortsetzen, bis
der Zapfen 12 los wird und aus der Anordnung herausgleitet.
Dieses Verhältnis
wird dadurch beträchtlich
verstärkt,
wenn das Einspannen der konischen Endpartien des Lagerzapfens undrehbar
in Einfestigungslöchern
von zunehmender Ovalität
versucht wird, welche Ovalität
zwischen dem Lagerzapfen und der genannten Innenwand, die das respektive
Einfestigungsloch in jeder der zwei Endpartien 16' des ersten
gabelförmigen
Maschinen-/Konstruktionsteils abgrenzt. Solche Ovalität macht
die Einfestigungen locker. Beim Nachziehen der innen konischen Buchsen wird
gesucht, die Lockerheit aufzunehmen. Dies gebietet, dass der Lagerzapfen,
der mittels solcher, nachziehbarer, innen konischer Buchsen festgespannt
ist, in Perioden mehr oder weniger los ist, wobei er in zunehmendem
Grad für
die erwähnten
Rotationsbewegungen ausgesetzt werden kann.
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Die
bisher in Verbindung mit 1 und 2 beschrieben
Konstruktion, Funktion und Probleme beim praktischen Gebrauch der
Lagerzapfenordnung sind gemeinsam, zum Teil identisch für sämtliche
Ausführungsformen
und werden deshalb nicht wieder beschrieben.
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Um
die Rotation der konischen Endpartien 12' des eigentlichen Lagerzapfens 12 in
den Einfestigungslöchern
zu verhindern, können
gemäß einer ersten
Ausführungsform, 1 und 2,
zwei axial nach innen gerichteten Vorsprünge, hier in Form von Viereckstäbchen 32,
auf jeder Pressscheibe 28, einen auf jeder Seite deren
Zenterlochs für
den Eintreibsschraubbolzen 26, befestigt werden. Jede Zapfenendpartie 12' ist mit einer axial
nach außen
gerichteten diametralen Nute 34 ausgeformt, die in einer Flucht
mit den Viereckvorsprüngen 32 der
respektiven Pressscheibe 28 in der Axialrichtung sind und eine
Querscnittsform haben, die zu den Viereckvorsprüngen 32 im Wesentlichen
komplementär
sind, so dass diese im zusammen gebautem Zustand der Lagerzapfenanordnung, 2,
in den respektiven Nuten 34 aufgenommen werden. Es dürfte ohne
weiteres klar sein, dass jede konisch schmäler werdende Zapfenendpartie 12', statt einer
Nute 34 zur unbeweglichen Aufnahme der zwei Vorsprünge 32 mit viereckigem
Querschnitt, mit einer Aussparung/Senkung (in 2 nicht
gezeigt) für
jeden Vorsprung 32 ausgeformt sein könnte. Mittlerweile dürfte es
rein herstellungsmässig
einfacher sein, eine diametral durchgehende Nute 34 mit
einem viereckigen Querschnitt auszuformen als zwei solche Aussparungen von
viereckigem Querschnitt.
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Um
das Rotieren der Pressscheiben 28 im Verhältnis zum
benachbarten, stationären
Einfestigungsteil 16',
der eine von den Endpartien des gabelförmigen Teils ausmacht, zu verhindern,
ist der respektiven Endpartie 16' eine Konsole 36 angebaut (angeschweisst),
wobei die vier Konsolen 36 paarweise diametral entgegengesetzte,
flache Flächenpartien 36' in der Querrichtung
des Zapfenkörpers 12 haben.
Jede Pressscheibe 28 hat entsprechende, diametral gegenüberliegende
flache Umkreispartien 28',
die unbeweglich auf einer angrenzenden Konsolenflächenpartie 36' anliegen. Diese
Antidrehanordnung an sich ist bekannt.
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Andere
Antidrehungsanordnungen für Pressscheibe 28 im
Verhältnis
zur anstoßenden
Zapfenendpartie 12',
bez. für
die Pressscheibe 28 im Verhältnis zum gabelförmigen Teil
oder einem anderen stationären
Teil der Maschine/Konstruktion, zu der die zwei relativ drehbaren
Teile 16 und 18 gehören, sind in den nachfolgenden
Figuren gezeigt.
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Es
wird jetzt auf Ausführungsformen
gemäß 3 und 4 gezeigt,
indem die Hauptteile der Lagerzapfenanordnung und die zwei Teile 16, 18,
die mittels der Lagerzapfenanordnung relativ drehbar verbunden werden
sollen, im Wesentlichen mit den Teilen gemäß 1 und 2 identisch
sind, und werden deshalb als solche nicht wieder, aber nur in Verbindung
mit neuen Teilen, mit denen sie zusammenwirken, beschrieben.
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Gemäß der Ausführungsform
in 3 und 4 ist die relative Drehung zwischen
dem Zapfen 12 und jeder der Pressscheiben 28 durch
zwei axial gerichtete Vorsprünge
in Form zylindrischer Stäbchen 32A gehindert,
die formbestimmt in je eine Blindbohrung 38, die von der
Endfläche
in der respektiven konisch schmäler
werdenden Zapfenendpartie 12 gebohrt ist, eingreifen.
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Das
Drehen der respektiven Pressscheibe 28 im Verhältnis zu
den einfestigungsbildenden Endpartien 16' des genannten gabelförmigen Teils
ist bei dieser Ausführungsform
durch einen mit der respektiven Pressscheibe 28 verbundenen
Schraubbolzen 40 verhindert, der in einem komplementären Loch 42 in
der benachbarten Endpartie 16' eingeschraubt ist, eventuell durch
eine angeschweisste Lasche 44, deren Loch mit Innengewinde,
die mit der Bolzengewinde zusammenarbeitet, ausgeformt sein kann.
Das Durchgangsloch 46 in der respektiven Pressscheibe 28 für den Bolzen 40 ist
geschlossen.
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Gemäß der Ausführungsform
in 5 und 6 wird die relative Drehung
zwischen Zapfen 12 und respektiver Pressscheibe 28 auf
dieselbe Weise als in 3 und 4 verhindert.
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Im
Gegensatz dazu ist das geschlossene Durchgangsloch (46 in 3 und 4)
für die
Antidrehungsschraube 40 durch eine Kantenaussparung 48,
die beim Einsetzen der Schraube/des Bolzens 40 in die Scheibe 28 eine
größere Freiheit
ergibt, ersetzt.
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Gemäß der Ausführungsform
in 7 und 8 wird Drehung der respektiven
Pressscheibe 28 im Verhältnis
zu den stationären
Endpartien 16' des genannten
gabelförmigen
Teils auf dieselbe Weise als gemäß 1 und 2 gehindert,
nämlich
dadurch, dass diametral entgegengesetzte, entgegengesetzt gerichtete,
gerade, flache Umkreispartien 28' auf gegenüberliegende, gerade, flache
Flächenpartien 36' der auf den
genannten Endpartien 16' befestigten
Konsolen 36 zur Anlage kommen.
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Die
undrehbare Verbindung zwischen respektiver Pressscheibe 28 und
benachbarter konisch schmäler
werdender Zapfenendpartie 12' ist
aber hier durch einen einzelnen Vorsprung, der im Ausführungsbeispiel
gemäß 7 und 8 die
Form eines halbringförmiges
Scheibenteils 50 hat, verwirklicht, der formbestimmt in
eine entsprechende, komplementäre
Aussparung 52 in der benachbarten konisch schmäler werdenden
Zapfenendpartie 12' eingreift.
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Die
Antidrehungseinrichtungen umfassen gegenseitig formbestimmt zusammenwirkende
Eingriffsorgane, die dazu eingerichtet sind, durch relative axialgerichtete
Bewegung, die das Nachziehen der innen konischen Einkeilbuchsen 22, 24 nicht
entgegenwirkt, in bzw. aus Eingriff miteinander gebracht zu werden.