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Der Erfinder hat beantragt, nicht genannt zu werden Die Erfindung
betrifft eine drehzapfenlose, zweiseitig kugelgelagerte Drehverbindung für Bagger,
Drehkräne od. dgl. zur Lagerung des schwenkbaren. Oberteiles auf dem Untergestell
mit aus einem der Drehringe herausgearbeiteten Zahnkranz.
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Für derartige Drehverbindungen schlägt die Erfindung den Aufbau aus
einem einteiligen, z. B. den Unterring bildenden, den Zahnkranz und einen Lagerbund
aufweisenden Ring und aus zwei aufeinanderliegenden, ebenfalls an sich einteiligen
und unter sich durch Schrauben verbundenen, gemeinsam den Gegenring, z. B. den Oberring,
bildenden Profilen vor, wobei der Lagerbund in eine durch Schrägwandungen .der Profilringe
gebildete Rille des Oberringes hineinragt und daB die jeweils gegenüberstehenden
Schrägflächen von Lagerbund und. Profilring zwischen sich je eine Kugellaufrinne
bilden deren Trennfugen senkrecht zueinander stehen, sowie die Befestigungsmittel
für Untergestell und schwenkbaren Oberteil unmittelbar am Unter- bzw. am Oberring
angreifen.
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Die Drehverbindung nach der Erfindung sei nachstehend zunächst an
zwei Ausführungsbeispielen erläutert, die in den Abb. i und a dargestellt sind;
von denen Abb. i eine insbesondere für Hochbaudrehkräne entwickelte Ausbildung und
Abb. z eine solche Drehverbindung darstellt, die vorwiegend für Bagger zur Lagerung
des schwenkbaren Oberteiles auf dem Unterteil ausgebildet ist.
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Bei der Drehverbindung nach Abb. i sind übereinanderliegend zwei Kugelreihen
i und a vorgesehen. Die Kugellaufrinnen beider Kugelreihen sind gegen die Lagerachse
schräg liegend. geteilt,
wobei die Trennfugen 3 und 4 der beiden
Kugelreihen unter sich etwa einen rechten Winkel einschließen. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. r ist der Scheitel dieses rechten Winkels nach der Lagermitte zu gerichtet.
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Der äußere Drehring 5 hat einen Bund 6, der, nach innen weisend-,
zwischen die Kugelreihen . eingreift und für die obere Kugelreihe die untere und
für die untere Kugelreihe die obere Laufbahn bildet. Der innere Drehring
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steht aus zwei. Profilringen 7" und 7b, die beide durch Verschraubung
& miteinander fest verbunden sind. Der Profilring 7a enthält die obere Laufbahn
der oberen Kugelreihe und der Profilring 7b die untere Laufbahn. der unteren Kugelreihe.
Die Laufbahnen selbst sind gehärtet. D de Kugeln sind, jede für sich in einer Art
von Einzelkäfig g eingelagert, der z. B. .aus einem Rohrabschntitt gebildet ist
und der sich in dem entsprechend breit bemessenen Trennspalt der Kugellaufbahnen
seitlich führt. Der äußere Drehring 5 besitzt einen Zahnkranz 1o, der bei .dem Ausführungsbeispiel
aus dem Drehring herausgearbeitet ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 sind ebenfalls zwei Kugelreihen
z und 2 übereinanderliegend, jedoch um ein geringes Maß im Laufkreisdurchmesser
verschieden vorgesehen. Die obere Kugelreihe r besitzt stärkere Kugeln als die untere
Kugelreihe 2. Die Kugelabmessungen richten sich nach den unterschiedlich auftretenden
Axial- und Radialbelastungen, die von .der ruhenden Vertikalbelastung und den auftretenden
Kippkräften abhängig sind. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.2 ist eine andere
Drehringanordnung, vorgesehen. Der einteilige Drehring 5" liegt innen, und der äußere
Drehring besteht aus den Profilringen 7, und 7d. Der Zahnkranz -,ist
als Innenverzahnung am Drehring 5, ausgebildet.
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Zur Beurteilung der zuvor beschriebenen Erfindung sind die besonderen
Eigenarten von Drehverbindungen für den besonderen Anwendungszweck zu berücksichtigen.
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Eine Drehverbindung für Bagger, Drehkräne o.d. dgl. unterliegt einerseits
sehr hohen Beanspruchungen, andererseits aber auch besonders gearteten Beanspruchungen.
Mit immer größer werdenden Tragfähigkeiten der Bagger oder Drehkräne hat die Höhe
der Belastung Dimensionen angenommen, die mit den bisher üblichen Drehverbindungen
nicht mehr beherrscht werden können. Zugleich ist aber zu bedenken, .daß die Belastungen
nicht ruhende Belastungen darstellen, sondern stoßweise auftretende Belastungen.
Nimmt man beispielsweise für einen Bagger eine Ausladung von nur 3 m an und ein
Baggergefäß von nur r cbm Fassungsvermögen, so ergibt seich ein Moment von 15 mt,
welches von der Drehverbindung einwandfrei aufzunehmen ist. Es sei darauf hingewiesen,
daß .dieses Moment an der unteren Grenze der -jetzt üblichen Baggerausführungen
liegt, daß man also in Wirklichkeit mit viel größeren, die Drehverbindung belastenden
Momenten zu rechnen .hat. Würde es sich bei diesen Momenten um eine ruhende Belastung
handeln, so würden wahrscheinlich - bei .den bislang gebräuchlichen Drehverbindungen,
so z. B.. mit einreihiger Kugellagerung und zentraler Verbindung der Drehteile mittels
Königszapfen, kaum Schwienigkeiitein. auftreten. Anders ist es jedoch dadurch, daß
diese Belastungan, beim Arbeiten des Baggers, d. h. beim 'Ansetzen des Baggerlöffels,
oder bei einem Drehkran beim - Anziehen der Last, stoßweisse auftreten. Gerade diese
stoßweise Belastung ergibt die Schwierigkeiten bei der Ausbildung von kugelgelagerten
Drehverbindungen für den besonderen Anwendungsbereich der Erfindung. Ein weiterer
sehr wichtiger Punkt für die Ausbildung der Drehverbindungen für den vorgesehenen
Anwendungsbereich ist die Größe der Drehverbindung. Um die Kräfte zu beherrschen,
möchte man an sich den Durchmesser, der Drehverbindung möglichst groß halten, da
dann infolge der größeren Unterstützungsfläche die in der Drehverbindung auftretenden
Kräfte entsprechend dem größer werdenden Durchmesser kleiner werden. Andererseits
will man. aber aus rein konstruktiven Gründen gerade den Durchmesser .der Drehverbindung
so klein wie möglich halten, um die Außenabmessungen des gesamten Baggers oder des
Drehkranes so klein wie möglich zu halten. Immerhin handelt es sich bei den Drehverbindungen
für Bagger, Drehkräne od. dgl. um Drehverbindungen mit einem Durchmesser von etwa
2 m und größer, also nicht um Lagerungen, wie sie für Wellen üblich sind mit Durchmessern
bis vielleicht zu einem halben Meter.
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Belastungshöhe und Belastungsart sowie Größe der Drehverbindungen
unterliegen Einflüssen, die sich im wesentlichen aus den auftretenden Kräften ergeben.
Bei der Ausbildung der Drehverbindungen ist aber noch auf konstruktive Erfordernisse
Rücksicht zu nehmen sowie auf die Wirtschaftlichkeit der Herstellung. Aus konstruktiven
Gründen ist es für eine Drehverbindung für Bagger oder Drehkräne zweckmäßig, den
Raum innerhalb der Drehverbindung vollkommen frei zu haben, d. h. die Drehverbindung
möglichst ohne zentrale Verbindung zwischen schwenkbaren Baggeroberteil und -unterteil
auszuführen., damit der Raum innerhalb der Drehverbindung zur Unterbringung von
Konstruktionsteilen, zur Durchführung von Antriebsteilen, Gestängen u. @dgl. vollkommen
frei ist. Bei den bisher üblichen Drehverbindungen mit zentraler Verbindung (Köniigsz,apfen)
ermöglicht diese zentrale Verbindung zwar eine Herabsetzung der auf die eigentlichen
Lagerelemente wirkenden Kräfte, hat aber selbstverständlich den Nachteil, ,daß Antriebsmittel,
Gestänge u. dgl. nicht ohne weiteres innerhalb der Drehverbindung durchgeführt werden
können.. Ein weiteres sehr wichtiges i Moment, welches sich aus den: konstruktiven
Belangen des :gesamten Aufbaues, des Baggers oder Drehkranes ergibt, ist der Wunsch
nach möglichst einfacher Montage der Drehverbindung. Der Idealfall ist der, daß
man die Drehverbindung als in i sich geschlossenes Teil fertig auf das Untergestell
aufsetzt
und dann den schwenkbaren Oberteil auf der Drehverbindung aufbaut, ohne daß es besonderer
komplizierter Mittel bedarf, daß es vielmehr möglich is!t, mit einfachen Schraubverb,indumgen
auszukommen. Eine weitere selbstverständliche Forderung ist die Wirtschaftlichkeit
der Herstellung der Drehverbindung, die dann gegeben ist, wenn die Teile der Drehverbindung
möglichst einfache Gebilde sind, die sich leicht herstellen lassen.
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Betrachtet man die Erfindung unter den vorstehenden Gesichtspunkten,
so ist ohne weiteres zu erkennen, daß gegenüber den bisher bekannten kugelgelagerten
Drehverbindungen mit nur einer Lagerkugelreihe und besonderen, getrennten Elementen
zur Sicherung gegen axiales Trennen der Verbindungen, wie insbesondere Königszapfen,
ein wesentlicher Fortschritt erzielt worden ist.
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Die zweireihige Anordnung von Lagerkugeln ermöglicht es, auf die zentrale
Verbindung zu verzichten, da im Zusammenwirken mit dem weiteren Teilmerkmal des
Eingriffes des Lagerbundes des einen Drehringes in die durch Schrägwandungen der
Profilringe gebildete Rille eine Sicherung gegen axiales Trennen vorhanden is,t.
Die Schräganordnung der Trennfugen ergibt eine gute Aufnahme der auf die Drehverbindung
einwirkenden Kippkräfte, die für Drehverbindungen von Baggern und Drehkränen besonders
wichtig ist, da, wie eingangs schon erwähnt, für .die Bemessung der Drehverbindungen
nicht so sehr die Höhe der Beanspruchung ausschlaggebend ist, als vielmehr die besondere
Belastungsart, nämlich das stoßweise auftreten der schräg gerichteten Belastungen.
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Die Ausbildung der Drehverbindung mit Doppelkugelreihe und Schräglage
der Trennfugen erlaubt es fernerhin, den Durchmesser der Drehverbindung kleiner
zu halten, als es ohne diese Merkmale möglich wäre, da die bessere Aufnahme der
Kräfte in der Drehverbindung selbstverständlich eine Verkleinerung der Stützfläche
ermöglicht.
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Auch die zuvor bereits für eine Drehverbindung des gegebenen Anwendungsbereiches
als wesentlich erkannten Forderungen - Vereinfachung der Montage und Herabsetzung
der Herstellungskosten -sind bei der Drehverbindung nach der Erfindung restlos erfüllt,
und zwar dadurch, daß die Drehringe selbst als unmittelbare Auflager für die gegeneinander
verschwenkbaren Teile dienen und die beiden den einem. der Drehringe bildenden Teilringe
(Profilringe) aufeinanderliegen und. unter sich verschraubt sind, d. h. mit sehr
einfachen Mitteln miteinander verbunden sind, im Gegensatz zu. bekannten zweireihig
kugelgelagerten Wellenlagern geringen Durchmessers mit besonderem Gehäuse für die
Zusammenfassung der Lagerteile. PATENTANSPRUCH: Drehzapfenlose, zweireihig kugelgelagerte
Drehverbindung für Bagger, Drehkräne od.,dgl. zur Lagerung des schwenkbaren Oberteiles
auf dem Untergestell mit aus einem der Drehringe herausgearbeitetem Zahnkranz, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehverbindung aus einem einteiligen, z. B. den Unterring
bildenden, den Zahnkranz und einen Lagerbund aufweisenden Ring und aus zwei aufeinanderliegenden,
ebenfalls an sich einteiligen und unter sich. durch Schrauben verbundenen, gemeinsam
den Gegenring, z. B. den Oberring, bildenden Profilringen besteht, daß der Lagerbund
in eine durch Schrägwandungen der Profilringe gebildete Rille des Oberringes hineinragt,
daß die jeweils gegenüberstehenden Schrägflächen von Lagerbund und Profilring zwischen
sich je eine Kugellaufrinne bilden deren Trennfugen senkrecht zueinander stehen,
und daß die Befestigungsmittel für Untergestell und schwenkbaren Oberteil unmittelbar
am Unter- bzw. Oberring angreifen. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften
Nr. z 448 537, 657 4o6; deutsche Patentschriften Nr. 573 26o, 581 613, 748 224,
585 707; J ü r g e n s m e i e r, »Die Wälzlager«, Verlag Julius Springer,
1937, S. 95 und 463.