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Title:
BEARING BETWEEN COMPONENTS ON CONSTRUCTION MACHINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/008081
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bearing located between components on construction machines, especially on the arm of excavators. Said bearing must be able to absorb strong forces of the components, enable a maximum extension of the arm, simple assembly and disassembly, and be economically produced. To this end: a) a pin (18) with the same diameter as the bearing is positioned in a bearing tube (19) and extends in the direction of the pivoting axis (17) of the bearing (8), the outer ends of said pin projecting past the bearing tube (19), b) the outer diameter (20) of the bearing tube (19) is essentially larger than the outer diameter (21) of the pin (18), c) the first component and the second component are adjacently mounted on the outer diameter (20) of the bearing tube (19), and d) the third component is mounted on one or both of the outer ends of the pin (18).

Inventors:
SCHMELING RALF (DE)
WILLAREDT BERNHARD (DE)
OERTEL HOLGER (DE)
DITZ BIRGIT (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/001216
Publication Date:
January 27, 2005
Filing Date:
June 11, 2004
Export Citation:
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Assignee:
O & K ORENSTEIN & KOPPEL GMBH (DE)
SCHMELING RALF (DE)
WILLAREDT BERNHARD (DE)
OERTEL HOLGER (DE)
DITZ BIRGIT (DE)
International Classes:
E02F9/00; (IPC1-7): F16C11/04
Foreign References:
US5630673A1997-05-20
US4096957A1978-06-27
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Claims:
Patentansprüche :
1. Lagerung zwischen Komponenten an einer Baumaschine, insbesondere an einem Auslegerarm an Baggern, Ladern, Kranen etc., bestehend aus einer ersten Komponente, beispielsweise einem Auslegerunterteil (7), die mit einer zweiten Komponente, beispielsweise einem Auslegeroberteil (9), über die Lagerung (8) in gelenkiger Verbindung steht und wo eine dritte Komponente, beispielsweise wenigstens ein Auslegerzylinder (10), an der Lagerung (8) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass a) sich in Richtung der Schwenkachse (17) der Lagerung (8) ein Bolzen (18) gleichen Durchmessers erstreckt, der in einem Lagerrohr (19) ge lagert ist, wobei seine äußeren Enden das Lagerrohr (19) überragen, b) der Außendurchmesser (20) des Lagerrohres (19) wesentlich größer als der Außendurchmesser (21) des Bolzens (18) ist, c) die erste Komponente und die zweite Komponente auf dem Außen durchmesser (20) des Lagerrohres (19) nebeneinander gelagert sind, d) auf einem oder beiden der äußeren Enden des Bolzens (18) die dritte Komponente gelagert ist.
2. Lagerung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen (23 ; 23') der ersten Komponente auf dem mittleren Stück des Lagerrohres (19) angeordnet sind und die Lagerstellen (25 ; 25') der zweiten Kompo nente daneben auf den äußeren Stücken.
3. Lagerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen (23 ; 23' ; 25 ; 25') der ersten und der zweiten Komponenten mit Gleitbuchsen (24 ; 24' ; 26 ; 26') ausgestattet sind.
4. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (18) im mittleren Stück einen geringfügig kleineren Außendurchmesser (21) aufweist als der nendurchmesser (22) des Lagerrohres (19).
Description:
Lagerung zwischen Komponenten an Baumaschinen Die Erfindung betrifft eine Lagerung zwischen Komponenten an Baumaschi- nen, insbesondere am Auslegerarm an Baggern, Ladern, Kranen etc., wobei zwei oder mehr Komponenten in einem Lagerpunkt gelenkig verbunden sind, nach den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Lagerung befindet sich in einer sehr häufig anzutreffenden Ausführungsvariante zwischen den Komponenten Auslegerunterteil und Auslegeroberteil am Auslegerarm von Mobilbaggern, an der als dritte Kom- ponente noch beidseitig je ein Auslegerzylinder angreift. In den Mobilbaggern der Anmelderin selbst ist sie in den Modellen"MH 4. 5","MH 5. 5"und MH 6. 5" als eine der mit am weitesten verbreiteten Lösung verwirklicht, wobei letzteres Modell beispielsweise im Prospekt mit dem Druckvermerk "B 459. 0e/2-0301, Printed in Germany"abgebildet ist. Hier ist das Ausle- gerunterteil mit seinem unteren Ende am Rahmen des Oberwagens in einem Schwenkgelenk befestigt. Das obere Ende des aufwärts zeigenden Ausle- gerunterteiles ist nach oben gabelförmig geöffnet, in dem der hintere Bereich des Auslegeroberteiles in einem gewissen Abstand vor seinem in Fahrtrich- tung des Mobilbaggers gesehenen hinteren Ende in besagter Lagerung aufge- nommen ist, wobei beide Komponenten mittels eines Bolzens untereinander verbunden sind.

Zur Ausführung der Schwenkbewegung des Auslegerunterteiles sind vorste- hend bereits erwähnte hydraulische Auslegerzylinder einenends auf die äuße- ren Enden des Bolzens der Lagerung aufgesteckt und anderenends in einem Anlenkpunkt in einem gewissen Abstand vor dem Schwenkgelenk des Ausle- gerunterteiles gelenkig am Rahmen des Oberwagens befestigt. Beide Verbin- dungen können entweder über zylindrische Lager oder über Schwenklager hergestellt sein.

Nur der Vollständigkeit halber sei zur Ausbildung des Auslegerarmes in die- sem Bereich noch erwähnt, dass zum Heben und Senken des Auslegerober- teiles an dessen hinterem Ende ein hydraulischer Verstellzylinder angreift, dessen unteres Ende an einer Konsole im unteren Bereich des Auslegerunter- teiles an einem Schwenkpunkt befestigt ist. Auf das in Fahrtrichtung des Mo- bilbaggers gesehene vordere Ende des Auslegeroberteiles sowie die nachfol- genden Komponenten muss in dem Zusammenhang hier nicht näher einge- gangen werden, weil die räumlich zu weit weg von der Lagerung angeordnet sind und dazu in keinem inhaltlichen Zusammenhang stehen.

Die Lagerung selbst ist von der Mitte ausgehend im Schnitt gesehen so aus- gebildet, dass sich die beiden Lagerstellen des Auslegeroberteiles auf dem Mittelstück des Bolzens befinden, in deren vom Bolzen durchdrungene Boh- rungen Gleitbuchsen eingepresst sind. Das Auslegerunterteil umgreift das Auslegeroberteil von unten und außen und nimmt im Bereich seiner Ober- kante den Bolzen nahe seiner äußeren Enden in zwei Gleitlagern auf, in denen ebenfalls Gleitbuchsen stecken. Die beiden aus den Gleitlagern herausragen- den Enden des Bolzens werden von den Lageraugen der Auslegerzylinder, in denen sich die bereits vorstehend genannten zylindrischen Lager oder die Schwenklager befinden, umfässt. Deren axiale Verschiebung auf dem Bolzen wird mit Hilfe von Endscheiben oder mit außen am Bolzen fixierten Ringen verhindert.

Diese Lösung ist mit einigen Nachteilen behaftet, die darin bestehen, dass durch die Verbindung der drei Komponenten Auslegerunterteil, Ausle- geroberteil und Auslegerzylinder über den Bolzens dieser in der konstruktive Gestaltung dieser Lagerung die Kräfte aller Komponenten allein aufnehmen muss, wodurch er einen entsprechend großen Durchmesser aufweist. Ein gro- ßer Durchmesser der Lagerstelle für die Lageraugen der Auslegerzylinder be- deutet aber, dass der Hubweg der Auslegerzylinder und damit die maximale Reichweite des Auslegerarmes des Mobilbaggers eingeschränkt würde. Da das ein zu schwer wiegender Nachteil wäre, werden die äußeren Enden des Bolzens auf einen kleineren Durchmesser abgedreht, womit aber gleich ein neuer Nachteil in Form von höheren Herstellungskosten verbunden ist. Ein weiterer Mangel ist beim Einsatz von zylindrischen Lagern zur beschriebenen Befestigung der Auslegerzylinder oben und unten zu verzeichnen, weil die Demontage der Auslegerzylinder in dieser Ausführung nur dann möglich ist, wenn beide Anschlusspunkte gelöst werden und die Auslegerzylinder zur Vermeidung von Verkantungen gleichmäßig seitlich herausgezogen werden.

Analoge Probleme gibt es demzufolge auch bei der Montage. Bei der Ver- wendung von Schwenklagem anstelle von zylindrischen Lagern verbessert sich zwar dieses Montage-/Demontageproblem, aber dadurch treten zwei neue Nachteile hinzu. Einmal haben die Schwenklager einen größeren Durchmes- ser als zylindrische Lager und schränken damit wie vorstehend schon erläutert die Reichweite des Auslegerarmes ein und sie verursachen darüber hinaus Mehrkosten. Schließlich besteht noch ein bedeutender Mangel dieser Lage- rung darin, dass bei ihrer Demontage mit der Entfernung des Bolzens auch die Komponenten Auslegerunterteil und Auslegeroberteil auseinander fallen.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung zwischen Komponenten an Baumaschinen zu schaffen, die hohe auf die Komponenten einwirkende Kräfte sicher aufnimmt, die einen langen Hubweg der Ausleger- zylinder und damit eine maximale Reichweite des Auslegerarmes der Bauma- schine zulässt, die eine einfache Montage bzw. Demontage aller Komponen- ten erlaubt, ohne dass die Komponenten Auslegerunterteil und Auslegerober- teil bei der Demontage voneinander getrennt werden und bei der Montage wieder neu zusammengesetzt werden müßten und die insgesamt kostengün- stig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentan- spruchs 1 gelöst, wobei in den Unteransprüchen Merkmale aufgeführt sind, die diese Lösung in vorteilhafter Weise weiter entwickeln.

Durch die Ausbildung der Lagerung für die erste, die zweite und die dritte Komponente als ein sich in Richtung ihrer Schwenkachse erstreckender Bol- zen mit gleichem Durchmesser, der in einem Lagerrohr gelagert ist und mit seinen äußeren Enden das Lagerrohr überragt, ist diese Lagerung praktisch in eine gemeinsame Lagerstelle für die erste und die zweite Komponente, in ei- nem bevorzugten Fall für das Auslegerunterteil und das Auslegeroberteil, und in eine Lagerstelle für die dritte Komponente, im gleichen Fall für den Ausle- gerzylinder, sinnvoll aufgeteilt. Dabei sind die erste und die zweite Kompo- nente nebeneinander auf dem Außendurchmesser des Lagerrohres und die dritte Komponente auf den äußeren Enden des Bolzens gelagert.

Durch den wesentlich größeren Außendurchmesser des Lagerrohres gegen- über dem Außendurchmesser des Bolzens übernimmt das Lagerrohr die Kräfte der ersten und der zweiten Komponente im Wesentlichen allein und es ist aufgrund ihres großen Außendurchmessers auch problemlos in der Lage, sehr große Kräfte aufzunehmen.

Weil der Bolzen von den Kräften der ersten und der zweiten Komponente na- hezu nichts tragen muss, kann er schon aus diesem Grund einen relativ klei- nen Außendurchmesser haben. Darüber hinaus ist für seine Dimensionierung günstig, dass die von ihm aufzunehmenden Kräfte von der dritten Kompo- nente nur auf seine das Lagerrohr überragenden Enden übertragen werden, so dass die auf den Bolzen einwirkenden Biegemomente niedrig sind und dem- zufolge der Bolzen auch aus diesem Grund einen kleinen Außendurchmesser haben kann. Das wiederum ist die Voraussetzung für einen langen Hubweg des Auslegerzylinders, wenn der die dritte Komponente bildet.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung mit den Merkmalen des Unteranspruchs 2 befinden sich die Lagerstellen der als Auslegerunterteil ausgebildeten ersten Komponente auf dem mittleren Stück des Lagerrohres und die Lagerstellen des Auslegeroberteiles als zweite Komponente daneben auf dessen äußeren Stücken. Durch das damit verbundene Einstecken des obe- ren Endes des Auslegerunterteiles in das Auslegeroberteil muss das Ausle- gerunterteil nicht mehr wie im umgedrehten Fall mit Unterbrechungen bzw.

Ausnehmungen versehen werden, so dass es sehr verwindungssteif ist. Da das dann über das Auslegerunterteil gesteckte Profil des Auslegeroberteiles so- wieso größer sein muss als das des Auslegerunterteiles und seine Schwächung im Bereich des aufgenommenen Auslegerunterteiles gering ist, weil nur der tatsächliche Bewegungswinkel als Gabelung bei dieser Ausführung freige- halten werden muss, ist diese Konstruktion insgesamt sehr stabil.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit den Merk- malen des Unteranspruchs 3 sind die Lagerstellen der ersten und der zweiten Komponente zur Verschleiß-und Geräuschminderung und zum Zwecke der Leichtgängigkcit der Lagerung mit Gleitbuchsen ausgestattet.

Eine bewährte Lösung der Erfindung wird mit den Merkmalen des Unteran- spruchs 4 darin gesehen, den Außendurchmesser des Bolzens in seinem mitt- leren Stück etwas geringer zu halten als in den beiden äußeren Stücken, um die Länge der aufwändig herzustellenden Passungen mit dem Innendurchmes- ser des Lagerrohres zu minimieren.

Zusammenfassend stellen sich damit die Vorteile der Erfindung so dar, dass diese Lagerung sehr große auf die Komponenten einwirkende Kräfte aufneh- men kann. Durch ihre günstige konstruktive Gestaltung erlaubt sie den Ein- satz eines Auslegerzylinder mit einem langen Hubweg als dritte Komponente, so dass die Reichweite des Auslegerarmes sehr hoch ist. Außerdem ermög- licht sie eine einfache Montage bzw. Demontage aller Komponenten, ohne dass die Komponenten Auslegerunterteil und Auslegeroberteil bei der De- montage getrennt und bei der Montage wieder neu zusammengesetzt werden müßten. Außerdem ist sie kostengünstig herstellbar.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispieles am Auslegerarm eines Mobilbaggers näher erläutert werden, wobei die einzelnen Figuren zei- gen : Figur 1 : eine Seitenansicht auf die linke Seite des Mobilbaggers mit ge- teiltem Auslegerarm, Figur 2 : eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht auf die Lagerung zur Verbindung des Auslegerunterteiles mit dem Aus- legeroberteil sowie den an der Lagerung angreifenden Ausleger- zylindern.

In der Seitenansicht nach Figur 1 ist der konstruktive Aufbau des geteilten Auslegerarmes 1 gezeigt, der auf den Oberwagen 2 des Mobilbaggers aufge- baut und an dessen Rahmen 3 befestigt ist. Der Oberwagen 2 ist um eine ver- tikal ausgerichtete Achse 4 gegenüber dem Unterwagen 5 in einer horizonta- len Ebene verschwenkbar. Er besteht einmal aus einem mit seinem unteren Ende am Rahmen 3 in einem Schwenkgelenk 6 befestigten und als erste Komponente bezeichneten Auslegerunterteil 7. Sein oberes Ende ist über eine Lagerung 8 mit einem sich daran anschließenden und als zweite Komponente bezeichneten Auslegeroberteil 9 verbunden, wobei diese Lagerung 8 inner- halb des Auslegeroberteiles 9 dicht unter dessen Oberkante und in einem ge- wissen Abstand vor seinem hinteren Ende liegt. Zur Ausführung der Schwenkbewegung des Auslegerunterteiles 7 sind zwei als dritte Komponente bezeichnete hydraulische Auslegerzylinder 10 vorgesehen, die einenends an der Lagerung 8 angreifen und anderenends in einem Anlenkpunkt 11, der sich in einem gewissen Abstand vor dem Schwenkgelenk 6 des Auslegeruntertei- les 7 am Rahmen 3 befindet, befestigt sind. Der Vollständigkeit wegen wird zur Ausbildung des geteilten Auslegerarmes 1 in diesem Bereich ergänzt, dass zum Heben und Senken des Auslegeroberteiles 9 an einem in seinem hinteren Ende angeordneten Gelenkbolzen 12 ein hinten liegender und damit beim Tragen ziehender hydraulischer Verstellzylinder 13 angreift, dessen unteres Ende an einer Konsole 14 im unteren Bereich des Auslegerunterteiles 7 an einem Schwenkpunkt 15 befestigt ist.

Eine vergrößerte perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht der La- gerung ist in Figur 2 gezeigt. In dieser Darstellung ist das Auslegerunterteil 7 einschließlich seines oberen Endes als verwindungssteifes, geschlossenes Pro- fil ausgebildet und von unten in das Auslegeroberteil 9 eingesteckt. Damit das Auslegeroberteil 9 gegenüber dem Auslegerunterteil 7 im ausreichenden Ma- ße verschwenkt werden kann, weist es wenigstens im Bereich der Lagerung 8 eine sich nach unten öffnende und das Auslegerunterteil 7 aufnehmende Ga- belung 16 auf (siehe Fig. 1).

Die Lagerung 8 ist im Detail so ausgebildet, dass sich in Richtung ihrer Schwenkachse 17 ein Bolzen 18 mit annähernd gleichem Durchmesser er- streckt, der die Breite des Auslegeroberteiles 9 mit dem darin steckenden Auslegerunterteil 7 beidseitig ein Stück überragt. Innerhalb der Breite des Auslegeroberteiles 9 ist der Bolzen (18) in einem Lagerrohr 19 gelagert, des- sen Außendurchmesser 20 wesentlich größer als der Außendurchmesser 21 des Bolzens 18 ist. Der Bolzen 18 weist im mittleren Stück einen geringfügig kleineren Außendurchmesser 21 gegenüber seinen beiden äußeren Stücken auf, so dass der Bolzen 18 praktisch allein mit seinen äußeren Stücken im La- gerrohr 19 gelagert ist.

Die beiden Lagerstellen 23 ; 23'des Auslegerunterteiles 7 sind in einem gewis- sen Abstand voneinander auf dem Außendurchmesser 20 des Lagerrohres 19 angeordnet, wobei deren in Bohrungen eingepresste Gleitbuchsen 24 ; 24'auf dem Außendurchmesser 20 gleiten. Die beiden Lagerstellen 25 ; 25'des Aus- legeroberteiles 9 befinden sich unmittelbar außen neben den Lagerstellen 23 ; 23' und deren ebenfalls in Bohrungen eingepresste Gleitbuchsen 26 ; 26' gleiten auch auf dem Außendurchmesser 20 des Lagerrohres 19.

Den äußeren Abschluß der Lagerung 8 bilden die Lageraugen 27 ; 27'der bei- den Auslegerzylinder 10, die auf die über die Breite des Auslegeroberteiles 9 hinaus ragenden Enden des Bolzens 18 aufgesteckt sind. Auch sie sind mit auf dem Außendurchmesser 21 des Bolzens 18 gleitenden Gleitbuchsen 28 ; 28'ausgerüstet. Zur axialen Fixierung der gesamten Lagerung 8 sind auf dem Bolzen 18 beidseitig mit einer Schraubverbindung 29 gesicherte Ringe 30 angebracht.

Bezugszeichenaufstellung 1 geteilter Auslegerarm 2 Oberwagen 3 Rahmen 4 Achse 5 Unterwagen 6 Schwenkgelenk 7 Auslegerunterteil 8 Lagerung 9 Auslegeroberteil 10 Auslegerzylinder 11 Anlenkpunkt 12 Gelenkbolzen 13 Verstellzylinder 14 Konsole 15 Schwenkpunkt 16 Gabelung 17 Schwenkachse 18 Bolzen 19 Lagerrohr 20 Außendurchmesser 21 Außendurchmesser 22 Innendurchmesser 23 ; 23' Lagerstelle 24 ; 24'Gleitbuchse 25 ; 25' Lagerstelle 26 ; 26' Gleitbuchse 27 ; 27'Lagerauge 28 ; 28'Gleitbuchse 29 Schraubverbindung 30 Ring