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Patent Searching and Data


Title:
ROTARY CONNECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/167122
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rotary connection consisting of an inner bearing connection (2) connected to a bearing inner ring (1), an outer bearing connection (4) connected to a bearing outer ring (3), and rolling bodies arranged between the bearing inner ring (1) and the bearing outer ring (3). A collar (6) is formed on both the outer bearing connection (4) and the bearing outer ring (3), these collars being added to each other in pairs to form an outer ring band, and an outer connection ring (8) clamping the outer ring band (7) is provided and/or a collar (6) is formed on both the inner bearing connection (2) and the bearing inner ring (1), these collars being added to each other in pairs to form an inner ring band (9), and an inner connection ring (10) clamping the inner ring band (9) is provided.

Inventors:
FETZER JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/DE2013/100167
Publication Date:
November 14, 2013
Filing Date:
May 06, 2013
Export Citation:
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Assignee:
LIEBHERR BETONPUMPEN GMBH (DE)
International Classes:
F16C19/16; F16C35/06; F16C33/58
Foreign References:
SU767011A11980-09-30
US3941252A1976-03-02
DE202007011612U12007-10-25
JPS6417798A1989-01-20
DE3244153A11984-05-30
DE3723554A11989-01-26
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
HENTRICH, Swen (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

Drehverbindung bestehend aus einer mit einem Lagerinnenring (1 ) verbundenen Innenlageranbindung, (2) aus einer mit einem

Lageraußenring (3) verbundenen Außenlageranbindung (4), und aus zwischen dem Lagerinnenring (1) und dem Lageraußenring (3)

angeordneten Wälzkörpern dadurch gekennzeichnet, dass an der

Außenlageranbindung (4) und am Lageraußenring (3) jeweils ein Kragen (6) ausgebildet ist, welche sich paarweise zu einem Außenringbund ergänzen, und dass ein den Außenringbund (7) klammernder

Außenverbindungsring (8) vorgesehen ist

und/oder dass an der Innenlageranbindung (2) und am Lagerinnenring (1 ) jeweils ein Kragen (6) ausgebildet ist, welche sich paarweise zu einem Innenringbund (9) ergänzen, und dass ein den Innenringbund (9) klammernder Innenverbindungsring (10) vorgesehen ist.

Drehverbindung nach Anspruch 1 , sofern sowohl der Außenringbund (7) als auch der Innenringbund (9) vorgesehen sind, dadurch

gekennzeichnet, dass der Innenverbindungsring (10) eine

Innenringbundaufnahme (1 1 ) aufweist und der Außenverbindungsring (8) eine Außenringbundaufnahme (12) aufweist.

Drehverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenringbund (9) und der Außenringbund (7) konisch geformt sind. Drehverbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenringbundaufnahme (11 ) und die Außenringbundaufnahme (12) konisch geformt sind.

Drehverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, dass der Innenverbindungsring (10) und der

Außenverbindungsring (8) einseitig offen mit jeweils einer Öffnung gebildet sind, und dass jeweils mindestens eine Schraubensicherung (17) zum Verschluss der Öffnungen vorgesehen ist.

Drehverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, dass der Innenverbindungsring (10) mehrteilig gebildet ist und mindestens ein Innensicherungsmittel aufweist und der

Außenverbindungsring (8) mehrteilig gebildet ist und mindestens ein Außensicherungsmittel aufweist.

Drehverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innensicherungsmittel und das Außensicherungsmittel als eine

Schraubensicherung (17) gebildet ist.

Drehverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenverbindungsring (10) und der Außenverbindungsring (8) gebildet sind durch zwei mittels der Schraubensicherung (17) fixierbaren

Halbschalen.

Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch

gekennzeichnet, dass die Innenlageranbindung (2) und der

Lagerinnenring (1 ) und/oder die Außenlageranbindung (4) und der Lageraußenring (3) eine formschlüssige Verbindung, vorzugsweise als eine Stirnverzahnung (13) gebildet, aufweisen.

10. Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch

gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (3) und/oder der

Lagerinnenring (1 ) eine Radialverzahnung (14) aufweisen.

1 1 . Drehverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine motorisch betriebene Antriebseinheit zur Verstellung der

Innenlageranbindung (2) relativ zur Außenlageranbindung (4) vorgesehen ist.

Description:
Drehverbindung

Die Erfindung betrifft eine Drehverbindung bestehend aus einer mit einem Lagerinnenring verbundenen Innenlageranbindung, aus einer mit einem

Lageraußenring verbundenen Außenlageranbindung und aus zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring angeordneten Wälzkörpern.

Der Lagerinnenring und der Lageraußenring und die Wälzkörper ergänzen sich dabei also zu einem Radial- beziehungsweise Axiallager. Die meisten Drehverbindungen der eingangs genannten Art halten hohen Kippmomenten, sowie Radial- und Axiallasten Stand. Sie finden Einsatz beispielsweise bei Drehkränen, bei Baggern, bei Betonpumpen, bei Windkrafträdern bei

Panzern, usw. Hierbei sind deren Außenlageranbindung mit dem

Lageraußenring und deren Innenlageranbindung mit dem Lagerinnenring über eine Vielzahl von Schrauben miteinander verbunden.

Bei diesem aus dem Stand der Technik bekannten Drehkränzen ist es sehr zeitintensiv, die Vielzahl an Schrauben einzusetzen und mit einer Mutter festzuziehen bzw. zu kontern. Zum Festziehen der Schrauben muss ein sehr hohes Drehmoment angelegt werden, d.h. es kommt bei diesen Arten von Drehkränzen zu einer sehr starken Flächenpressung zwischen dem

Schraubenkopf und dem Lagerinnenring bzw. dem Schraubenkopf und dem Lageraußenring. Es kann daher vorkommen, dass beim Festziehen der Schrauben Vorspannkraftverluste aufgrund des Setzens des Materials auftreten. Weiterhin ist es möglich, dass sich beim Festziehen die

Schraubenköpfe deformieren, und anschließend kein Drehmomentschlüssel mehr aufgesetzt werden kann, um die Schrauben mit einem definierten Drehmoment nachzuspannen. Außerdem können die Oberflächen der Drehverbindung dabei derart beschädigt werden, dass die Drehverbindung ausgetauscht werden muss.

Bei der Montage von Windkraftanlagen, welche in großen Höhen

durchgeführt wird, ist die hohe Anzahl der Schrauben mit einem hohen Risiko verbunden, da meist die Zeitfenster, in denen eine Montage ungefährlich und unbedenklich ist, sehr klein sind. Die Windkrafträder werden vorzugsweise an Stellen aufgebaut, an denen permanent Winde wehen, so dass es selten eine Flaute gibt, in der eine Montage nahezu unbedenklich erfolgen kann. Aber auch bei Drehverbindungen, die beispielsweise bei Baumaschinen eingesetzt werden, ist es notwendig, die Vielzahl an Schrauben mit einem sehr großen Drehmoment anzuziehen. Dieses Anziehen der Schrauben bei der Montage und auch bei der Wartung ist sehr zeit- und arbeitsintensiv und bringt - beispielsweise gerade bei der Montage oder Wartung von

Windkraftanlagen - ein erhöhtes Unfallrisiko mit sich.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Drehverbindung bereitzustellen, bei der die Montage vereinfacht und zusätzlich eine

Gewichtseinsparung geschaffen ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Drehverbindung der Eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an der Außenlageranbindung und am Lageraußenring jeweils ein Kragen ausgebildet ist, welche sich paarweise zu einem Außenringbund ergänzen, und dass ein den Außenringbund klammernder Außenverbindungsring vorgesehen ist und/oder dass an der

Innenlageranbindung und am Lagerinnenring jeweils ein Kragen ausgebildet ist, welche sich paarweise zu einem Innenringbund ergänzen, und dass ein den Innenringbund klammernder Innenverbindungsring vorgesehen ist.

Damit ist der Vorteil verbunden, dass der Außenverbindungsring bzw.

Innenverbindungsring sehr schnell am Außenringbund bzw. am

Innenringbund angelegt werden können, ohne dabei eine Vielzahl an

Schraubverbindungen zwischen der Außenlageranbindung und dem

Lageraußenring bzw. zwischen der Innenlageranbindung und dem

Lagerinnenring anbringen zu müssen. Durch das Weglassen der Schrauben und die kleineren Querschnitte, die gegebenenfalls durch die

Innenlageranbindung, die Außenlageranbindung, der Lagerinnenring, der Lageraußenring und die Verbindungsringe erreicht werden können, ergibt sich der Vorteil einer sehr großen Gewichtsersparnis, so dass bei motorisch bewegten Baumaschinen desweiteren eine Kraftstoffeinsparung erreicht ist.

Selbstverständlich ist es bei der Erfindung dennoch möglich, ausschließlich den Außenringbund mit einem Außenverbindungsring zu klammern und die Verbindung zwischen dem Lagerinnenring und der Innenlageranbindung auf konventionelle Weise z.B. mit einer Vielzahl von Schrauben zu bilden.

Umgekehrt kann natürlich auch nur der Innenringbund mit einem

Innenverbindungsring geklammert sein, wobei die Verbindung zwischen dem Lageraußenring und der Außenlageranbindung in konventioneller Weise z.B. aus einer Schraubenverbindung gebildet ist. Weiterhin ist vorteilhaft, wenn sowohl der Außenringbund als auch der Innenringbund vorgesehen sind und wenn der Innenverbindungsring eine Innenringbundaufnahme und der Außenverbindungsring eine

Außenringbundaufnahme aufweisen. Die Innenringbundaufnahme und die Außenringbundaufnahme sind am Innenverbindungsring bzw.

Außenverbindungsring im Wesentlichen radial zur Rotationsachse bzw. zur Längsachse ausgeprägt. Mit diesen Aufnahmen ist gewährleistet, dass der Außenringbund vom Außenverbindungsring und der Innenringbund vom Innenverbindungsring sehr sicher umklammert werden können. Der

Außenringbund und der Innenringbund tauchen dabei in die

Außenringbundaufnahme bzw. in die Innenringbundaufnahme ein, womit eine zusätzliche axiaie Sicherung bereitgestellt ist.

Ferner ist bevorzugt, wenn der Innenringbund und der Außenringbund konisch geformt sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass der

Außenverbindungsring bzw. der Innenverbindungsring die beiden Ringbünde zusätzlich, das heißt neben einem Formschluss, durch einen Reibschluss in den Ringbundaufnahmen sichern.

Hierzu hat sich weiter als besonders günstig erwiesen, wenn auch die Innenringbundaufnahme und die Außenringbundaufnahme konisch geformt sind. Hierdurch ist der Reibschluss noch verstärkt, insbesondere dann, wenn die konische Verjüngung der Ringbundaufnahmen stärker ausgeprägt ist als die konische Verjüngung der Ringbünde.

Um den Außenverbindungsring bzw. den Innenverbindungsring auf einfache Weise an den Ringbünden anlegen zu können, hat es sich als sinnvoll erwiesen, wenn der Innenverbindungsring und der Außenverbindungsring einseitig offen mit jeweils einer Öffnung gebildet sind und wenn jeweils eine Schraubensicherung zum Verschluss der Öffnungen vorgesehen ist. So ist es möglich, die Öffnung des Außenverbindungsrings mit einem einzigen Sicherungsmittel zu verschließen. Auch der Innenverbindungsring kann mit einer einzigen Schraube, wie sie beispielweise aus dem Bereich der

Rohrschellen bekannt ist, umfangsseitig geschlossen werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Drehverbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Innenverbindungsring mehrteilig gebildet ist und mindestens ein Innensicherungsmittel aufweist und der

Außenverbindungsring mehrteilig gebildet ist und mindestens ein

Außensicherungsmittel aufweist. Dies erleichtert die Montage der

Verbindungsringe. Hierbei sind der Außenverbindungsring und/oder der Innenverbindungsring also an den Stößen, das heißt an den Enden der einzelnen Teile des jeweiligen Verbindungsrings, mit dem

Innensicherungsmittel bzw. dem Außensicherungsmittel befestigt. Das Innensicherungsmittel und das Außensicherungsmittel sind dabei bevorzugt als eine Schraubensicherung gebildet, da diese mit einem vorgebbaren Drehmoment angezogen werden kann.

Ferner ist es bevorzugt, wenn der Innenverbindungsring und der

Außenverbindungsring durch zwei mittels der Schraubensicherung fixierbaren Halbschalen gebildet sind. Auf diese Weise kann die erste

Halbschale an der zweiten Halbschale an jeder Seite mit je einer Schraube fixiert werden, so dass im Ergebnis nur zwei Schrauben je Verbindungsring festgeschraubt werden müssen. Hierdurch ist also die Montage des

Innenverbindungsringes und des Außenverbindungsringes stark vereinfacht.

Günstig ist es auch, wenn die Innenlageranbindung und der Lagerinnenring und/oder die Außenlageranbindung und der Lageraußenring eine

formschlüssige Verbindung, vorzugsweise als eine Stirnverzahnung gebildet, aufweisen. Auf diese Weise kann die Außenlageranbindung mit ihrer Stirnverzahnung in die entsprechende Stirnverzahnung des Lageraußenrings axial eingreifen, wodurch ein relatives Verdrehen der Außenlageranbindung bezüglich des Lageraußenrings um die Längsachse oder Rotationsachse verhindert ist. Entsprechendes gilt für die Stirnverzahnungen des

Lagerinnenrings und der Innenlageranbindung. Auch hier ist ein relatives Verdrehen um die Rotationsachse verhindert. Anstatt der Stirnverzahnung kann auch jede beliebige andere formschlüssige Verbindung wie zum

Beispiel eine Nut-und-Feder-Verbindung oder eine Bolzenverbindung eingesetzt werden. Diese Stirnverzahnungen gewährleisten weiterhin eine Zentrierung der innenlageranbindung bezüglich des Lagerinnenrings, beziehungsweise eine Zentrierung der Außenlageranbindung bezüglich des Lageraußenrings.

Um ein relatives Verdrehen des Lageraußenrings bezüglich des

Lagerinnenrings zu vereinfachen, ist es sinnvoll, wenn am Lageraußenring und/oder am Lagerinnenring eine Radialverzahnung ausgebildet ist. In diese Radialverzahnung kann ein über eine Welle eines Motors antriebbares Zahnrad eingreifen. Hierdurch kann beispielsweise der

Außenlageranbindung bezüglich der Innenlageranbindung verdreht werden, wie es insbesondere bei Drehkränen und anderen Baumaschinen

Anwendung findet.

Hierzu hat es sich außerdem als bevorzugt erwiesen, wenn eine motorisch betriebene Antriebseinheit zur Verstellung der Innenlageranbindung relativ zur Außenlageranbindung vorgesehen ist. Diese Antriebseinheit

gewährleistet, dass die Außenlageranbindung bezüglich der

Innenlageranbindung verdrehbar ist, in einer vorgebbaren

Drehgeschwindigkeit. Ferner ist mit der Antriebseinheit eine vorgebbare relative Drehstellung zwischen dem Innenlageranbindung und dem

Außenlageranbindung einstellbar.

Im Folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Drehverbindung,

Fig. 2 eine aus dem Stand der Technik bekannte Drehverbindung,

Fig. 3 den Schnitt III-III aus Fig 1 , und

Fig. 4 den Schnitt IV-IV aus Fig. 2.

In Fig. 2 und Fig. 4 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte

Drehverbindung oder auch eine Kugeldrehverbindung oder auch ein

Drehkranz gezeigt, wobei die Außenlageranbindung 4 mit einer Vielzahl an Schrauben mit dem Lageraußenring 3 verbunden ist. Dementsprechend ist der Lagerinnenring 1 mit der Innenlageranbindung 2 über

Schraubenverbindungen gekoppelt. Die Außenlageranbindung 4, der Lageraußenring 3, die Innenlageranbindung 2 und der Lagerinnenring 1 sind radial betrachtet sehr breit gebildet, um die nötige Stabilität der

Drehverbindung bereitzustellen. Diese Breite der Drehverbindung ist notwendig, um die einzelnen Schrauben 15 einführen zu können, welche mit Muttern 16 festgezogen werden. Diese Schrauben 15 werden auf zwei koaxial zur Längsachse oder Rotationsachse 18 orientierten Kränzen angeordnet, wobei jede Schraube 15 mit einem hohen Drehmoment angezogen werden muss. Die erfindungsgemäße Drehverbindung nach Fig. 1 und Fig. 3 ist dagegen in radialer Richtung sehr schmal gebildet, so dass gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Drehverbindung eine erhebliche

Materialeinsparung gegeben ist und somit das Gesamtgewicht reduziert ist. Die hier gezeigte Drehverbindung besteht aus einer mit einem

Lagerinnenring 1 verbundenen Innenlageranbindung 2, aus einer mit einem Lageraußenring 3 verbundenen Außenlageranbindung 4 und aus zwischen dem Lagerinnenring 1 und dem Lageraußenring 3 angeordneten

Wälzkörpern 5. Diese Wälzkörper 5 sind hierbei als zwei Kugelreihen gebildet, wobei es selbstverständlich auch möglich ist, Roiien oder andere aus dem Stand der Technik bekannte Wälzkörper 5 vorzusehen.

An der Außenlageranbindung 4 und am Lageraußenring 3 ist jeweils ein Kragen 6 ausgebildet, welche sich paarweise zu einem Außenringbund 7 ergänzen. Ferner ist ein den Außenringbund 7 klammernder

Außenverbindungsring 8 vorgesehen. An der Innenlageranbindung 2 und am Lagerinnenring 1 ist jeweils ein Kragen 6 ausgebildet, welche sich paarweise zu einem Innenringbund 9 ergänzen, wobei auch hier ein den Innenringbund 9 klammender Innenverbindungsring 10 vorgesehen ist.

Der Innenverbindungsring 10 und der Außenverbindungsring 8 besitzen eine Materialstärke im Bereich von 3 bis 50 mm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 15 mm. Im bevorzugten in Fig. 1 und Fig. 3 gezeigten

Ausführungsbeispiel beträgt die Materialstärke 8 mm, was ausreicht, um die notwendige Stabilität der Gesamtkonstruktion zu gewährleisten. Der

Innenverbindungsring 10 und der Außenverbindungsring 8 sind also sehr dünnwandig gestaltet. Der Außenverbindungsring 8 und der Innenverbindungsring 10 weisen jeweils eine radial zur Rotationsachse 18 ausgeprägte Ringbundaufnahme auf, derart, dass am Innenverbindungsring 10 eine Innenringbundaufnahme 1 1 und am Außenverbindungsring 8 eine Außenringbundaufnahme 12 ausgebildet ist. Die Innenringbundaufnahme 11 und die

Außenringbundaufnahme 12 sind konisch geformt, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel weiterhin auch der Innenringbund 9 und der

Außenringbund 7 konisch geformt sind.

Selbstverständlich ist es auch möglich, nur eine der beiden Verbindungen mit einem Verbindungsring zu bilden, das heißt entweder die Verbindung zwischen der Außenlageranbindung 4 und dem Lageraußenring 3 oder die Verbindung zwischen der Innenlageranbindung 2 und dem Lagerinnenring 1 .

In Fig. 3 des gezeigten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen

Drehverbindung sind der Innenverbindungsring 10 und der

Außenverbindungsring 8 mehrteilig, nämlich jeweils bestehend aus genau zwei Halbschalen gebildet. Diese sind an den Verbindungsstellen jeweils mittels einer Schraubensicherung 17 verbunden.

Eine weitere nicht dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehverbindung weist einen Innenverbindungsring 10 und einen

Außenverbindungsring 8 auf, welche einseitig offen mit jeweils einer Öffnung gebildet sind, wobei jeweils genau eine Schraubensicherung 17 zum

Verschluss der Öffnungen vorgesehen ist. Der Umfang des

Außenverbindungsrings 8 ist dabei größer als der Umfang des

Außenringbundes 7, so dass beim Umgreifen des Außenringbundes 7 durch den Außenverbindungsring 8 ein Überlappen an den beiden Enden des

Außenverbindungsringes 8 gegeben ist, wobei zur Fixierung radial in die sich überdeckenden Teile des Außenverbindungsringes 8 eine Schraube eingedreht ist. Dementsprechend ist der Innenverbindungsring 10 gebildet durch einen Überlapp an seinen beiden Enden, wobei eine den

überlappenden Teil durchdringende Schraube den Innenverbindungsring 10 fixiert.

Wie insbesondere der Fig. 1 zu entnehmen ist, weisen sowohl die

Außenlageranbindung 4 als auch der Lageraußenring 3 eine

Stirnverzahnung 13 auf, derart, dass ein radiales Verdrehen der beiden Bauteile zueinander verhindert ist. Ferner können auch der Lagerinnenring 1 und die Innenlageranbindung 2 jeweils eine Stirnverzahnung 13 aufweisen, die auch ein relatives Verdrehen dieser beiden Bauteile zueinander verhindern. Wichtig ist, dass diese formschlüssige Verbindung zwischen der Außenlageranbindung 4 und dem Lageraußenring 3 ausgebildet ist, wenn eine Radialverzahnung 14 am Lageraußenring 3 vorgesehen ist. Denn nun werden die Drehmomente zwischen dem Lageraußenring 3 und der

Außenlageranbindung 4 optimal übertragen.

Ist dagegen die Radialverzahnung 14 am Lagerinnenring 1 vorgesehen, so werden hohe Drehmomente optimal übertragen durch eine formschlüssige Verbindung, z.B. ebenfalls in Form einer Stirnverzahnung 13, zwischen dem Lagerinnenring 1 und der Innenlageranbindung 2.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Lageraußenring 3 die Radialverzahnung 14 auf, mittels welcher eine Relativdrehung zwischen dem Lagerinnenring 1 und dem Lageraußenring 3 bewirkt werden kann. Hierzu ist die Innenlageranbindung 2 und der mit dieser radial verbundene

Lagerinnenring 1 drehfest am Boden oder am Fahrgestell eines Fahrzeuges angeordnet. Die Innenlageranbindung 2 weist ferner im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schulter 19 auf, an die der Lagerinnenring 1 angelegt ist. Diese Schulter 19 bewirkt eine Zentrierung des Lagerinnenrings 1 . Genauso kann eine Schulter 19 an der Außenlageranbindung 4 ausgeprägt sein, die ihrerseits eine Zentrierung der Außenlageranbindung 4 bezüglich des

Lageraußenringes 3 bereitstellt.

Bezugszeichenliste

1 Lagerinnenring

2 Innenlageranbindung

3 Lageraußenring

4 Außenlageranbindung

5 Wälzkörper

6 Kragen

7 Außenringbund

8 Außenverbindungsring

9 Innenringbund

10 Innenverbindungsring

1 1 Innenringbundaufnahme

12 Außenringbundaufnahme

13 Stirnverzahnung

14 Radialverzahnung

15 Schrauben

16 Mutter

17 Schraubensicherung

18 Rotationsachse

19 Schulter