DE3146695C2

DE3146695C2 -

Info

Publication number: DE3146695C2
Application number: DE3146695A
Authority: DE
Inventors: Gunther 7151 Affalterbach De Neumann
Original assignee: Heinz Thumm Oelhydraulische Antriebe 7012 Fellbach De GmbH
Current assignee: Heinz Thumm Oelhydraulische Antriebe 7012 Fellbach De GmbH
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1993-04-22
Also published as: EP0080670B1; DE3276234D1; DE3146695A1; EP0080670A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehvorrichtung für hängende La sten, insbesondere für Bagger oder Krangreifer, mit einem Stator und einem am Stator mittels einer Wälzlageranordnung drehbar gelagerten und mit einem hydraulischen Antriebsme chanismus antreibbaren Rotor.

Es ist eine Drehvorrichtung dieser Art bekannt (DE-A 28 38 428), bei der zur Radial- und Axiallagerung des Rotors im Stator zwei im Abstand voneinander angeordnete Kegelrollen lager vorgesehen sind. Für die Lagerabstützung sind insge samt vier Schultern vorgesehen, für die ein erheblicher kon struktiver Aufwand und ein entsprechender Platzbedarf erfor derlich ist. Es werden entweder zwei- oder mehrteilige Wel len oder zusätzliche Maschinenelemente, wie Sprengringe, Muttern und Schrauben für die Bildung der Lagerschultern be nötigt. Hinzu kommt, daß dort der Antriebsmechanismus zwi schen den beiden Lagern angeordnet ist, so daß dieser zu Re paratur- und Wartungszwecken nur zugänglich ist, wenn die gesamte Drehvorrichtung einschließlich der Lager zerlegt wird. Diese Arbeit kann nur von Spezialisten durchgeführt werden, die dazuhin mit Spezialwerkzeugen ausgestattet sein müssen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Drehvorrichtung der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, die einfacher montiert, repariert und gewartet werden kann und trotzdem ausreichend robust und widerstandsfähig ist und eine kompakte Bauweise ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Patentanspruch 1 an gegebenen Merkmale vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Aus gestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht einmal von dem Gedanken aus, daß durch die Verwendung eines Vierpunktlagers, dessen Wälzlagerkörper über eine zu einer der Lagernuten führende verschließbare Bohrung oder Öffnung von außen her in den Ringraum einführ bar sind, eine kompakte und robuste Bauweise möglich ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Wälzlagerkörpern Abstands halter oder Abstandskäfige angeordnet sind, die abwechselnd mit den Wälzlagerkörpern hintereinander über die verschließ bare Bohrung oder Öffnung in den durch die beiden Lagernuten gebildeten Ringraum einführbar sind.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Vierpunktlagers, das sowohl Radialkräfte als auch Axial- und Momentenbelastungen aufnehmen kann, ermöglicht eine Verringerung der Anzahl der innerhalb des Motors angeordneten Einzellager und damit eine Verringerung des Bauvolumens. Es werden weder die für die Abstützung der lagerüblichen Ringschultern noch Sprengringe oder dergleichen Maschinenelemente benötigt, die vor allem beim harten Einsatz eine Beschädigungsgefahr darstellen könnten. Weiter ist erstmals ein weitgehend konstanter Wel lendurchmesser über die gesamte Länge auch über den Lagerbe reich hinaus möglich, so daß eine einfachere Herstellung und Montage gewährleistet ist.

Zur Verbesserung der Montage- und Wartungsfreundlichkeit ist das die radial äußere Lagernut enthaltende Teil des Stators bzw. Rotors getrennt vom übrigen, den Antriebsmecha nismus enthaltenden Teil ausgeführt. Damit können der Antriebsmechanismus und die einem erhöhten Verschleiß ausge setzten Dichtungsringe etwa zu Reparatur- und Wartungszwecken einfach freigelegt werden, ohne daß das Lagerteil mit den Wälzlagerkörpern entfernt werden müßte. Vorzugsweise ist das lösbare Lagerteil als Gewindering oder als plattenförmiger Flanschteil ausgebildet.

Im Bereich des Antriebsmechanismus kann es konstruktiv not wendig sein, daß die axialen Begrenzungsflächen der Antriebs organe über den Umfangsbereich variabel gestaltet sind. Bei spielsweise müssen in diesen Bereichen Zu- und Abläufe für die Hydraulikflüssigkeit vorgesehen werden. In solchen Fäl len muß eine Ausrichtung der betreffenden Teile in Umfangs richtung gewährleistet sein. Bei der Verwendung des vorer wähnten Gewinderings als Lagerteil kann diese Ausrichtung vor allem dadurch gewährleistet werden, daß noch ein zusätz licher Zwischenring verwendet wird, der mit dem den Antriebs mechanismus enthaltenden Teil beispielsweise mit Hilfe von Axialstiften drehfest verbunden ist.

Als Antriebsmechanismus kommen alle Arten von Hydraulik- und Pneumatikantrieben in Betracht, insbesondere Flügelantriebe mit und ohne Anschlag, Axial- und Radialkolbenantriebe sowie der Gerotor, die durchweg im Inneren der Drehvorrichtung zwischen Stator und Rotor angeordnet werden können.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Dreh vorrichtungen sind Greiferdreheinrichtungen für Bagger, die sowohl bei hängender Last als auch beim Andrücken des Grei fers, beispielsweise zur Erzeugung von Bohrlöchern, gedreht werden können.

In der Zeichnung sind einige bevorzugte Ausführungs beispiele der Erfindung in schematischer Weise dar gestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Drehvorrichtung mit Schwenk- bzw. Drehflügelantrieb in senkrecht geschnittener Darstellung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1 für den Fall des Schwenkflügel antriebs;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1 für den Fall des Drehflügelantriebs;

Fig. 4 Drehvorrichtungen mit Radialkolbenantrieb (rechts) bzw. Axialkolbenantrieb (links) in senkrecht geschnittener Darstellung;

Fig. 5 Drehvorrichtungen mit Drehflügelantrieb (rechts) bzw. Innen-Gerotor (links) in senkrecht geschnittener Darstellung;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 6-6 der Fig. 5;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 7-7 der Fig. 5;

Fig. 8 Drehvorrichtungen mit Drehflügelantrieb (rechts) bzw. Innen-Gerotor (links) in senkrecht geschnittener Darstellung;

Fig. 9 eine Drehvorrichtung mit Radialkolbenantrieb in senkrecht geschnittener Darstellung.

Die in der Zeichnung dargestellten Drehvorrichtungen sind für Baggergreifer bestimmt, an denen hohe Zug-, Druck- und Momentenbelastungen auftreten. Sie be stehen im wesentlichen aus einem mit dem Baggerausleger verbindbaren Stator 1, einem mit dem Stator über eine Drehverbindung 4 verbundenen Rotor 6, an dem der Bagger greifer befestigbar ist, sowie einem zwischen Stator 1 und Rotor 6 angeordneten Antriebsmechanismus 8.

Die Drehverbindung 4 ist als kombiniertes, Axial-, Radial- und Momentenbelastungen aufnehmendes Lager ausgebildet, das eine besonders kompakte Bauweise der Drehvorrichtung gewährleistet. Die Lagernuten 10, 60 sind unmittelbar am Stator 1 bzw. Rotor 6 selbst oder an einem mit diesen lös bar verbundenen Teil so einander zugewandt angeordnet, daß ein axialsymmetrischer Ringraum gebildet wird. Die Wälzla gerkörper 41 können über eine zur radial äußeren Lagernut 10 führende, mit einem Stopfen 11′ verschließbare Bohrung 11 nacheinander in den Ringraum eingeführt werden. Vor allem für höhere Drehgeschwindigkeiten ist es zur Herabsetzung der Lagerreibung zweckmäßig, zwischen den Wälzlagerkörpern 41 Abstandshalter oder Abstandskäfige anzuordnen, die gleichfalls über die verschließbare Bohrung 11 abwechselnd mit den Wälzlagerkörpern 41 in den Ringraum einführbar sind. Bei den in der Zeichnung dargestellten Drehverbin dungen 4 handelt es sich durchweg um Vierpunktlager mit kugelförmigen Wälzlagerkörpern 41. Durch entsprechende Ausbildung der Lagernuten kann jedoch auch ein Kreuzrollen lager mit rollenförmigen Wälzlagerkörpern vorgesehen werden, das gleichfalls die auftretenden Radial-, Axial- und Mo mentenbelastungen aufnehmen kann.

Die in Fig. 1 gezeigte Drehvorrichtung enthält als hydrau lischen Antriebsmechanismus 8 einen Flügelantrieb, der ent sprechend Fig. 2 als Schwenkflügelantrieb 8′ mit Anschlag 81 und entsprechend Fig. 3 als rundumdrehender Drehflügel antrieb 8′′ ausgebildet sein kann. Der Stator 1 besteht im wesentlichen aus drei Teilen, dem topfförmig ausgebildeten Gehäuseteil 12, das u. a. den Antriebsmechanismus 8 enthält, dem als Gewindering 13 ausgebildeten Lagerteil und einem drehfest mit dem Gehäuseteil 12 verbundenen Zwischenring 14, der den Antriebsmechanismus 8 nach unten hin begrenzt und den verschleißanfälligen radialen Dichtungsring 15 enthält. Das topfförmige Gehäuseteil 12 weist an seinem unteren Ende ein Innengewinde 16 auf, mit dem es an dem Außengewinde 17 des Gewinderings 13 lösbar be festigbar ist. Damit kann das Gehäuseteil 12 unter Freilegung des Antriebsmechanismus 8 und des Zwischenrings 14 mit Dichtungsring 15 beispielsweise zu Reparatur- und Wartungszwecken einfach von dem Gewindering 13 abgenommen und anschließend wieder aufgeschraubt werden. Als Montagehilfe enthält der Gewindering 13 an seinem von außen zugänglichen Um fangsbereich eine Aussparung 18, in die ein Montage werkzeug eingeführt werden kann, über das ein für das Abschrauben oder Anschrauben des Gehäuseteils 12 erforderliches Drehmoment auf den Gewindering 13 aus geübt werden kann. Diese Handhabungen sind verhältnis mäßig einfach, so daß sie auch von angelerntem Personal beim Anwender ausgeführt werden können.

Der Rotor 6 enthält einen zylindrischen Schaft 62 sowie einen im unteren Bereich radial überstehenden Flansch 63, an dem Bohrungen 64 für die Befestigung der Greiferanordnung vorgesehen sind. Sofern der Ge windering 13 vom Rotorschaft 62 abgenommen werden soll, muß bei entferntem Gehäuseteil 12 zunächst der Stopfen 11′ aus der Bohrung 11 entfernt werden, damit die Wälzlagerkörper 41 nacheinander durch die Bohrung 11 hindurch aus den Lagernuten 10, 60 herausgeholt werden können. Im montierten Zustand ist der Stopfen 11′ durch einen Stift 19 am Gewindering 13 gesichert und wird außerdem vom unteren Randbereich des Gehäuseteils 12 verdeckt, so daß er sich beim Betrieb nicht ungewollt lösen kann.

Der Flügelantrieb 8′, 8′′ enthält im Falle der Fig. 2 einen und im Falle der Fig. 3 zwei in einer Aus sparung 65 des Rotorschafts 62 gelagerte und unter der Einwirkung einer Druckfeder 81 gegen die Innen fläche 20 des Stators 1 gedrückte Flügel 80, die den zwischen Stator 1 und Rotor 6 gebildeten Ringraum 82 in voneinander getrennte Kammern unterteilen. Der Ringraum 82 ist über die Öffnungen 83, 84 wahlweise, je nach gewünschter Drehrichtung, mit der Zufluß leitung bzw. der Rückflußleitung einer nicht darge stellten Hydraulikpumpenanordnung verbindbar. Die Anschlüsse 21 der betreffenden Hydraulikleitungen be finden sich im oberen Bereich des Gehäuseteils 12. Weitere Anschlüsse 22, 66 sind für Hydraulikleitungen für die Greiferbetätigung vorgesehen, die innerhalb des Motors über eine Drehdurchführung 23, 67 vom Stator 1 zum Rotor 6 geführt sind. In der Zeichnung ist der Übersichtlichkeit halber nur eine dieser Drehdurchführungen eingezeichnet, obwohl in der Regel zwei, gegebenenfalls auch mehrere vorhanden sind.

Die in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiele einer Drehvorrichtung enthalten im rechten Teil einen Radial kolbenantrieb 8′′′ mit radialer Kurvenbahn 24 im Stator und im linken Teil einen Axialkolbenantrieb 8 ^IV mit zwei axialen Kurvenbahnen 25 im Stator. Die Zylinder trommel 85 ist ringförmig ausgebildet und weist eine Innenverzahnung 86 auf, mit der sie auf eine Außenver zahnung 68 des Rotorschafts 62 von oben her aufge schoben und mit diesem drehfest verbunden ist. Die Zu- und Rückführung der Hydraulikflüssigkeit zu und von den Kolbenzylindern erfolgt von oben her über einen Planverteiler 26, dessen Kanäle 27 über die Anschlüsse 21 am Statorgehäuse 12 mit den entsprechenden Hydraulik leitungen verbunden sind. Im übrigen ist der Aufbau ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Der Stator 1 ist wiederum dreiteilig und besteht aus einem den Antriebsmechanismus übergreifenden topf förmigen Gehäuseteil 12, einem mit dem Gehäuseteil 12 verschraubten Gewindering 13 und einem mit dem Ge häuseteil 12 drehfest verbundenen, den Antriebs mechanismus nach unten begrenzenden Zwischenring 14 mit Radialdichtung 15. Die Drehverbindung 4 ist durch ein Vierpunktlager gebildet, das unmittelbar am Gewindering 13 und am Rotorschaft 62 angeordnet ist. Am oberen Ende des Rotorschafts 62 befindet sich außerdem noch ein als Loslager ausgebildetes Radiallager 5.

Die Fig. 5 zeigt zwei weitere Ausführungsbeispiele einer Drehvorrichtung, von denen die rechts darge stellte einen Flügelantrieb 8 ^V und die links dar gestellte einen Innen-Gerotor 8 ^VI enthält. Der Flügelantrieb kann beispielsweise als Schwenkflügel antrieb mit Anschlag entsprechend Fig. 2 oder als rundumdrehender Drehflügelantrieb entsprechend Fig. 3 oder Fig. 6 ausgebildet sein. Bei dem Drehflügel antrieb 8 ^V nach Fig. 6 ist eine größere Anzahl von in gleichem Winkelabstand voneinander in Aussparungen 65 des Ringkörpers 88′ angeordneten Flügeln 80 vor gesehen, die mit Hilfe von Druckfedern 81 an ihren Stirnflächen gegen die Innenfläche 20 des Stators 1 gedrückt werden und auf diese Weise den Ringraum 82 in mehrere, getrennt mit Hydraulikflüssigkeit beauf schlagbare Kammern unterteilen.

Der Innen-Gerotor 8 ^VI oder Innenzahnradmotor ent sprechend dem linken Teil der Fig. 5 ist in Fig. 7 im Querschnitt vergrößert dargestellt. Er besteht aus einem mit einem Vielkeilprofil 87 auf den Rotorschaft 62 aufgesteckten inneren Zahnring 88 und einem sowohl mit den Zähnen 89 des inneren Zahnrings 88 als auch mit den Zähnen 28 des Statorgehäuses 12 zusammenwirkenden mittleren Zahnring 90. Die miteinander zusammenwirkenden Zahnkränze unterscheiden sich jeweils um einen Zahn. Der Stator 1 mit dem äußeren Zahnkranz 89 und der Rotor 6 mit dem inneren Zahnring 88 sind zueinander konzentrisch angeordnet, während der mittlere Zahnring 90 exzentrisch hierzu angeordnet ist und dementsprechend bei der Umdrehung eine taumelnde Bewegung um die ge meinsame Stator- und Rotorachse ausführt. Die Betriebs weise eines ähnlichen Gerotors ist ausführlich in der DE-0S 29 22 921 erläutert, auf die insoweit aus drücklich Bezug genommen wird.

Im übrigen stimmt der Aufbau der Drehvorrichtung nach Fig. 5 mit denjenigen nach den Fig. 1 und 4 überein, so daß diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen werden kann.

In Fig. 8 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele einer Drehvorrichtung dargestellt, von denen die im rechten Teil gezeigte wiederum einen Flügelantrieb 8 ^V und die im linken Teil gezeigte einen Innen-Gerotor 8 ^VI enthält. Der Unterschied zu den Ausführungsbeispielen nach Fig. 5 besteht im wesentlichen darin, daß das Oberteil des Stators 12′ kein Topfgehäuse ist, sondern in Plattenbauweise mit dem Lagerring 13′ und dem An triebsteil 8 ^V bzw. 8^VI mittels Schrauben 29 und Stiften 30 verbunden ist. Diese Bauweise erfordert einen etwas größeren Durchmesser als die Ausführungsbeispiele nach Fig. 5, da die Schrauben 29 und Stifte 30 einen zu sätzlichen Platzbedarf in radialer Richtung aufweisen.

Schließlich ist in Fig. 9 noch eine Drehvorrichtung mit Radialkolbenantrieb 8 ^VII dargestellt, bei welcher der Stator 1 einen Schaft 32 mit Zylinderbohrungen 91, 94 zur Aufnahme der Kolben 92 und eines zentralen Ver teilers 93 enthält, während der Rotor 6 als Topf gehäuse mit Radialkurve 70 zur Abstützung der Kolben 92 ausgebildet ist. Das Vierpunktlager 4 mit seinen Lager nuten 10′, 60′ und Wälzlagerkörpern 41 befindet sich oberhalb des den Antriebsmechanismus 8 ^VII enthaltenden Bereichs direkt zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 6, die beide einstückig ausgebildet sind. Die kugel förmigen Wälzlagerkörper können bei abgenommenem Stopfen 71′ durch die Bohrung 71 bei der Montage eingefüllt und bei der Demontage entfernt werden. Das im unteren Bereich der Drehvorrichtung angeord nete radiale Loslager kann entweder als Gleitlager 5′ (rechter Teil der Fig. 9) oder als Wälzlager 5′′ (linker Teil der Fig. 9) ausgebildet sein. Der Aufbau und die Funktion des Radialkolbenantriebs 8 ^VII ist ausführlich in der DE-PS 23 38 736 erläutert, auf deren Inhalt insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird.

Claims

1. Drehvorrichtung für hängende Lasten, insbesondere für Bagger- oder Krangreifer, mit einem Stator und einem am Stator mittels einer Wälzlageranordnung drehbar gelagerten und mit einem hydraulischen An triebsmechanismus antreibbaren Rotor, dadurch ge kennzeichnet, daß der Stator (1) bzw. Rotor (6) mit einem den Antriebsmechanismus aufnehmenden Gehäuse teil (12) und einem mit dem Gehäuseteil (12) lös bar, insbesondere durch Verschrauben, verbundenen Lagerteil (13) den Rotor (6) bzw. Stator (1) kon zentrisch übergreift, daß das Lagerteil (13) einer seits und der Rotor (6) bzw. Stator (1) anderer seits einander zugewandte, sich zu einem geschlos senen axialsymmetrischen Ringraum ergänzende Lager nuten (10, 60) aufweisen, daß in dem Ringraum unter Bildung eines Vierpunktlagers Wälzlagerkörper (41) angeordnet sind und daß die Wälzlagerkörper über eine zu einer der Lagernuten führende verschließba re Bohrung (11, 71) oder Öffnung im Lagerteil (13) von außen her in den Ringraum einführbar sind.

2. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Wälzlagerkörpern (41) Abstandshalter oder Ab standskäfige angeordnet sind, die abwechselnd mit den Wälzlagerkörpern hintereinander über die ver schließbare Bohrung (11, 71) oder Öffnung in den durch die beiden Lagernuten (10, 60) gebildeten Ringraum einführbar sind.

3. Drehvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerteil (13) als Ring ausgebildet ist.

4. Drehvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (13) ein Außengewinde (17) aufweist, welches mit einem Innengewinde (16) des Gehäuseteils (12) des Stators (1) verschraubt ist.

5. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische An triebsmechanismus als Axialkolbenantrieb (8 ^IV) mit axialer Kurvenbahn (25) ausgebildet ist.

6. Drehvorrichtung mit einem als Radial- oder Axial kolbenantrieb mit radialer bzw. axialer Kurvenbahn ausgebildetem hydraulischen Antriebsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das die Kolben enthaltende Teil des Kolbenantriebs (8′′′; 8 ^VI) als Zylindertrommel (85) mit Innenverzahnung (86) ausgebildet ist, die über eine entsprechende Außenverzahnung (68) oder über Paßfedern drehfest mit dem zugehörigen Rotorteil (Rotorschaft (62)) lösbar ver bunden ist.

7. Drehvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Radial- bzw. Axialkolben antrieb (8 ^III; 8^IV) über eine axial gegen die Zy lindertrommel (85) anliegenden Planverteiler (26) mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar ist.

8. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanis mus als Schwenkflügelantrieb (8′) mit Anschlag (81) oder als rundumdrehender Flügelantrieb (8′′; 8 ^V) ausgebildet ist.

9. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanis mus als Innen-Gerotor (8 ^VI) ausgebildet ist.