DE102005010952B4

DE102005010952B4 - Drehverbindung

Info

Publication number: DE102005010952B4
Application number: DE102005010952A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Kirsch; Siegfried Derrer
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2025-03-11
Also published as: DE102005010952A1

Abstract

Drehverbindung mit einem ersten ringartig ausgebildeten Element, das als ein im Querschnitt nahtlos geschlossener Hohlkörper ausgebildet ist, und mit einem zweiten Element, wobei die Elemente zueinander verdrehbar sind und wenigstens das erste Element wenigstens eine ringartig umlaufende, einen Hinterschnitt ausbildende Nut umfasst, in der Nut Mittel angeordnet sind, über die das Element befestigbar und/oder antreibbar ist, und die Nut und/oder die Mittel mit einem T-artigen Profil ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehverbindung.
Drehverbindungen ermöglichen eine drehbare Verbindung zweier Maschinenteile, wobei in der Regel Kräfte und Momente in beliebigen Richtungen übertragbar sind. Dabei kommen Drehverbindungen in vielen Bereichen des Maschinenbaus zum Einsatz insbesondere bei Bagger und Kränen, in der Fördertechnik, im Fahrzeugbau, beispielsweise bei Gelenkbussen und Bahnen, in Tunnelbohrmaschinen, in Windenergieanlagen, in der Medizintechnik, im Roboterbau, aber auch in der Wehrtechnik.
Dabei gibt es unterschiedlichste Bauformen, wobei man bei Drehverbindungen nach dem Wälzlagerprinzip zwischen rollen- und/oder kugelgelagerten Drehverbindungen unterscheidet. Weiterhin sind Ausbildungen als Vierpunktlager als auch als Kreuzrollenlager bekannt. Dabei sind die Wälzkörper zwischen wenigstens zwei zentrisch ineinander angeordneten, massiv ausgebildeten Laufringen angeordnet.
Aus der EP 0 042 078 A1 ist ein Großwälzlager in Leichtbauweise mit gerundeten und an den Enden zusammengefügten Lagerringen bekannt, wobei die Lagerringe im Querschnitt geschlossene Hohlprofile sind.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Drehverbindung, die insbesondere einfach und damit kostengünstig herstellbar, aber auch einfach mit ihrer Einbauumgebung verbindbar ist.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass bei den bisher bekannten Drehverbindungen die massiv ausgebildeten Laufringe nur mit erheblichem Aufwand herstellbar sind und zudem in einer Vielzahl der Anwendungen für die auftretenden Belastungen überdimensioniert sind. Dadurch, dass das erste ringartige Element der Drehverbindung gemäß den Ansprüchen 1 und 3 als ein Hohlkörper ausgebildet ist, ist gegenüber einem vergleichbaren, massiv ausgebildeten Laufring eine deutliche Materialersparnis verbunden.
Gemäß Anspruch 3 ist wenigstens eines der Elemente aus einem stranggepressten, mit einer vorgebbaren Krümmung wendelartig gebogenen und warm ausgehärteten Hohlprofil hergestellt, indem entsprechend abgelängt wird und die Enden des abgelängten Teils miteinander verbunden werden. Gegenüber nahtlos gewalzten Vollringen ist damit mit Vorteil eine maschinenextensive Herstellung der Drehverbindung im Wesentlichen ohne Einsatz von Werkzeugmaschinen möglich, wobei aufwendige, bei den Vollringen notwendige Bearbeitungsschritte wie Drehen, Bohren, Fräsen und Schleifen entfallen. Weiterhin sind damit in einfacher Art und Weise Drehverbindungen unterschiedlichster Durchmesser herstellbar, wohingegen bei den Vollringen in Abhängigkeit vom jeweiligen Durchmesser in aufwendiger Art und Weise größenindividuell hergestellt werden muss. Dabei sind insbesondere beide Elemente aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere umfassend Aluminium, hergestellt. Damit ist die Drehverbindung nicht nur einfach und kostengünstig herstellbar, sondern gleichzeitig korrosionsbeständig ausgebildet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur.
Die Figur zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen, an einer Umfangsstelle geführten Querschnitt einer Drehverbindung. Dabei umfasst die Drehverbindung einen Außenring 20 und einen dazu zentrisch angeordneten Innenring 10, die über Wälzkörper 30 miteinander drehbar verbunden sind.
Der Innenring 10 und der Außenring 20 sind dabei aus einem stranggepressten, mit einer vorgebbaren Krümmung wendelartig geformt und warm ausgehärteten Hohlprofil aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, indem entsprechend abgelängt wird und die Enden des abgelängten Teils miteinander verbunden werden. An einer nicht dargestellten Umfangsstelle weisen sowohl der Innenring 10 als auch der Außenring 20 eine Verbindungsstelle auf, an der für besagtes Verbinden ein sich beiderseits der Verbindungsstelle erstreckendes Verbindungselement in den Hohlraum des Hohlprofils eingebracht ist. Dabei ist ein Außenprofil des Verbindungselements passsitzartig entsprechend einem Profil dem Hohlraum des Innenrings 10 bzw. des Außenrings 20 ausgebildet, wobei das Verbindungselement selbst wiederum als Hohlprofil ausgebildet und vergleichbar dem des Innenrings 10 und des Außenrings 20 hergestellt sein kann.
Im Bereich der Wälzkörper 30 sind der Innenring 10 und der Außenring 20 jeweils mit einer ringartig umlaufenden, im wesentlichen V-förmigen Nut 12 und 22 ausgebildet, wobei die Begrenzungsflächen dieser Nuten 12 und 22 die Laufbahnen für die Wälzkörper 30 bilden. Dabei sind die Hohlprofile des Innenrings 10 und des Außenrings 20 hinsichtlich eines Aufnehmens und Übertragens der auftretenden Kräfte optimiert gestaltet, wobei insbesondere im Bereich der Nuten 12 und 22 die Hohlprofile mit vergleichsweise dicken Wandstärken ausgebildet sind. In anderen Ausführungsformen können die wälzkörperführenden Nuten in Abhängigkeit von der jeweiligen Wälzkörperform natürlich auch rechteckartig, schalenartig usw. ausgebildet sein und/oder mit einer Laufbahneinlage versehen sein.
Weiterhin sind der Innenring 10 und der Außenring 20 mit jeweils drei weiteren Nuten 14, 16, 18 und 24, 26 und 28 ausgebildet. Dabei ist jede der Nuten 14, 16, 24 und 26 zwei Hinterschneidungen bildend ausgestaltet. Jede der Nuten 14 und 24 ist dabei zum Aufnehmen eines Verzahnungsbandes vorgesehen, über das ein Antreiben des Innenrings 10 bzw. Außenrings 20 möglich ist. Dabei kann das Verzahnungsband beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet und ähnlich wie der Innenring 10 und der Außenring 20 durch Ablängen aus einem Bandmaterial hergestellt sein.
In jede der T-förmig ausgebildeten Nuten 16 und 26 können entsprechend T-förmig ausgebildete Einsätze 41 und 42, die Gewindebohrungen 45 und 46 umfassen, eingesetzt werden, so dass hierüber der Innenring 10 und der Außenring 20 mit weiteren Maschinenelementen verschraubbar ist. Diese Einsätze 41 und 42 werden dabei in der Regel als T-Nutensteine bezeichnet.
Bei den Ringen 10 und 20 ist dabei von besonderem Vorteil, dass bis zu einer Maximalbefüllung jede beliebig vorgebbare Anzahl von T-Nutensteinen eingesetzt werden kann und die T-Nutensteine bezüglich der Umfangsrichtung an frei vorgebbaren Positionen am Umfang anordenbar sind, was insbesondere bei Einsatz der Drehverbindung in einem Drehgestell eines Schienenfahrzeugs von besonderem Vorteil ist, weil dabei häufig die Ringe 10 und/oder 20 lediglich in zwei einander gegenüberliegenden Umfangsbereichen mit übrigen Teilen des Drehgestells verbunden werden können, die voneinander durch Umfangsbereiche getrennt sind, die frei von einem derartigen Verbinden bleiben müssen.
In jede der Nuten 18 und 28 ist schließlich jeweils eine der ringartig umlaufenden Dichtungen 51 und 52 eingesetzt. Eine Dichtlippe der Dichtung 51 liegt dabei für ein Abdichten eines die Wälzkörper 30 beinhaltenden Raumes am Außenring 20 dichtend an, wohingegen die Dichtlippe der Dichtung 52 am Innenring 10 anliegt.
Gemäß der Darstellung der Figur ist die Lagerung als ein Kreuzrollenlager ausgebildet. In anderen Ausführungsformen können dabei anstelle der als Rollen ausgebildeten Wälzkörper auch Kugeln zum Einsatz kommen, wobei die Lagerung als ein Vierpunktlager ausgebildet sein kann und/oder Laufbahnen für die Wälzkörper durch in die Ringe eingelegte Drähte aus Stahl gebildet sein können.

10: Innenring
12: Nut für Wälzkörper
14: Nut für Verzahnungsband
16: Nut für T-förmige Einsätze
18: Nut für Dichtung
20: Außenring
22: Nut für Wälzkörper
24: Nut für Verzahnungsband
16: Nut für T-förmige Einsätze
28: Nut für Dichtung
30: Wälzkörper
41, 42: T-förmiger Einsatz
45, 46: Gewindebohrung
51, 52: Dichtung

Claims

Drehverbindung mit einem ersten ringartig ausgebildeten Element, das als ein im Querschnitt nahtlos geschlossener Hohlkörper ausgebildet ist, und mit einem zweiten Element, wobei die Elemente zueinander verdrehbar sind und wenigstens das erste Element wenigstens eine ringartig umlaufende, einen Hinterschnitt ausbildende Nut umfasst, in der Nut Mittel angeordnet sind, über die das Element befestigbar und/oder antreibbar ist, und die Nut und/oder die Mittel mit einem T-artigen Profil ausgebildet sind.
Drehverbindung nach Anspruch 1, wobei wenigstens eines der Elemente aus einem stranggepressten, mit einer vorgebbaren Krümmung wendelartig gebogenen und warm ausgehärteten Hohlprofil hergestellt ist.
Drehverbindung mit einem ersten ringartig ausgebildeten Element, das als ein im Querschnitt nahtlos geschlossener Hohlkörper ausgebildet ist, und mit einem zweiten Element, wobei die Elemente zueinander verdrehbar sind und wenigstens das erste Element aus einem stranggepressten, mit einer vorgebbaren Krümmung wendelartig gebogenen und warm ausgehärteten Hohlprofil aus einer Leichtmetall-Legierung hergestellt ist.
Drehverbindung nach Anspruch 3, wobei wenigstens eines der Elemente wenigstens eine ringartig umlaufende Nut umfasst.
Drehverbindung nach Anspruch 4, wobei die Nut wenigstens einen Hinterschnitt ausbildend ausgestaltet ist.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Nut zum Aufnehmen von Mitteln ausgebildet ist, über die das Element befestigbar und/oder antreibbar ist.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 6, wobei die Mittel den Hinterschnitt ausfüllend gestaltet sind.
Drehverbindung nach Anspruch 7, wobei die Mittel für das Befestigen des Elements mit einer Gewindebohrung versehen sind.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Mittel ein Verzahnungsband, insbesondere aus einem Kunststoff, umfassen.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei wenigstens eines der Elemente aus einer Leichtmetall-Legierung, umfassend Aluminium, ausgebildet ist.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das zweite Element ringartig und als ein Hohlkörper ausgebildet ist.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Drehverbindung als eine Wälzlagerung ausgebildet ist, indem zwischen den Elementen Wälzkörper angeordnet sind.
Drehverbindung nach Anspruch 12, wobei die Wälzlagerung als eine Vierpunktlagerung ausgebildet ist.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Wälzlagerung als ein Kreuzrollenlager ausgebildet ist.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Drehverbindung eine ringartig umlaufende Nut zum Führen von Wälzkörpern umfasst.
Drehverbindung nach Anspruch 15, wobei als Laufbahn für die Wälzkörper in die Nut eine Laufbahneinlage eingelegt ist.
Drehverbindung nach Anspruch 16, wobei die Laufbahneinlage wenigstens einen Draht umfasst.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Drehverbindung eine ringartig umlaufende Nut zum Aufnehmen von Dichtungsmitteln umfasst.
Drehverbindung nach Anspruch 18, wobei die Dichtungsmittel ringartig und zum dichtenden Anliegen am anderen Element ausgebildet sind.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei wenigstens eines der Elemente an wenigstens einer Umfangsstelle eine Verbindungsstelle umfasst, an der durch ein Einbringen eines sich beiderseits der Verbindungsstelle erstreckenden Verbindungselements in den Hohlraum des Elements das Element verbunden ist.
Drehverbindung nach Anspruch 20, wobei ein Außenprofil des Verbindungselements passsitzartig, entsprechend einem Profil des Hohlraums ausgebildet ist.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, wobei die Wälzkörper und/oder die Laufbahneinlage aus einem korrosionsbeständigen Material ausgebildet sind.
Drehverbindung nach Anspruch 22, wobei das Material ein korrosionsbeständiger Stahl ist.
Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei ein mittlerer Durchmesser der Drehverbindung von wenigen Dezimetern bis zu wenigen Metern reicht.