DE102011084105A1

DE102011084105A1 - Teleskopierbare Rohranordnung

Info

Publication number: DE102011084105A1
Application number: DE102011084105A
Authority: DE
Inventors: Rainer Gebauer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2011-10-06
Publication date: 2013-04-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine teleskopierbare Rohranordnung mit paarweise ineinander gleitgelagert geführten Rohren (1, 2). Erfindungsgemäß sind zur Gleitlagerung zwischen den Rohren (1, 2), zumindest abschnittsweise Lagerschalen (3, 4) aus gleitfähigem Werkstoff angeordnet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine teleskopierbare Rohranordnung mit paarweise ineinander gleitgelagert geführten Rohren, und sie ist insbesondere vorteilhaft an Teleskopauslegern von Mobilkranen realisierbar.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige teleskopierbare Rohranordnung ist aus DE 101 64 565 C2 bekannt. Dort ist ein Teleskopausleger gezeigt, der aus einem Grundkasten sowie mehreren ineinander geführten teleskopierbaren Schüssen besteht. Im Kopfbereich des Grundkastens und der Teleskopschüsse sind jeweils an den Innenseiten Gleitlager vorgesehen, die aus einer Vielzahl von Einzelsegmenten zusammengesetzt sind. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der Umstand aus, dass die Einzelsegmente einzeln hergestellt und montiert werden müssen, was zu einem großen Herstellungs- und Montageaufwand führt. Außerdem können an den Nahtstellen zwischen den Einzelsegmenten durch Ungenauigkeiten bei der Herstellung und/oder der Montage Überstände oder Lücken entstehen, wodurch die Trag- und Gleitfähigkeit der Gleitlager sowie deren Lebensdauer eingeschränkt werden.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine teleskopierbare Rohranordnung der vorgenannten Art hinsichtlich ihres Aufbaues zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer teleskopierbaren Rohranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zur Gleitlagerung zwischen den teleskopierbaren Rohren zumindest abschnittsweise Lagerschalen aus gleitfähigem Werkstoff angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Gleitlagerung jeweils aus einer Lagerschale oder mehreren wenigen Lagerschalen mit durchgehender Gleitfläche einfach aufgebaut werden. Dadurch wird die aufwendige Herstellung und Montage von vielzähligen Einzelsegmenten vermieden und zugleich an den durchgehenden Gleitflächen der Lagerschalen eine hohe Gleit- und Tragfähigkeit erreicht.
Unter einem Rohr wird hier ein länglicher Hohlkörper verstanden, dessen Länge in der Regel wesentlich größer ist als sein Durchmesser. Das Rohr kann ein beliebiges Querschnittsprofil aufweisen, das insbesondere rund, oval, kastenförmig oder aus einer Kombination dieser Profile zusammengesetzt sein kann.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Gleitlagerung der Rohre wartungsfrei mit Lagerschalen aus selbstschmierendem Werkstoff ausgeführt. Hierzu sind die Lagerschalen aus mehrschichtigem Verbundwerkstoff ausgebildet, der zumindest eine selbstschmierende Gleitschicht und zumindest eine Trägerschicht aufweist. Die Trägerschicht sorgt für die Festigkeit der Lagerschale, während an der Gleitschicht jeweils ein Rohr am anderen geführt wird. Auf diese Weise wird ein aufwendiges Nachschmieren der Gleitlagerung mit all den dazu notwendigen Maßnahmen und Einrichtungen sowie eine Verschmutzung des Umfeldes und der Umwelt durch austretendes Schmiermittel vermieden. Zur Außenführung kann die Gleitschicht außenliegend und die Trägerschicht innenliegend sowie zur Innenführung die Gleitschicht innenliegend und die Trägerschicht außenliegend an der Lagerschale ausgebildet werden.
Wartungsfreie und verschleißfeste Gleitlager in teleskopierbaren Rohranordnungen können beispielsweise mit Lagerschalen aus Faserverbundwerkstoffen ausgebildet werden, die eine Kombination von Fasern und Harzmatrix aufweisen. Diese eignen sich besonders gut für trocken laufende Anwendungen. Bevorzugt besteht die Gleitschicht aus einem Polymer/PTFE-Garn, das mit Füllstoffen und Festschmierstoffen in einer Harzmatrix eingebettet ist, und die Trägerschicht aus Glasfasern, die in Epoxidharz gebunden sind.
Dabei sind die Lagerschalen durch Wickeln herstellbar und an jedes beliebige Rohrquerschnittsprofil anpassbar. Ein spezifischer Wickelwinkel der Glasfasern stabilisiert die Trägerschicht, wodurch die Festigkeit der Lagerschale deutlich erhöht wird.
Eine alternative wartungsfreie Ausgestaltung der Lagerschalen wird durch eine Gleitschicht aus in Kunstharz getränkten textilem Gewebe, beispielsweise aus Stütz- und Teflonfasern, erreicht, das auf einen Metallgrundkörper aufgeklebt ist.
Zwischen dem Außenrohr und dem in diesem gleitgelagert geführten Innenrohr eines Rohrpaares sind bevorzugt zwei Lagerstellen vorgesehen. Vorzugsweise ist dabei eine erste Lagerstelle im Kopfbereich des Außenrohrs ausgebildet, an dem das Innenrohr aus dem Außenrohr herausschiebbar ist, während eine zweite Lagerstelle am Fußbereich des Innenrohrs angeordnet ist, an dem das Innenrohr in herausgeschobenem Zustand im Außenrohr verbleibt. Auf diese Weise kann das Innenrohr beim Hin- und Herverschieben sowohl an seinem Fußbereich als auch im Kopfbereich des Außenrohrs geführt werden.
Ein hinsichtlich Tragfähigkeit und auftretender Spannungen optimiertes Rohrpaar wird erreicht, wenn Außenrohr und Innenrohr jeweils ein Querschnittsprofil mit zwei halbkreisförmigen, einander symmetrisch gegenüberliegenden Tragzonen aufweisen, die in einander symmetrisch gegenüberliegende ebene Seitenabschnitte übergehen.
Zwischen einem Rohrpaar angeordnet können die Lagerschalen, dem Rohrprofil entsprechend, ein offenes oder geschlossenes Profil bilden. Bevorzugt ist an den Lagerstellen zwischen den Rohren im Bereich der Tragzonen jeweils eine Lagerhalbschale mit halbkreisförmigem Querschnittsprofil angeordnet, wobei die Lagerhalbschalen eine an den Seitenabschnitten der Rohre offene zweiteilige Lagerbuchse bilden. Die Lagerhalbschalen sind so einfach, beispielsweise durch Einlegen, Einschieben oder Einpressen, zwischen den Rohren eines Rohrpaares montierbar. Außerdem lassen sich Lagerhalbschalen mit halbkreisförmigem Profil besonders einfach kostengünstig durch Schneiden aus einem kreisrunden Rohr herstellen.
Es ist von Vorteil, wenn an der ersten Lagerstelle die Lagerhalbschalen an einer radial außenliegenden Trägerschicht im Außenrohr fixiert sind und jeweils an einer radial innenliegenden Gleitschicht das Innenrohr führen, während umgekehrt an der zweiten Lagerstelle die Lagerhalbschalen an einer radial innenliegenden Trägerschicht am Innenrohr fixiert sind und das Innenrohr an der an einer radial außenliegenden Gleitschicht führen. Auf diese Weise wird an den Lagerhalbschalen am Fußbereich des verschiebbaren Innenrohrs eine mitbewegte Außenführung und an den Lagerhalbschalen im Kopfbereich des Außenrohrs eine stationäre Innenführung ermöglicht. Dadurch wird gewährleistet, dass das Innenrohr auch in herausgeschobenem Zustand an zwei Lagerstellen im Außenrohr gelagert ist.
Eine besonders einfache Befestigung der Lagerschalen an einem Rohr ist durch Kleben möglich. Bevorzugt sind die Lagerhalbschalen an der ersten Lagerstelle an der Innenumfangsfläche des Außenrohrs und an der zweiten Lagerstelle an der Außenumfangsfläche des Innenrohrs jeweils an der Trägerschicht angeklebt.
Alternativ sind verschiedene form- und/oder kraftschlüssige Befestigungsmöglichkeiten denkbar. Beispielsweise kann die Lagerschale durch einen stirnseitigen abgewinkelten Bund oder einen Klemmring am Rohr verklemmt werden. Eine andere Befestigungsmöglichkeit besteht darin, eine zur Lageschale komplementäre Nut am Rohr vorzusehen, in der die Lageschale elastisch einschnappbar am Rohr fixiert ist.
Denkbar ist aber auch eine Befestigung durch Verschrauben, Verstiften, Einpressen oder Vernieten und eine Kombination aus diesen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der beiliegenden Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Die einzige Figur zeigt dabei eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen teleskopierbaren Rohranordnung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine erfindungsgemäße teleskopierbare Rohran-ordnung für einen Teleskopausleger, hier mit einem Rohrpaar, nämlich einem Außenrohr 1 und einem in diesem gleitgelagert geführten Innenrohr 2 ausgebildet. Ein Teleskopausleger, beispielsweise ein Tragarm, kann entsprechend der Anzahl seiner Teleskopstufen mit mehreren paarweise ineinander geschachtelt gleitgelagerten Rohre 1, 2 ausgebildet sein. Beide Rohre 1, 2 weisen das gleiche Querschnittsprofil auf, das hinsichtlich der Tragfähigkeit und der auftretenden Spannungen optimiert ist. Dieses ist in den Tragzonen jeweils mit halbkreisförmigen Bögen ausgebildet, die jeweils an ihren Enden in ebene Seitenabschnitte übergehen. Die Tragzonen und die Seitenabschnitte liegen einander achsensymmetrisch gegenüber. Denkbar sind auch Ausführungen mit in beliebig anderer Form ausgestalteten Querschnittsprofilen. Die Darstellung zeigt in einer perspektivischen Ansicht sehr schematisch den Teleskopausleger am Kopfbereich des Außenrohrs 1, an dem das Innenrohr 2, wie durch Pfeile angedeutet, aus dem Außenrohr 1 herausschiebbar und in das Außenrohr 1 wieder hereinschiebbar ist. Dabei ist das Außenrohr 1, nur an seinem Kopfbereich voll, im weiteren Verlauf nur durch Schnittkanten angedeutet, teilgeschnitten dargestellt, um das Innenrohr 2 und die Lagerung sichtbar zu machen. Die Längen des Innenrohrs 2 und des Außenrohrs 1 können insbesondere in Abhängig von der Belastungs- und Verwendungs- bzw. Einbausituation stark variieren. Zwischen den Rohren 1, 2 sind beispielhaft zwei Lagerstellen vorgesehen, an denen zur Gleitlagerung jeweils zwei Lagerhalbschalen 3, 4 im Bereich der Tragzonen zwischen den Rohren 1, 2 eingelegt sind. Die Lagerhalbschalen 3, 4 weisen jeweils ein an die Tragzonen von Außenrohr 1 und Innenrohr 2 angepasstes halbkreisförmiges Querschnittsprofil auf. An jeder Lagerstelle bilden zwei gegenüberliegend angeordnete Lagerhalbschalen 3, 4 eine an den Seitenabschnitten der Rohre offene, zweiteilige Lagerbuchse. Eine erste Lagerstelle ist am Kopfbereich des Außenrohrs 1 und eine zweite am Fußbereich des Innenrohrs 2, der im ausgefahrenen Zustand des Innenrohrs 2 im Außenrohr 1 verbleibt, ausgebildet. An den Lagerstellen schließen die stirnseitigen Enden von Lagerhalbschalen 3, 4 und Außenrohr 1 bzw. Innenrohr 2 jeweils fluchtend zueinander ab.
Die Gleitlagerung der Rohre 1, 2 ist wartungsfrei mit Lagerschalen 3, 4 aus selbstschmierendem Werkstoff ausgeführt. Hierzu sind die Lagerhalbschalen 3, 4 zweischichtig aus einem Verbundwerkstoff aufgebaut, der aus einer selbstschmierenden Gleitschicht 5, 6 und einer Trägerschicht besteht. An der Trägerschicht sind die Lagerschalen 3, 4 an einem Rohr 1, 2 des Rohrpaares fixiert während an der Gleitschicht 5, 6 jeweils ein Rohr 1, 2 am anderen geführt wird. An der ersten Lagerstelle im Kopfbereich des Außenrohrs 1 sind zwei Lagerhalbschalen 3 jeweils an einer radial außenliegenden Trägerschicht im Außenrohr 1 an dessen Innenumfangsfläche eingeklebt. Auf diese Weise ist an den Lagerhalbschalen 3 eine Innenführung realisiert, bei der jeweils an der radial innenliegenden Gleitschicht 5 der Lagerhalbschalen 3 das Innenrohr 2 an seiner Außenumfangsfläche geführt wird. An der zweiten Lagerstelle sind jeweils an einer radial innenliegenden Trägerschicht zwei Lagerhalbschalen 4 am Fußbereich des Innenrohrs 2 an dessen Außenoberfläche angeklebt. Hierbei ist eine Außenführung realisiert, bei der das Innenrohr 2 an der radial außenliegenden Gleitschicht 6 der Lagerhalbschalen 4 im Außenrohrs 1 an dessen Innenoberfläche geführt wird. Durch die Außenführung der mitbewegten Lagerhalbschalen 4 am Fußbereich des Innenrohrs 2 und die Innenführung der stationären Lagerhalbschalen 3 im Kopfbereich des Außenrohrs 1 wird gewährleistet, dass das Innenrohr 2 auch in herausgeschobenem Zustand an zwei Lagerstellen im Außenrohr 1 gelagert ist.
In der Gleitschicht 5, 6 wird ein Polymer/PTFE-Garn eingesetzt, das mit Füllstoffen und Festschmierstoffen in einer Harzmatrix eingebettet ist. Die Trägerschicht sorgt für die Festigkeit der Lagerhalbschalen 3, 4. Sie besteht aus durchgehenden Glasfasern, die durch einen spezifischen Wickelwinkel zusätzlich stabilisiert werden und so die Festigkeit erhöht. Gebunden sind die Fasern in Epoxidharz.
Bezugszeichenliste

1: Rohr
2: Rohr
3: Lagerschale
4: Lagerschale
5: Gleitschicht
6: Gleitschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10164565 C2 [0002]

Claims

Teleskopierbare Rohranordnung mit paarweise ineinander gleitgelagert geführten Rohren (1, 2), dadurch gekennzeichnet, dass zur Gleitlagerung zwischen den Rohren (1, 2), zumindest abschnittsweise Lagerschalen (3, 4) aus gleitfähigem Werkstoff angeordnet sind.
Teleskopierbare Rohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerung wartungsfrei mit Lagerschalen (3, 4) aus selbstschmierendem Werkstoff ausgeführt ist.
Teleskopierbare Rohranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschalen (3, 4) in Verbundwerkstoff ausgeführt sind, der zumindest eine Trägerschicht und eine selbstschmierende Gleitschicht (5, 6) aufweist, wobei die Lagerschalen (3, 4) an der Trägerschicht an einem Rohr (1, 2) eines Rohrpaares fixiert sind und an der Gleitschicht (5, 6) jeweils ein Rohr (1, 2) am anderen geführt wird.
Teleskopierbare Rohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht aus Glasfasern besteht, die in Epoxidharz gebunden sind, und die Gleitschicht aus Polymer/PTFE-Garn, das mit Füllstoffen und Festschmierstoffen in einer Harzmatrix eingebettet ist.
Teleskopierbare Rohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenrohr (1) und dem in diesem gleitgelagert geführten Innenrohr (2) eines Rohrpaares zwei Lagerstellen vorgesehen sind, wobei eine erste Lagerstelle im Kopfbereich des Außenrohrs (1) ausgebildet ist, an dem das Innenrohr (2) aus dem Außenrohr (1) herausschiebbar ist, und eine zweite Lagerstelle am Fußbereich des Innenrohrs (2), an dem dieses in herausgeschobenem Zustand im Außenrohr (1) verbleibt.
Teleskopierbare Rohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Außenrohr (1) und Innenrohr (2) jeweils im Querschnittsprofil zwei halbkreisförmige einander symmetrisch gegenüberliegende Tragzonen aufweist, die in einander symmetrisch gegenüberliegende ebene Seitenabschnitte übergehen.
Teleskopierbare Rohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Lagerstellen zwischen den Rohren (1, 2) im Bereich der Tragzonen jeweils eine Lagerhalbschale (3, 4) mit halbkreisförmigem Querschnittsprofil angeordnet ist, wobei die Lagerhalbschalen (3, 4) eine an den Seitenabschnitten der Rohre (1, 2) offene zweiteilige Lagerbuchse bilden.
Teleskopierbare Rohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Lagerstelle die Lagerhalbschalen (3) an einer außenliegenden Trägerschicht im Außenrohr (1) fixiert sind und jeweils das Innenrohr (2) an einer innenliegenden Gleitschicht (5) führen und an der zweiten Lagerstelle die Lagerhalbschalen (4) an einer innenliegenden Trägerschicht am Innenrohr (2) fixiert sind und dieses an der an einer außenliegenden Gleitschicht (6) im Außenrohr (1) führen.
Teleskopierbare Rohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Lagerstelle die Lagerhalbschalen (3) an der Innenumfangsfläche des Außenrohrs (1) eingeklebt und an der zweiten Lagerstelle die Lagerhalbschalen (4) an der Außenumfangsfläche des Innenrohrs (2) angeklebt sind.