Drehkranz -großer Abmessungen Die Erfindung betrifft Drehkränze großer
Abmessungen, die so eingerichtet sind, daß eine willkürliche, den vorliegenden Betriebsverhältnissen
Rechnung tragende Lastverteilung auf die einzelnen Rollkörper herbeigeführt werden
kann.Slewing ring - large dimensions The invention relates to large slewing rings
Dimensions, which are arranged to be arbitrary, the present operating conditions
Accountable load distribution can be brought about on the individual rolling elements
can.
Hauptsächlich im Kran- und Baggerbau finden Drehkränze als Drehverbindung
zwischen stillstehendem und drehendem Teil immer mehr Anwendung. Die Drehkränze
können sowohl mit Kugeln als auch mit Rollen ausgerüstet sein, sie sind aber, wenn
sie im Kran- und Baggerbau verwendet werden, immer durch große Abmessungen, oft
bis zu mehreren Metern Durchmesser, gekennzeichnet.Slewing rings are mainly used as slewing rings in crane and excavator construction
more and more applications between stationary and rotating parts. The slewing rings
can be equipped with balls as well as with rollers, but they are if
they are used in crane and excavator construction, always due to their large dimensions, often
up to several meters in diameter, marked.
Die Verwendung von Drehkränzen bietet mancherlei Vorteile. So ist,
weil kein Königszapfen erforderlich ist, eine Vereinfachung der Traggerüste und
Drehsäulen möglich. Außerdem gestattet die Drehverbindung mittels großer Kugel-
oder Rollendrehkränze freien Durchgang vom stillstehenden zum drehenden Teil. Diese
großen Drehkränze können mit einer oder mehreren Reihen von Rollkörpern versehen
und so durchgebildet sein, daß sie außer reinen Axialkräften und Radialkräften auch
Kraftmomente aufzunehmen vermögen. Die Verteilung der Lasten auf die einzelnen Rollkörper
läßt sich berechnen, und es ist somit möglich, eine zweckmäßige Dimensionierung
der Drehkranzteile vorzunehmen. Eine einwandfreie Berechnung ist aber nur dann möglich,
wenn zwei Voraussetzungen erfüllt sind, nämlich absolute Starrheit der Drehkranzringe
und Spielfreiheit der Drehverbindung.The use of slewing rings offers a number of advantages. So is,
because no kingpin is required, a simplification of the shoring and
Rotary columns possible. In addition, the rotary connection by means of large spherical
or slewing rings with free passage from the stationary to the rotating part. These
large turntables can be fitted with one or more rows of rolling elements
and be designed in such a way that, in addition to pure axial forces and radial forces, they too
Able to absorb moments of force. The distribution of the loads on the individual rolling elements
can be calculated, and it is thus possible to make an appropriate dimensioning
of the turntable parts. A correct calculation is only possible, however,
if two conditions are met, namely absolute rigidity of the slewing ring
and freedom from play in the slewing ring.
Bei den großen, im Kran- und Baggerbau verwendeten Drehkränzen treffen
diese Voraussetzungen praktisch nicht zu. Mit Rücksicht auf das Gewicht und die
Kosten der Drehkranzringe werden deren Querschnitte möglichst klein gehalten. Da
auch die Konstruktion der Anschlußteile keine Gewähr für eine genügend starre Auflage
der Drehkranzringe bietet, entfällt die erste Voraussetzung. Die zweite, die Spielfreiheit
betreffende Voraussetzung steht und fällt aber mit der ersten. Es ist bekannt, durch
Schraubenverbindungen und besondere Formgebung der Drehkranzringe eine Anstellung
der Drehverbindung auf ein bestimmtes Lagerspiel, Spielfreiheit oder auch Vorspannung
herbeizuführen. So werden nach der deutschen Patentschrift 952 045 bei einer dreiteiligen,
zweireihigen Kugelkranzverbindung Ober- und Unterring ineinander zentriert und axial
durch Federn zusammengehalten. Im eingebauten, belasteten Zustand treten aber bei
den bekannten Drehkränzen aus den vorgenannten Gründen Formveränderungen ein. Diese
Veränderungen haben zur Folge, daß die der Berechnung zugrunde gelegten Verhältnisse
nicht mehr zutreffen und unkontrollierbare Beanspruchungen auftreten, durch die
unter Umständen der Drehkranz schon in kürzester Zeit unbrauchbar wird.Meet with the large slewing rings used in crane and excavator construction
these prerequisites practically do not apply. With regard to the weight and the
At the cost of the slewing ring, their cross-sections are kept as small as possible. There
the construction of the connecting parts also does not guarantee a sufficiently rigid support
the slewing ring offers, the first requirement does not apply. The second, freedom of play
The relevant requirement stands and falls with the first one. It is known by
Screw connections and special shape of the turntable rings an employment
the slewing ring to a certain bearing play, freedom from play or preload
bring about. According to German patent specification 952 045, for a three-part,
Double-row ball and socket connection upper and lower ring centered in one another and axially
held together by springs. However, in the installed, loaded state they join
the known slewing rings for the aforementioned reasons, changes in shape. These
Changes have the consequence that the ratios on which the calculation is based
no longer apply and uncontrollable stresses occur due to the
the slewing ring may become unusable in a very short time.
Die Erfindung beseitigt diese Mängel, indem mittels auf dem Umfang
verteilter federnder und einstellbarer Spannelemente eine an die Betriebsverhältnisse
angepaßte, unterschiedliche Lastverteilung auf die Rollkörper willkürlich herbeigeführt
werden kann, derart, daß die Tragfähigkeit des Drehkranzes voll ausgenutzt wird.
Die einzelnen Vorspannungen, aus welchen sich die Gesamtvorspannung zusammensetzt,
brauchen untereinander nicht gleich zu sein. Sie können vielmehr, je nach ihrer
Lage auf dem Umfang, verschieden groß bemessen werden. Dadurch hat man es in der
Hand, die Vorspannung der Drehverbindung den Betriebsverhältnissen anzupassen. Läuft
beispielsweise ein Kräftemoment mit den vorzuspannenden Drehkranzringen um, so können
die nahe der Momentebene gelegenen einzelnen federnden Verbindungen stärker, die
senkrecht zu dieser Ebene gelegenen geringer vorgespannt werden.The invention overcomes these deficiencies by means of on the scope
distributed resilient and adjustable clamping elements one to the operating conditions
adapted, different load distribution arbitrarily brought about on the rolling body
can be so that the load capacity of the slewing ring is fully utilized.
The individual pre-stresses that make up the total pre-stressing
do not need to be equal to each other. Rather, you can, depending on yours
Location on the circumference, can be sized differently. That way you have it in the
Hand to adjust the preload of the slewing ring to the operating conditions. Runs
for example, a moment of force with the slewing ring to be preloaded, so can
the individual resilient connections located near the moment plane stronger, the
perpendicular to this plane are less prestressed.
In der Zeichnung ist in Abb. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit Kugeln als Rollkörper dargestellt; Abb. 2 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit
mit Kegelrollen. Der Drehkranz nach Abb. 1 besteht im wesentlichen aus dem stillstehenden
Drehkranzring 1, dem drehenden Drehkranzring 2, den beiden Kugelreihen 3 und 4 und
dem mittels der Schrauben 5 über die Tellerfedern 6 mit dem Drehkranzring 2 verbundenen
Gegenring 7. Der Drehkranz nach Abb. 2 besteht grundsätzlich aus den gleichen Teilen,
die Kugelreihe 3 ist jedoch durch Kegelrollen 8 ersetzt. Der stillstehende Ring
9 und der drehende Ring 10 sind entsprechend den Kegelrollen 8 geformt; Schrauben
11 verbinden über Tellerfedern 12 den Gegenring 13 mit dem Drehkranzring
10. Zwischen Drehkranzring 9 und Gegenring 13 ist die Kugelreihe
14
angeordnet. Es ist natürlich auch möglich, an Stelle der Kugelreihe 14 eine Rollenreihe
anzuordnen.In the drawing, an embodiment of the invention is shown in Fig. 1 with balls as rolling bodies; Fig. 2 shows an embodiment with tapered rollers. The turntable according to Fig. 1 essentially consists of the stationary turntable ring 1, the rotating turntable ring 2, the two rows of balls 3 and 4 and the counter ring 7 connected to the turntable ring 2 by means of the screws 5 via the disc springs 6 basically consists of the same parts, but the row of balls 3 has been replaced by tapered rollers 8. The stationary ring 9 and the rotating ring 10 are shaped to correspond to the tapered rollers 8; Screws 11 connect the counter ring 13 to the turntable ring 10 via disc springs 12. The row of balls 14 is arranged between the turntable ring 9 and the counter ring 13. It is of course also possible to arrange a row of rollers in place of the row of balls 14.
Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen die
Verhältnisse, wie sie in der Regel bei der Drehverbindung von Ober- und Unterwagen
im Bagger- und Kranbau gegeben sind. Die Kugelreihe 3 ist infolge der größeren Kugeln
bedeutend tragfähiger als die Kugelreihe 4. Es ist zweckmäßig, beide Kugelreihen
mit schräg zur Drehachse der Ringe verlaufenden Berührungslinien auszuführen. Die
Kugelreihe 4 hat die Aufgabe, die Kugelreihe 3 so vorzuspannen, daß keine nachteilige
Belastungsverteilung und insbesondere bei der Ubertragung von Kräftemomenten kein
Abkippen der Drehverbindung erfolgt. In gleicher Weise ist die Kegelrollenreihe
8 bedeutend tragfähiger als die Kugelreihe 14. Auch hier hat die Kugelreihe 14 die
Aufgabe, die Kegelrollenreihe 8 so vorzuspannen, daß keine nachteilige Belastungsverteilung
und insbesondere bei der Übertragung von Kräftemomenten kein Abkippen erfolgt.The embodiments shown in the drawing show the
Conditions that are usually found in the slewing connection of the upper and lower structure
are given in excavator and crane construction. The row of balls 3 is due to the larger balls
significantly more stable than row 4 of balls. It is advisable to use both rows of balls
with lines of contact running at an angle to the axis of rotation of the rings. the
Row of balls 4 has the task of preloading the row of balls 3 so that no disadvantageous
Load distribution and especially in the case of the transfer of moments of force none
Tilting of the rotary joint takes place. The row of tapered rollers is the same
8 significantly more stable than the row of balls 14. Here, too, the row of balls 14 has the
Task to preload the row of tapered rollers 8 so that no disadvantageous load distribution
and, in particular, when the moment of force is transmitted, there is no tilting.
Zu diesem Zweck werden die beiden Rollkörperreihen 3 und 4 bzw. 8
und 14 mittels der Schrauben 5 (11) über den Gegenring 7 (13) verspannt. Die Größe
der Vorspannung richtet sich dabei nach den Belastungsverhältnissen. Sie muß in
jedem Fall so groß sein, daß eine Verteilung der Lasten auf eine genügend große
Anzahl Rollkörper gewährleistet ist. Bei den großen Abmessungen derartiger Drehverbindungen
und den beträchtlichen hier auftretenden Kräften muß immer mit größeren Verformungen
der Tragkonstruktion und damit auch der Drehkranzringe gerechnet werden. Um zu verhindern,
daß bei Verformungen der Ringe einzelne Rollkörper überbeansprucht werden, ist die
Verbindung des Drehkranzringes 2 (10) mit dem Gegenring 7 (13) elastisch
nachgiebig ausgeführt. Die Schrauben 5 (11) verspannen Ring 2 (10) und Gegenring
7 (13) unter Zwischenschaltung von Tellerfedern 6 (12). Infolge dieser Anordnung
besteht die Möglichkeit, die Vorspannung auf dem Umfang verteilt zu stufen, so daß
beispielsweise bei mit dem Oberwagen umlaufendem Kräftemoment die in und nahe der
Momentebene liegenden Schrauben stärker angezogen und dadurch diese Ringpartien
höher vorgespannt werden als etwa die senkrecht zu dieser Ebene gelegenen. Mit dem
erfindungsgemäßen Drehkranz ist es aber möglich, die auf Grund der betriebsmäßigen
Belastung auftretenden Verformungen auszugleichen oder, mit anderen Worten, die
Belastungsverteilung auf die Rollkörper den jeweils vorliegenden Verhältnissen anzupassen
und so die Tragfähigkeit voll auszunutzen.For this purpose, the two rows of rolling bodies 3 and 4 or 8 and 14 are braced by means of the screws 5 (11) via the counter ring 7 (13). The size of the preload depends on the load conditions. In any case, it must be large enough to ensure that the loads are distributed over a sufficiently large number of rolling elements. Given the large dimensions of such slewing rings and the considerable forces that occur here, greater deformations of the supporting structure and thus also of the turntable rings must always be expected. In order to prevent individual rolling elements from being overstressed when the rings are deformed, the connection of the turntable ring 2 (10) with the counter ring 7 (13) is designed to be elastically flexible. The screws 5 (11) tension ring 2 (10) and counter ring 7 (13) with the interposition of disc springs 6 (12). As a result of this arrangement, it is possible to graduate the preload distributed around the circumference, so that, for example, when the force moment rotating with the superstructure, the screws located in and near the moment plane are tightened more strongly and thus these ring sections are pretensioned higher than those perpendicular to this plane . With the slewing ring according to the invention, however, it is possible to compensate for the deformations occurring due to the operational load or, in other words, to adapt the load distribution on the rolling elements to the prevailing conditions and thus to fully utilize the load-bearing capacity.