DE112011101272T5

DE112011101272T5 - Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung mit einstellbarer Verschleissanordnung

Info

Publication number: DE112011101272T5
Application number: DE112011101272T
Authority: DE
Inventors: Andrew G. Greuel; Anthony J. Piraino; Jacob P. Fawer; Daniel E. Bozich
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2013-03-14
Also published as: CN102821592B; AU2011238633A1; WO2011126826A3; WO2011126826A2; AU2011238633B2; US8464803B2; CN102821592A; BR112012024857A2; US20110247845A1

Abstract

Eine einstellbare Verschleißanordnung für eine Maschinenbefestigungskomponente mit einem Kanal wird offenbart. Die einstellbare Verschleißanordnung kann einen Verschleißeinsatz haben, der in dem Kanal gelegen ist, und eine geneigte Einstellplatte, die in dem Kanal in Kontakt mit dem Verschleißeinsatz gelegen ist. Die einstellbare Verschleißanordnung kann auch mindestens einen Keilblock aufweisen, der in dem Kanal in Kontakt mit der geneigten Einstellplatte gelegen ist, und eine Abdeckung, die mit der Befestigungskomponente verbindbar ist, um eine Seite des Kanals abzuschließen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung bzw. DCM-Anordnung (DOM = drawbar-circle-moldboard) und insbesondere auf eine DCM-Anordnung mit einstellbarer Verschleißanordnung.
Hintergrund
Maschinen, beispielsweise Motorgrader bzw. Straßenhobel, werden üblicherweise bei Erdnivellierungsanwendungen verwendet, wie beispielsweise bei der Straßeninstandhaltung oder der Oberflächenkonturierung. Motorgrader haben typischerweise einen lenkbaren Vorderrahmen und einen angetriebenen Hinterrahmen der mit dem Vorderrahmen durch eine Gelenkverbindung verbunden ist. Der Vorderrahmen trägt eine bewegbare Zugstangen-Kreis-Formschildanordnung (DOM-Anordnung), die ein Arbeitswerkzeug hält, welches verwendet wird, um die Nivellierungsarbeitsvorgänge auszuführen. Die DCM-Anordnung hängt von einem Hauptträger des Vorderrahmens herunter und hat ein Joch, welches sich zu dem Vorderrahmen erstreckt und schwenkbar mit diesem verbunden ist. Eine Bewegung der DCM-Anordnung relativ zum Vorderrahmen hat eine entsprechende Bewegung des Arbeitswerkzeuges zur Folge.
Das Arbeitswerkzeug, typischerweise ein Schild, ist mit einem Kreisglied der DCM-Anordnung verbunden. Das Kreisglied ist relativ zum Joch mittels Schuhelementen positioniert, welche eine relative Drehung zwischen dem Kreisglied und dem Joch gestatten, jedoch eine Translation bzw. lineare Bewegung verhindern. Während des Betriebs wird das Schild beträchtlichen Kräften und Schwingungen ausgesetzt, und zur Verringerung von Verschleiß des Kreisgliedes und des Jochs, welcher durch den Betrieb verursacht wird, sind Verschleißeinsätze, die aus einem vergleichsweise weicheren Opfermaterial gemacht sind, zwischen den Schuhelementen und dem Kreisglied und zwischen dem Kreisglied und dem Joch gelegen.
Mit der Zeit erodiert das weichere Material der Verschleißeinsätze unter normalen Bedingungen und ein Spiel und eine Relativbewegung zwischen den Schuhelementen und dem Kreisglied und/oder zwischen dem Kreisglied und dem Joch nimmt zu. Dieses Spiel und diese Bewegung, falls diese nicht berücksichtigt werden, könnten eine nicht ordnungsgemäße Positionierung und/oder Orientierung des Schildes zur Folge haben. Ein nicht ordnungsgemäß positioniertes oder orientiertes Schild kann nicht adäquat einen vorgesehenen Nivellierungsbetriebsvorgang ausführen.
Um die erwünschten Spiele bei der DCM-Anordnung aufrechtzuerhalten, müssen die Verschleißeinsätze periodisch eingestellt und/oder ersetzt werden. In einigen Maschinen erfordert die Instandhaltung der Verschleißeinsätze, dass das gesamte Kreisglied und die Schuhelemente vollständig von einer Unterseite des Jochs entfernt werden, so dass neue Verschleißstreifen und Scheiben zwischen dem Kreisglied und dem Joch positioniert werden können. Obwohl dies für einige Situationen ausreichend ist, kann dieser Zugriff auf die Verschleißeinsätze und das Ausführen der assoziierten Einstellungen schwierig sein und übermäßig viel Zeit und Arbeitsaufwand erfordern.
Eine Anordnung, die einen Zugriff auf die Verschleißeinsätze und ein Einstellen der Verschleißeinsätze mit verringertem Zeitaufwand und Arbeitsaufwand gestattet, wird im US-Patent 5,720,353 (dem '353-Patent) offenbart, welches an Wilkening am 24. Februar 1998 erteilt wurde. Insbesondere offenbart das '353-Patent ein Joch mit einem Durchlassweg, der sich dort hindurch erstreckt, und ein Kreisglied, welches relativ zum Joch bewegbar ist. Das '353-Patent offenbart einen Verschleißstreifen, der innerhalb des Durchlassweges positioniert ist und in Kontakt mit dem Kreisglied gelegen ist, und eine Scheibe, die innerhalb des Durchlassweges und in Kontakt mit dem Verschleißstreifen positioniert ist. Ein Halter ist an einer Oberseite des Jochs gegenüberliegend zum Kreisglied gesichert, um die Scheibe und den Verschleißstreifen am Platz zu halten. Nach einer Zeitperiode im Betrieb, wenn der Verschleißstreifen sich um ein beträchtliches Ausmaß abgenutzt hat, wird der Halter entfernt, um den Durchlassweg freizulegen. Danach werden ein oder mehrere Zusatzscheiben innerhalb des Durchlassweges positioniert, so dass die Zusatzscheiben und der Verschleißstreifen zwischen dem Kreisglied und dem Halter angeordnet sind. In dieser Weise wird ein übermäßig großes Spiel, welches von einer Erosion des Verschleißstreifens herrührt, durch die zusätzlichen Scheiben ausgeglichen.
Obwohl die von oben einstellbare Verschleißanordnung des '353 -Patentes verringerten Zeitaufwand und verringerten Arbeitsaufwand im Zusammenhang mit der Instandhaltung des Verschleißstreifens bieten kann, kann die Anordnung immer noch nicht ganz optimal sein. Insbesondere erfordert die Anordnung immer noch, dass der Verschleißstreifen manuell regelmäßig instandgehalten wird. Diese manuelle Instandhaltung hat einen Verlust der Produktivität und erhöhte Betriebskosten der Maschine zur Folge.
Die Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung bzw. DCM-Anordnung der vorliegenden Offenbarung spricht ein oder mehrere Notwendigkeiten an, die oben dargelegt wurden und/oder andere Probleme des Standes der Technik.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf eine einstellbare Verschleißanordnung für eine Befestigungskomponente mit einem Kanal gerichtet. Die einstellbare Verschleißanordnung kann einen Verschleißeinsatz aufweisen, der in dem Kanal gelegen ist, und eine geneigte Einstellplatte, die in dem Kanal im Kontakt mit dem Verschleißeinsatz gelegen ist. Die einstellbare Verschleißanordnung kann zumindest einen Keilblock aufweisen, der innerhalb des Kanals in Kontakt mit der geneigten Einstellplatte gelegen ist, und eine Abdeckung, die mit der Befestigungskomponente verbindbar ist, um eine Seite des Kanals abzuschließen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf einen Verschleißeinsatz für eine einstellbare Verschleißanordnung gerichtete. Der Verschleißeinsatz kann ein bogenförmiges nicht metallisches Substrat mit zumindest einer ebenen Verschleißfläche und einer im Allgemeinen gegenüberliegenden Befestigungsfläche aufweisen. Der Verschleißeinsatz kann auch ein Verriegelungsmerkmal aufweisen, welches mit der Befestigungsfläche assoziiert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf eine Zugstangenanordnung gerichtet. Die Zugstangenanordnung kann ein Joch mit einer Vielzahl von Kanälen aufweisen, die ringförmig um einen Umfang des Jochs herum angeordnet sind, weiter ein Kreisglied, welches an einer Unterseite des Jochs positioniert ist, und eine Vielzahl von einstellbaren Verschleißanordnungen, die mit der Vielzahl von Kanälen assoziiert sind, um das Kreisglied vom Joch zu beabstanden. Jede der Vielzahl von einstellbaren Verschleißanordnungen kann einen Verschleißeinsatz aufweisen, der innerhalb eines assoziierten Kanals der Vielzahl von Kanälen gelegen ist, und eine geneigte Einstellplatte, die innerhalb des assoziierten Kanals gelegen ist und ein Verriegelungsmerkmal hat, welches konfiguriert ist, um mit entsprechenden Verriegelungsmerkmalen am Verschleißeinsatz in Eingriff zu kommen. Jede der Vielzahl von einstellbaren Verschleißanordnungen kann auch zumindest einen Keilblock aufweisen, der innerhalb eines assoziierten Kanals in Kontakt mit der geneigten Einstellplatte gelegen ist, und eine Abdeckung, die mit einer Oberseite des Joches verbindbar ist, um eine Seite des Kanals abzuschließen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine bildliche Darstellung einer beispielhaften offenbarten Maschine;
2 ist eine bildliche Darstellung einer beispielhaften offenbarten Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung, die bei der Maschine der 1 verwendet wird;
3 ist eine bildliche Darstellung in Draufsicht der Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung der 2;
4 ist eine Explosionsansicht einer beispielhaften offenbarten einstellbaren Verschleißanordnung, die bei der Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung der 2 und 3 verwendet werden kann;
5 ist eine quergeschnittene Veranschaulichung der einstellbaren Verschleißanordnung der 4,
6 ist eine quergeschnittene Veranschaulichung einer weiteren beispielhaften offenbarten Verschleißanordnung, welche mit der Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung der 2 und 3 verwendet werden kann;
7 ist eine Veranschaulichung in Draufsicht der einstellbaren Verschleißanordnung der 6;
8 ist eine quergeschnittene Veranschaulichung einer weiteren beispielhaften offenbarten einstellbaren Verschleißanordnung, welche mit der Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung der 2 und 3 verwendet werden kann;
9 ist eine quergeschnittene Veranschaulichung einer weiteren beispielhaften offenbarten einstellbaren Verschleißanordnung, welche mit der Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung der 2 und 3 verwendet werden kann;
10 ist eine vereinfachte quergeschnittene Veranschaulichung einer weiteren beispielhaften offenbarten einstellbaren Verschleißanordnung, welche bei der Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung der 2 und 3 verwendet werden kann;
11 eine bildliche Darstellung von unten der Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung der 2;
12 ist eine bildliche Darstellung eines beispielhaften offenbarten Kreis-Schuhelementes, welches in der Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung der 2 und 11 verwendet werden kann.
13 ist eine quergeschnittene Veranschaulichung in Endansicht des Kreis-Schuhelementes der 12;
14 ist eine quergeschnittene Veranschaulichung in Endansicht eines weiteren beispielhaften offenbarten Kreis-Schuhelementes, welches bei der Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung der 2 und 11 verwendet werden kann;
15 ist eine bildliche Veranschaulichung eines weiteren offenbarten Kreis-Schuhelementes, welches mit der Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung der 2 und 11 verwendet werden kann; und
16–22 sind bildliche Veranschaulichungen von verschiedenen Verschleißeinsatzkonfigurationen, die bei den Kreis-Schuhelementen der 12–15 verwendet werden können.
Detaillierte Beschreibung
Eine beispielhafte Ausführungsform der Maschine 10 ist in 1 veranschaulicht. Die Maschine 10 kann beispielsweise ein Motorgrader bzw. Straßenhobel, ein Baggerlader, ein Ackerbautraktor, ein Radlader, ein differentialgelenkter Lader oder irgendeine andere Bauart einer in der Technik bekannten Maschine sein. Die Maschine 10 kann einen lenkbaren vorderen Rahmen bzw. Vorderrahmen 12 und einen angetriebenen hinteren Rahmen bzw. Hinterrahmen 14 aufweisen, der mit dem vorderen Rahmen 12 verbunden ist. Der vordere Rahmen 12 kann ein Paar von Vorderrädern 13 aufweisen und ein Bedienerstation 15 trage. Der hintere Rahmen 14 kann Abteile 17 zum Aufnehmen einer Leistungsquelle und von Kühlkomponenten aufweisen, wobei die Leistungsquelle betriebsmäßig mit den Hinterrädern 19 zum primären Antrieb der Maschine 10 gekoppelt ist. Die Räder 19 können in Tandemanordnungen auf gegenüberliegenden Seiten des hinteren Rahmens 14 angeordnet sein. Das Lenken der Maschine 10 kann eine Funktion von sowohl einem Lenkvorgang der Vorderräder als auch einer Gelenkbewegung des vorderen Rahmens 12 relativ zum hinteren Rahmen 14 sein.
Die Maschine 10 kann auch eine Werkzeuganordnung aufweisen, wie beispielsweise eine Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung bzw. DCM-Anordnung 18 (DCM = drawbar-circle-moldboard), die betriebsmäßig mit dem Hauptträger 16 des vorderen Rahmens 12 verbunden ist und von dem Hauptträger getragen wird. Es wird in Betracht gezogen, dass die DCM-Anordnung 18 mit einem anderen Teil der Maschine 10 verbunden sein und von diesem getragen werden kann, falls erwünscht, wie beispielsweise mit einem anderen Teil des vorderen Rahmens 12 oder des hinteren Rahmens 14. Die DCM-Anordnung 18 kann vertikal vom Hauptträger 16 über eine Hydraulikzylinderanordnung 20 getragen werden, und kann horizontal an einem vorderen Ende vom vorderen Rahmen 12 über ein Kugelgelenk 22 getragen werden. Die Hydraulikzylinderanordnung 20 kann konfiguriert sein, um die DCM-Anordnung 18 vertikal zum Hauptträger 16 hin und weg vom Hauptträger 16 zu verschieben, die DCM-Anordnung 18 von Seite-zu-Seite zu verschieben und die DCM-Anordnung 18 um eine horizontale Achse 23 des Kugelgelenks 22 zu drehen. Es wird in Betracht gezogen, dass die DCM-Anordnung 18 sich auf zusätzliche und/oder andere Weise bewegen kann als oben beschrieben, falls erwünscht.
Wie in 2 zu sehen, kann die DCM-Anordnung 18 ein Joch 24 aufweisen, welches drehbar eine Kreisanordnung 26 trägt, und eine Hydraulikzylinderanordnung 28, welche ein Arbeitswerkzeug 30 mit der Kreisanordnung 26 verbindet. Das Arbeitswerkzeug 30 kann ein Schild, eine Reißvorrichtung oder irgendein anderes in der Technik bekanntes Werkzeug aufweisen. Die Hydraulikzylinderanordnung 28 kann das Arbeitswerkzeug 30 von Seite-zu-Seite relativ zur DCM-Anordnung 18 verschieben, und sie kann das Arbeitswerkzeug 30 um eine horizontale Achse 31 drehen, die im Allgemeinen senkrecht zu einer vertikalen Mittelebene 33 der Maschine 10 ist (siehe 1).
Das Joch 24 kann ein Paar von Zugstangen 32 aufweisen, die im Allgemeinen in einer V-Form oder in einer Y-Form positioniert sind und an einem spitzen Ende 35 mit dem Kugelgelenk 22 verbunden sind und an einem gegenüberliegenden breiteren Ende 37 mit einer Querstange 34. Die Zugstangen 32 und die Querstange 34 können am breiteren Ende 37 an einer Jochplatte 36 positioniert und befestigt sein, welche eine obere Jochfläche 38 und einen untere Jochfläche 40 hat. Ein Motor 42 kann auch an der oberen Jochfläche 38 der Jochplatte 36 befestigt sein und ein (nicht gezeigtes) Antriebsrad aufweisen, welches sich durch die Jochplatte 36 erstreckt, um den Eingriff mit inneren Zähnen 44 der Kreisanordnung 26 zu kommen, um die Kreisanordnung 26 und das damit verbundene Arbeitswerkzeug 30 relativ zum Joch 24 zu drehen.
Die Kreisanordnung 26 kann ein Kreisglied 46 mit Zähnen 44 in Form eines integralen Ringrades bzw. Ringzahnrades aufweisen, weiter mit einer Oberseite 48, eine Unterseite 50 und mit einem Randelement 52, welches von der Unterseite 50 weg vom Joch 24 vorsteht. Das Randelement 52 kann eine innere ringförmige Oberfläche 54 und eine äußere ringförmige Oberfläche 56 aufweisen. Die Kreisanordnung 26 kann auch einen ersten Werkzeugträger 58 aufweisen, der mit dem Kreisglied 46 verbunden ist und sich von einer Seite des Kreisgliedes 46 nach unten weg vom Joch 24 erstreckt, und einen zweiten Werkzeugträger 60, der mit dem Kreisglied 46 verbunden ist und sich von einer gegenüberliegenden Seite des Kreisgliedes 46 nach unten weg vom Joch 24 erstreckt. Die ersten und zweiten Werkzeugträger 58, 60 können das Arbeitswerkzeug 30 mittels der Hydraulikzylinderanordnung 28 tragen.
Wie genauer unten beschrieben wird, kann die Kreisanordnung 26 sowohl axial als auch radial relativ zum Joch 24 mittels einer Vielzahl von einstellbaren Verschleißanordnungen 62 positioniert sein, wie in 3 gezeigt, und mittels einer Vielzahl von Kreis-Schuhelementen 112, wie in 11 gezeigt. Die einstellbaren Verschleißanordnungen 62 können ringförmig um einen oberen Umfang des Jochs 24 verteilt sein, um axial die Kreisanordnung 26 weg vom Joch 24 und zu den Kreis-Schuhelementen 112 zu drücken, während die Kreis-Schuhelemente 112 ringförmig um einen unteren Umfang des Jochs 24 verteilt sein können, um die Kreisanordnung 26 nach oben zum Joch 24 hin vorzuspannen. In dieser Weise kann die Kreisanordnung 26 in effektiver Weise sandwichartig zwischen den einstellbaren Verschleißanordnungen 62 und den Kreis-Schuhelementen 112 aufgenommen sein und dadurch axial in einer erwünschten Position relativ zum Joch 24 gehalten werden. Die Kreis-Schuhelemente 112 können auch eine Geometrie aufweisen, die konfiguriert ist, um radial die Kreisanordnung 26 relativ zum Joch 24 zu positionieren, wenn die Kreisanordnung 26 zu den Kreis-Schuhelementen 112 durch die einstellbaren Verschleißanordnungen 62 vorgespannt ist.
Wie in 3 gezeigt, kann die Jochplatte 36 eine Befestigungskomponente verkörpern, die konfiguriert ist, um einstellbare Verschleißanordnungen 62 aufzunehmen. Insbesondere kann jede der einstellbaren Verschleißanordnungen 62 mit einem Kanal 64 in der Jochplatte 36 assoziiert sein, der von der oberen Jochfläche 38 durch die untere Jochfläche 40 verläuft, und, wie in den 4 und 5 gezeigt, einen Verschleißeinsatz 66, eine geneigte Einstellplatte 68, eine mechanische Vorspannanordnung 70, die einen sichtbaren Verschleißindikator 72 aufweist, und eine Abdeckung 74 aufweist. Der Verschleißeinsatz 66, die Einstellplatte 68 und die mechanische Vorspannanordnung 70 können innerhalb des Kanals 64 angeordnet sein, und die Abdeckung 74 kann eine Seite des Kanals 64 gegenüberliegend zur Kreisanordnung 26 abschließen.
Der Verschleißeinsatz 66 kann ein im Allgemeinen bogenförmiges Substrat verkörpern, und zwar mit einer im Allgemeinen ebenen Verschleißfläche 66A und eine im Allgemeinen gegenüberliegenden Befestigungsfläche 66B. Die Bogenkontour des Verschleißeinsatzes 66 kann im Wesentlichen zur äußeren Form des Kreisgliedes 46 passen (d. h. ein Außenradius des Verschleißeinsatzes 66 kann ungefähr gleich oder geringer als der Außenradius des Kreisgliedes 46 sein). In einem Beispiel kann der Verschleißeinsatz 66 einen Bogenradius im Bereich von 25–40 Inch haben, weiter eine Länge im Bereich von ungefähr 8–16 Inch, eine Breite im Bereich von ungefähr 2–4 Inch, und eine Dicke im Bereich von ungefähr 0,25–0,75 Inch. Die Verschleißfläche 66A des Verschleißeinsatzes 66 kann aus einem Material hergestellt sein, welches weicher ist als ein Material der Jochplatte 36 und des Kreisgliedes 46. Beispielsweise kann die Verschleißfläche 66 aus einem nicht metallischen Material hergestellt sein, wie beispielsweise glasfaserverstärktem Nylon, oder aus einem relativ weichen metallischen Material, wie beispielweise Messing oder Bronze, während die Jochplatte 36 und das Kreisglied 46 aus Stahl hergestellt sein können. Der Verschleißeinsatz 66A kann innerhalb eines unteren Teils des Kanals 64 gelegen sein, um gegen die Oberseite 48 des Kreisgliedes 46 zu laufen. In dieser Weise kann die vergleichsweise weichere Verschleißfläche 66A als eine Opferschicht verwendet werden, die erodiert bzw. verschleißt, bevor ein Schaden an der Jochplatte 36 und/oder dem Kreisglied 46 auftreten kann. Es wird in Betracht gezogen, dass der Verschleißeinsatz 66 integral mit der Einstellplatte 68 ausgeführt sein kann, falls erwünscht. Beispielsweise könnte der Verschleißeinsatz 66 eine Lage mit vergleichsweise weichem Material verkörpern, welche auf einem härteren Basismaterial der Einstellplatte 68 abgelagert bzw. aufgebracht ist.
Der Verschleißeinsatz 66 kann Verriegelungsmerkmale aufweisen, beispielsweise Vorsprünge 76, die sich von der Befestigungsfläche 66B erstrecken, um mit entsprechenden Merkmalen, beispielsweise Ausnehmungen 78, der Einstellplatte 68 in Eingriff zu kommen, und eine Verriegelung herzustellen. Alternativ könnten der Verschleißeinsatz 66 und/oder die Einstellplatte 68 Klebemittel, zusammenwirkende Oberflächenrauhigkeiten oder andere Merkmale aufweisen, welche den Verschleißeinsatz 66 mit der Einstellplatte 68 verriegeln. Die Verriegelung zwischen dem Verschleißeinsatz 66 und der Einstellplatte 68 kann verhindern, dass der Verschleißeinsatz 66 durch die relative Drehung des Kreisgliedes 46 aus dem Kanal 64 gezogen wird, wenn der Verschleißeinsatz 66 sich so abgenutzt hat, dass er dünn geworden ist.
Die Einstellplatte 68 kann innerhalb des Kanals 64 in Kontakt mit der Befestigungsfläche 66B des Verschleißeinsatzes 66 gelegen sein und zwei geneigte Vorsprünge 80 aufweisen, die entgegengesetzt zueinander relativ zu einem in Längsrichtung verlaufenden mittleren Teil 81 der Einstellplatte 68 orientiert sind. In dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5 können die geneigten Vorsprünge 80 beim Mittelteil 81 am dünnsten sein und an den gegenüberliegenden Enden 83 der Einstellplatte 68 am dicksten sein. Die Vorsprünge 80 können jeweils einen Neigungswinkel ”α” von ungefähr 10–15° und eine Endhöhe ”h” von ungefähr 10–20 mm haben. Es wird in Betracht gezogen, dass jeder der Vorsprünge 80 eine im Allgemeinen ebene oder gekrümmte geneigte Kontour mit einem glatten, verzahnten und/oder gewellten äußeren Profil haben kann. Beispielsweise ist der linke Vorsprung 80 der 4 und 5 so veranschaulicht, dass er Zähne hat, während der rechte Vorsprung 80 so veranschaulicht ist, dass er Wellen hat. Beide Vorsprünge 80 einer einzelnen Einstellplatte 68 können normalerweise ähnlich geneigte Oberflächen aufweisen, sie sind jedoch in den 4 und 5 nur zu Veranschaulichungszwecken mit unterschiedlicher Geometrie gezeigt. In einem Beispiel kann ein repräsentativer Zahn der geneigten Oberfläche der Vorsprünge 80 eine Stirnseitenbreite ”W” von ungefähr 5–6 mm und eine Anstiegshöhe bzw. Stufenhöhe ”H” von ungefähr 1 mm haben, und zwar mit einer vertikalen Distanz ”D” zwischen den Zahneinschnitten von ungefähr 1 mm. Diese Zahnabmessungen kombiniert mit dem Neigungswinkel ”α” können eine erwünschte Stufeneinstellung der Verschleißeinsatzposition vorsehen, wie genauer unten beschrieben. Es wird in Betracht gezogen, dass das äußere Profil an der geneigten Kontur der Vorsprünge 80 kontinuierlich oder unterbrochen sein kann, und zwar mit gleicher oder ungleicher Beabstandung zwischen den Zähnen oder Wellen, falls erwünscht.
Die mechanische Vorspannanordnung 70 kann ein Paar von Keilblöcken 82 und eine Feder 84 aufweisen, die zwischen den Keilblöcken 82 gelegen ist. Jeder Keilblock 82 kann eine geneigte Unterseite haben, die im Wesentlichen spiegelbildlich zur geneigten Oberseite eines assoziierten Vorsprungs 80 der Einstellplatte 68 ausgeführt ist. Insbesondere kann ein Neigungswinkel des Keilblocks 82 ungefähr gleich dem Neigungswinkel ”α” sein, und jeder Keilblock 82 kann entweder eine glatte Oberfläche, eine verzahnte Oberfläche oder eine wellenförmige Oberfläche entsprechend dem assoziierten Vorsprung 80 haben. Wenn der Keilblock 82 eine verzahnte geneigte Oberfläche aufweist, kann die Zahnrichtung des Keilblocks 82 im Allgemeinen entgegengesetzt zur Zahnrichtung eines dazu passenden Vorsprungs 80 sein, so dass die entsprechenden Zähne von beiden Komponenten eine Verriegelung herstellen können und verhindern können, dass der Keilblock 82 die Neigung des Vorsprungs 80 unter Wirkung der Schwerkraft und/oder unter einer Normalkraft heruntergleitet, welche vom Kreisglied 46 auf den Verschleißeinsatz 66 aufgebracht wird. In ähnlicher Weise können die Wellen des Keilblocks 82 eine Verriegelung mit entsprechenden Wellen eines assoziierten Vorsprungs 80 herstellen, um ein Gleiten nach unten zu verhindern, welches durch Schwerkraft und/oder durch die Normalkraft erzeugt wird.
In dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5 kann die Feder 84 eine Druckschraubenfeder sein, die so angeordnet ist, dass sie die Keilblöcke 82 weg voneinander und die geneigten Oberflächen der Vorsprünge 80 hinauf drückt. Es wird in Betracht gezogen, dass jeder Keilblock 82 ein Haltemerkmal aufweisen kann, beispielsweise eine Ausnehmung oder einen Stift, welches ein Ende der Feder 84 aufnimmt und hält, falls erwünscht.
Im Ausführungsbeispiel der 4 und 5 kann der sichtbare Verschleißindikator 72 ein Paar von Stiften 86 aufweisen, wobei sich einer der Stifte 86 von einer Seite von jedem Keilblock 82 entgegengesetzt zur geneigten Oberfläche davon erstreckt. Die Stifte 86 können sich nach oben durch Kanäle 88 in der Abdeckung 74 erstrecken, so dass die Enden der Stifte 86 sichtbar sein können, wenn die einstellbaren Verschleißanordnungen 62 voll in der Jochplatte 36 angeordnet sind. Die Stifte 86 können sich mit den Keilblöcken 82 bewegen, um eine sichtbare Anzeige einer Dicke des Verschleißeinsatzes 66 vorzusehen und/oder eine Notwendigkeit, einen Verschleißeinsatz 66 instand zu halten oder zu ersetzen. Wenn die Stifte 86 beispielsweise am nächsten zueinander stehen, in einer Position, die in 5 mit ”Neu” markiert ist, kann der Verschleißeinsatz 66 auf seiner dicksten Abmessung sein. Wenn im Gegensatz dazu die Stifte 86 am weitesten voneinander entfernt sind, d. h. in der in 5 mit ”Ersetzen” markierten Position, kann der Verschleißeinsatz 66 eine dünnere Abmessung haben, was eine Instandhaltung erforderlich macht. Es wird in Betracht gezogen, dass eine Außenfläche der Abdeckung 74 mit Anzeigemitteln markiert sein kann, welche in Beziehung mit einer Dicke des Verschleißeinsatzes 66 sind, oder mit ähnlichen Anzeigemitteln, falls erwünscht.
Die Abdeckung 74 kann mit der oberen Jochfläche 38 der Jochplatte 36 verbunden sein, um eine Haltekraft für jede einzelne einstellbare Verschleißanordnung 62 vorzusehen, und um eine Seite des Kanals 64 zu schließen. Alternativ kann eine größere (nicht gezeigte) Abdeckung konfiguriert sein, um diese Haltekraft für mehrere einstellbare Verschleißanordnungen 62 vorzusehen, falls erwünscht. Die Abdeckung 74 kann mittels Befestigungselementen 90 gehalten werden, die an gegenüberliegenden Enden der Abdeckung 74 gelegen sind.
Die 6 und 7 veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel der einstellbaren Verschleißanordnung 62. Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5 kann das Ausführungsbeispiel der 6 und 7 einen Verschleißeinsatz 66, eine Einstellplatte 68, Keilblöcke 82, eine Abdeckung 74 und eine Feder 84 aufweisen. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 4 und 5 kann jedoch die Feder 84 im Ausführungsbeispiel der 6 und 7 eine Torsionsfeder sein, die durch einen mittleren Stift 92 getragen wird. Eine Scheibe 94 (die nur in 6 zur Verdeutlichung gezeigt ist) kann mit einem Ende des Stiftes 92 verbunden sein, um sich mit dem Stift 92 zu drehen, und die Feder 84 kann die Scheibe 94 mit der Abdeckung 74 verbinden, um die Scheibe 94 und den damit verbundenen Stift 92 relativ zur Abdeckung 74 in Drehrichtung vorzuspannen. Die einstellbare Verschleißanordnung 62 im Ausführungsbeispiel der 6 und 7 kann auch zwei Hebelarme 96 aufweisen, die jeweils scharnierartig an einem Ende mit einem assoziierten Keilblock 82 verbunden sind, und an einem anderen Ende mit gegenüberliegenden Kanten der Scheibe 94. Die Hebelarme 96 können sich frei linear bewegen und dadurch die Keilblöcke 82 weg voneinander und die geneigten Oberflächen der Vorsprünge 80 hinauf bewegen, wenn die Feder 84 die Scheibe 94 dreht.
Die einstellbare Verschleißanordnung 62 der 6 und 7 kann einen sichtbaren Verschleißindikator 95 aufweisen, der anders ist als der sichtbare Verschleißindikator 72 der 4 und 5. Der sichtbare Verschleißindikator 95 kann ein Referenzmerkmal aufweisen, beispielsweise eine Ausnehmung 97, welche an einer Kante in einer freigelegten Oberfläche der Scheibe 94 gelegen ist, und radial orientierte Anzeigemittel auf der Abdeckung 74. Die Ausnehmung 97 kann sich mit der Scheibe 94 drehen, um eine sichtbare Anzeige einer Dicke des Verschleißeinsatzes 66 vorzusehen, und/oder eine Notwendigkeit, den Verschleißeinsatz 66 instand zu halten oder zu ersetzen. Wenn die Ausnehmung 97 beispielsweise in einer ersten Position ist, die mit ”Neu” markiert ist, kann der Verschleißeinsatz 66 seine dickste Abmessung aufweisen. Wenn im Gegensatz dazu die Ausnehmung 97 im Uhrzeigersinn zu einer zweiten Position gedreht ist, die mit ”Ersetzen” markiert ist, kann der Verschleißeinsatz 66 auf einer dünneren Abmessung sein, was eine Instandhaltung erforderlich macht.
8 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der einstellbaren Verschleißanordnung 62. Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der 6 und 7 weist das Ausführungsbeispiel der 8 einen Verschleißeinsatz 66 auf (in 8 nicht gezeigt), eine Einstellplatte 68, Keilblöcke 82, eine Abdeckung 74, eine Feder 84, Hebelarme 96 und einen Stift 92. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 6 und 7 kann jedoch die Scheibe 94 durch eine Verbindung 100 ersetzt sein, die an ihrer Mitte mit dem Stift 92 verbunden ist und an ihren Enden mit den Hebelarmen 96. Zusätzlich kann die Feder 84 im Ausführungsbeispiel der 7 durch eine stationäre Hülse 98 getragen bzw. gelagert sein, welche den mittleren Stift 92 umgibt, und die Feder 84 kann die Verbindung 100 mit der Abdeckung 74 verbinden, um die Verbindung 100 und den damit verbundenen Stift 92 relativ zur Abdeckung 74 und zur Hülse 98 in Drehrichtung vorzuspannen. Bei dieser Anordnung können die Hebelarme 96 sich frei linear bewegen und die Keilblöcke 82 weg voneinander und die geneigten Oberflächen der Vorsprünge 80 hinauf bewegen, wenn die Feder 84 die Verbindung 100 und den Stift 92 relativ zur Hülse 98 dreht.
9 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der einstellbaren Verschleißanordnung 62. Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der 5 und 6 weist das Ausführungsbeispiel der 9 einen Verschleißeinsatz 66, Keilblöcke 82 und eine Abdeckung 74 auf. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 4 und 5 kann jedoch die Feder 84 im Ausführungsbeispiel der 9 durch ein Paar von Ausfahrfedern 102 mit konstanter Kraft ersetzt werden, die jeweils mit einem der Keilblöcke 82 verbunden sind, um die Keilblöcke 82 nach innen zueinander hin zu ziehen. Zusätzlich kann die Einstellplatte 68 durch eine Einstellplatte 104 mit Vorsprüngen 106 ersetzt werden, und zwar mit Neigungen, die am dünnsten an den Enden 83 der Einstellplatte 104 sind und am dicksten beim mittleren Teil 81 der Einstellplatte 104. In dieser Konfiguration können die Keilblöcke 82 die geneigten Oberflächen der Einstellplatte 68 hinauf bewegt werden, wenn die Keilblöcke 82 durch die Federn 102 zueinander hin gezogen werden.
In einem Ausführungsbeispiel können Nuten 103 mit Kanälen 88 in der Abdeckung 74 assoziiert sein, um den Aufbau der einstellbaren Verschleißanordnung 62 der 9 zu ermöglichen. Das heißt, um die einstellbare Verschleißanordnung 62 aufzubauen, können die Keilblöcke 82 auseinandergezogen werden, um die Feder 84 unter eine erwünschte Spannung zu setzen, und der sichtbare Verschleißindikator 72 kann mit den Nuten 103 der Abdeckung 74 in Eingriff gebracht werden, um die Spannung der Feder 84 zu halten, bis die einstellbare Verschleißanordnung 62 im Kanal 64 angeordnet werden kann, und die Abdeckung 74 kann an der Jochplatte 36 befestigt werden, um den Kanal 64 abzuschließen. Danach kann der sichtbare Verschleißindikator 72 aus den Nuten 103 bewegt werden, um zu gestatten, dass die Feder 84 die Keilblöcke 82 zueinander hin zieht und dadurch die Einstellplatte 66 nach unten zum Kreisglied 46 hin vorspannt. Es wird in Betracht gezogen, dass eine ähnliche Geometrie mit anderen Ausführungsbeispielen der einstellbaren Verschleißanordnung 62 assoziiert sein kann, um deren Zusammenbau zu erleichtern bzw. zu ermöglichen, falls erwünscht.
10 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der einstellbaren Verschleißanordnung 62. Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der 4 und 5 kann die einstellbare Verschleißanordnung 62 der 10 einen Verschleißeinsatz 66, eine Abdeckung 74 und eine Feder 84 aufweisen. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel kann jedoch die einstellbare Verschleißanordnung 62 der 10 nur einen einzelnen Keilblock 82 aufweisen, und die Feder 84 kann zwischen einer Wand des Kanals 64 und dem einen Keilblock 82 gelegen sein, um den einen Keilblock 82 zu einer Einstellplatte 104 hin vorzuspannen, die nur einen einzigen geneigten Vorsprung 108 hat. Obwohl die einstellbare Verschleißanordnung 62 jegliche Art von geneigter Schnittstelle zwischen der Einstellplatte 104 und dem Keilblock 82 haben kann, ist die einstellbare Verschleißanordnung 62 im Ausführungsbeispiel der 10 mit einer glatten Schnittstelle gezeigt. Weiterhin kann die Einstellplatte 104 mit einer Blattfeder 110 versehen sein, die zwischen dem Keilblock 82 und der Abdeckung 74 gelegen ist, wenn die verzahnte oder wellenförmige Geometrie nicht vorhanden ist. Die Blattfeder 110 kann eine ähnliche Funktion vorsehen, wie sie durch die verzahnte oder wellenförmige Schnittstelle vorgesehen wird, indem eine übermäßige und/oder unerwünschte Bewegung des Keilblocks 82 verhindert wird.
Wie oben beschrieben, können einstellbare Verschleißanordnungen 62 das Kreisglied 46 nach unten weg vom Joch 24 vorspannen und dadurch axial das Kreisglied 46 gegen die Kreis-Schuhelemente 112 positionieren. Die abwärts gerichtet Vorspannung der einstellbaren Verschleißanordnungen 62 in Verbindung mit der Schwerkraft, die auf das Kreisglied 46 wirkt, kann mit der Geometrie der Kreis-Schuh-Elemente 112 zusammenwirken, um auch radial das Kreisglied 46 relativ zum Joch 24 zu positionieren, während immer noch möglich ist, dass die Kreisanordnung 26 sich relativ zum Joch 24 dreht.
Die 11 und 12 veranschaulichen jeweils ein Kreis-Schuhelement 112, so dass es einen Basisteil 114, einen Lippenteil 120, der vom Basisteil 114 vorsteht, und einen Verschleißeinsatz 116 hat, der betriebsmäßig mit dem Lippenteil 120 verbunden ist. Der Basisteil 114 kann eine Befestigungsfläche 117 haben (die in 11 nicht gezeigt ist), die mit der unteren Jochfläche 40 der Jochplatte 36 beispielsweise mittels Schweißen oder eine Vielzahl von Befestigungselementen 118 verbunden ist. Es wird in Betracht gezogen, dass der Basisteil 114 und/oder die Jochplatte 36 übergroße Löcher oder Schlitze 115 aufweisen können (in den 16–22 gezeigt), die konfiguriert sind, um Befestigungselemente 118 aufzunehmen, so dass gewisse radiale Einstellungen am Kreis-Schuhelement 112 vorgenommen werden können, falls erwünscht. Der Lippenteil 120 kann sich vom Basisteil 114 in einer Richtung im Allgemeinen parallel zur Jochplatte 36 erstrecken, um mit der Unterseite 50 des Kreisgliedes 46 in Eingriff zu kommen und dadurch axial und radial das Kreisglied 46 relativ zur Jochplatte 36 zu tragen. In einem Beispiel können der Basisteil 114 und der Lippenteil 120 eine einzige integrale Komponente bilden. In einem weiteren Beispiel, wie es genauer unten beschrieben wird, kann der Lippenteil 120 eine Komponente sein, die vom Basisteil 114 getrennt ist und mit dem Basisteil 114 beispielsweise mittels eines Scharniers verbunden ist. Der Verschleißeinsatz 116 kann zwischen dem Lippenteil 130 und dem Kreisglied 46 positioniert sein, um als eine Opferschicht zu wirken und dadurch den Verschleiß des Lippenteils 120 und des Kreisgliedes 46 zu verringern.
13 veranschaulicht eine Endansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Kreis-Schuhelementes, wobei der Lippenteil 120 eine Schräge 121 an einer inneren Ecke der äußeren gekrümmten Kante 13 des Kreis-Schuhelementes 112 aufweist. In einem Ausführungsbeispiel kann die Schräge 121 in einem stumpfen Winkel relativ zur Befestigungsfläche des Basisteils 114 sein und einen inneren Neigungswinkel bzw. Schrägenwinkel ”β₁” von ungefähr 100–170° und insbesondere von ungefähr 135° haben. In diesem Ausführungsbeispiel kann das Kreisglied 46 eine ähnliche Schräge 123 haben, welche die Unterseite 50 mit der inneren Ringfläche 54 des Randelementes 52 verbindet, wobei der Verschleißeinsatz 116 zumindest teilweise zwischen den Schrägen 121 und 123 gelegen ist. In dieser Weise kann die Schräge 121 des Kreis-Schuhelementes 112 gegen die Schräge 123 des Kreisgliedes 46 über einen Verschleißeinsatz 116 drücken, um eine nach oben gerichtete Kraft und eine nach außen gerichtete Kraft in allen Richtungen gegen das Kreisglied 46 zu erzeugen, um dadurch axial und radial das Kreisglied 46 zu positionieren. Obwohl der Lippenteil 120 in der beispielhaften Ausführungsform der 13 derart gezeigt ist, dass er einen Schräge 121 aufweist, die im Wesentlichen zur Schräge 123 des Kreisgliedes 46 passt, wird in Betracht gezogen, dass der Lippenteil 120 alternativ eine andere Geometrie als eine Schräge haben könnte und nur zur Befestigung des Verschleißeinsatzes 116 konfiguriert sein könnte, falls erwünscht. In diesem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Verschleißeinsatz 116 eine Geometrie der inneren Oberfläche haben, die zur Befestigung am Lippenteil 120 notwendig ist, und eine Geometrie der äußeren Oberfläche, beispielsweise eine Schräge, welche der Schräge 123 des Kreisgliedes 46 entspricht und damit in Eingriff kommt.
Der Verschleißeinsatz 116 kann aus einem Material hergestellt sein, welches weicher ist als ein Material des Kreis-Schuhelementes 112 und des Kreisgliedes 46 und an einem Lippenteil 120 gelegen ist, um auf dem Kreisglied 46 zu laufen. Der Verschleißeinsatz 116 kann beispielsweise aus einem nicht metallischen Substrat hergestellt sein, wie beispielsweise aus glasfaserverstärktem Nylon, oder aus einem weichen metallischen Substrat, wie beispielsweise Messing oder Bronze, während das Kreis-Schuhelement 112 und das Kreisglied 46 aus Stahl hergestellt sein können. In dieser Weise kann der Verschleißeinsatz 116 als eine Opferschicht verwendet werden, die sich abnutzt, bevor ein Schaden am Kreis-Schuhelement 112 und/oder am Kreisglied 46 auftreten kann. Wie genauer unten beschrieben wird, kann der Verschleißeinsatz 116 Merkmale aufweisen, welche mit Merkmalen des Lippenteils 120 in Eingriff kommen und sich mit diesem verriegeln. Die Verriegelung zwischen dem Verschleißeinsatz 116 und dem Lippenteil 120 kann verhindern, dass der Verschleißeinsatz 116 durch die Drehung des Kreisgliedes 46 aus seiner Position bewegt wird.
Im Ausführungsbeispiel der 13 kann der Verschleißeinsatz 116 einen bogenförmigen und im Allgemeinen ebenen ersten Teil 122 und einen gekrümmten und im Allgemeinen nicht ebenen zweiten Teil 124 aufweisen, der in einem stumpfen Winkel mit dem ersten Teil 122 verbunden ist. Der Bogenradius des ersten Teils 122 und die Krümmung des zweiten Teils 124 können im Allgemeinen zur Krümmung der äußeren gekrümmten Kante 113 des Kreis-Schuhelementes 112 passen, während der Winkel zwischen den Außenflächen der ersten und zweiten Teile 122, 124 im Allgemeinen zum Winkel ”β₁” der Schräge 121 passen kann. In einem Beispiel können der Bogenradius des ersten Teils 122 und die Krümmung des zweiten Teils 124 im Bereich von ungefähr 25–40 Inch sein. Der Verschleißeinsatz 116 kann eine Länge im Bereich von ungefähr 8–16 Inch haben, weiter eine Breite im Bereich von ungefähr 2–4 Inch und eine Dicke im Bereich von ungefähr 0,125–0,5 Inch. Diese Konfiguration kann sowohl eine Opferschicht zwischen den Schrägen 121 und 123 des Kreis-Schuhelementes 112 und dem Lippenteil 120 als auch eine Opferschicht zwischen einer inneren ebenen Oberfläche 125 des Lippenteils 120 und einer unteren Oberfläche bzw. Unterseite 50 des Kreisgliedes 46 vorsehen. Obwohl eine äußere Oberfläche 124a und eine innere Oberfläche 124b des zweiten Teils 123 in 13 derart veranschaulicht sind, dass sie im Allgemeinen parallel sind, wird in Betracht gezogen, dass die äußeren und inneren Oberflächen alternativ nicht parallel sein können, falls erwünscht. Das heißt, ein Schrägen- bzw. Neigungswinkel an der äußeren Oberfläche 124a relativ zum ersten Teil 122 kann anders sein als ein Neigungswinkel an der inneren Oberfläche 124b, falls erwünscht.
14 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kreis-Schuhelementes 112, wobei der Lippenteil 120 einen V-förmigen Vorsprung 126 aufweist, der sich von der inneren ebenen Oberfläche 125 an der äußeren gekrümmten Kante 113 des Lippenteils 120 zur Jochplatte 36 hin erstreckt. Gegenüberliegende Verschleißflächen des V-förmigen Vorsprungs 126 können beide in stumpfen Winkeln relativ zur Befestigungsfläche 117 des Basisteils 114 und der Jochplatte 36 gelegen sein. Beispielsweise kann ein innerer Winkel ”β₂” des V-förmigen Vorsprungs 126 im Bereich von ungefähr 65–125° und insbesondere 90° an einem spitzen Teil davon sein (d. h. die Verschleißflächen des V-förmigen Vorsprungs 126 können auf ungefähr 45° zur unteren Jochfläche 40 der Jochplatte 36 orientiert sein).
Im Ausführungsbeispiel der 14 kann das Kreisglied 46 eine ähnliche invertierte V-förmige Ausnehmung 128 haben, die ringförmig um einen Umfang der unteren Oberfläche 50 gelegen ist, wobei ein V-förmiger Verschleißeinsatz 130 zumindest teilweise zwischen dem V-förmigen Vorsprung 126 und den inneren Wänden der V-förmigen Ausnehmung 128 gelegen ist. Wegen der ringförmigen Form der Ausnehmung 128 können die gegenüberliegenden Oberflächen von sowohl dem V-förmigen Vorsprung 126 als auch der V-förmigen Ausnehmung 128 im Allgemeinen nicht eben sein, und die Spitzen davon können entlang ihrer Länge bogenförmig sein. In dieser Weise kann der V-förmige Vorsprung 126 des Kreis-Schuhelementes 112 gegen die inneren Wände der V-förmigen Ausnehmung 128 des Kreiselementes 46 über den Verschleißeinsatz 130 drücken, um eine nach oben gerichtete Kraft und sich radial ausgleichende Kräfte (d. h. sowohl radial nach innen als auch radial nach außen gerichtete Kräfte) um einen gesamten Umfang des Kreisgliedes 46 zu erzeugen, um dadurch axial und radial das Kreisglied 46 relativ zum Joch 24 zu positionieren.
15 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kreis-Schuhelementes 112. In diesem Ausführungsbeispiel kann ein Basisteil 132 an die Jochplatte 36 geschweißt sein, und ein assoziierter Lippenteil 134 kann vom Basisteil 132 getrennt sein und an diesen angeschraubt sein. Der Lippenteil 134 kann zusätzlich einen Scharnierteil 136 aufweisen, der konfiguriert ist, um bei einer Verbindung bzw. einem Gelenk 138 lose mit einer Scharnierbasis 140 in Eingriff zu kommen, die auch an die Jochplatte 36 geschweißt sein kann. Der lose Eingriff an Gelenk 138 in Verbindung mit den übergroßen Löchern oder Schlitzen 115 (siehe 16–22) kann eine anfängliche radiale Einstellung des Lippenteils 134 über eine oder mehrere Einstellschrauben 142 vorsehen. Es wird in Betracht gezogen, dass der Basisteil 132 und/oder die Scharnierbasis 140 alternativ eine integrale Komponente sein können und/oder mit der Jochplatte 36 in anderer Weise als durch Schweißen verbunden sein können, falls erwünscht.
Die 16–20 veranschaulichen unterschiedliche Verschleißeinsatzkonfigurationen, die bei den Kreis-Schuhelementen der 14–15 verwendet werden können. Wie aus diesen Figuren zu sehen ist, kann der V-förmige Vorsprung 126 der Lippenteile 120, 134 einen oder mehrere Kanäle 144 mit offenen Enden (16) aufweisen, die sich entlang einer Längsrichtung des V-förmigen Vorsprungs 126 erstrecken; ein oder mehrere Unterbrechungen 146 (17), die entlang der Länge des V-förmigen Vorsprungs 126 gelegen sind; und/oder eine oder mehrere Ausnehmungen 148 (18), die sich entlang der Längsrichtung des V-förmigen Vorsprungs 126 erstrecken. In diesen Beispielen kann der Verschleißeinsatz 130 entsprechende Vorsprünge 149 haben (16), die konfiguriert sind, um in Eingriff mit den Kanälen, Unterbrechungen und/oder Ausnehmungen zu kommen, so dass eine Bewegung des Verschleißeinsatzes 130 relativ zu den Lippenteilen 120, 134 verhindert werden kann. Alternativ kann der Verschleißeinsatz 130 die Kanäle, Unterbrechungen und/oder Ausnehmungen aufweisen, während die Lippenteile 120, 134 die Vorsprünge aufweisen können, falls erwünscht. Zusätzlich oder alternativ kann ein im Allgemeinen ebener Bügel 150 (19) oder ein gestufter Bügel 152 (20) an einem Ende oder an beiden Enden des Verschleißeinsatzes 130 gelegen sein, um mit dem Lippenteil 120, 134 in Eingriff zu kommen und dadurch eine relative Bewegung zwischen dem Verschleißeinsatz 130 und dem Lippenteil 120, 134 zu verhindern. In noch einem weiteren Beispiel kann der Verschleißeinsatz 130 einen integralen flanschartigen Vorsprung 154 an einem Ende oder an beiden Enden davon aufweisen (16), der eine ähnliche Funktion ausführt wie die Bügel 150, 152, falls erwünscht.
Die 21 und 22 veranschaulichen genauso unterschiedliche Verschleißeinsatzkonfigurationen. Die 21 veranschaulicht beispielsweise ein Kreis-Schuhelement 112 des Ausführungsbeispiels der 12 und 13 derart, dass es eine Unterbrechung oder Ausnehmung 156 innerhalb der Schräge 123 hat, die konfiguriert ist, um mit einem entsprechenden Vorsprung des Verschleißeinsatzes 116 in Eingriff zu kommen. Zusätzlich ist der in 22 veranschaulichte Verschleißeinsatz 116 derart gezeigt, dass er Flanschteile 158 hat, die mit Ausnehmungen 160 in Eingriff kommen, die an gegenüberliegenden Enden des Lippenteils 120 gelegen sind.
Es wird in Betracht gezogen, dass die Verschleißeinsätze 116, 130 alternativ oder zusätzlich relativ zu den Lippenteilen 120, 134 in anderer Weise als durch eine Verriegelungsgeometrie an der Position gehalten werden können. Beispielsweise können die Verschleißeinsätze 116, 130 alternativ oder zusätzlich durch Kleben mit den Lippenteilen 120, 134 verbunden sein oder sie können integral mit den Lippenteilen 120, 134 durch Gießen oder durch einen Ablagerungsprozess ausgeformt sein, falls erwünscht.
Industrielle Anwendbarkeit
Die offenbarten einstellbaren Verschleißanordnungen und Kreis-Schuhelemente können bei jeder Maschine verwendet werden, die eine Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung bzw. DCM-Anordnung hat, um axial und radial die DCM-Anordnung zu positionieren. Insbesondere können die einstellbaren Verschleißanordnungen automatische vertikale Einstellungen bieten, welche ein assoziiertes Kreisglied nach unten zu den Kreis-Schuhelementen hin vorspannen, wenn assoziierte Verschleißeinsätze sich abnutzen. Die abwärts gerichtete Kraft der einstellbaren Verschleißanordnungen kann wiederum bewirken, dass abgewinkelte Oberflächen des Kreisgliedes mit einer abgeschrägten Geometrie der Kreis-Schuhelemente in Eingriff kommen und an dieser gleiten. Der Eingriff des Kreiselementes mit der abgeschrägten Geometrie bzw. schrägen Geometrie der Kreis-Schuhelemente kann gleichmäßig verteilte auswärts gerichtete Kräfte zur Folge haben, welche das Kreisglied radial positionieren. Die offenbarten einstellbaren Verschleißanordnungen und Kreis-Schuhelemente können einfache Strukturen und Verfahren mit niedrigen Kosten vorsehen, um eine Positionierungsgenauigkeit der DCM-Anordnung und ein Wiederholbarkeit zu verbessern, während die Instandhaltungszeit verringert wird, die mit der Einstellung der Verschleißeinsätze assoziiert ist.
Wie oben beschrieben, können sich die Verschleißeinsätze 66 mit der Zeit abnutzen, und zwar wegen einer relativen Bewegung zwischen den zusammenwirkenden Oberflächen des Kreisgliedes 46 und des Zugstangenjochs 24. Wenn die Verschleißeinsätze 66 sich abnutzen, kann ein Spiel um das Kreisglied 46 zunehmen. Wenn dies nicht berücksichtigt bzw. ausgeglichen wird, könnte dieses gesteigerte Spiel eine geringere Steifigkeit bei der Verbindung zwischen dem Kreisglied 46 und dem Joch 24 zur Folge haben.
Das vergrößerte Spiel kann auf zumindest zwei Arten ausgeglichen werden. Wenn die Abnutzung an einem speziellen Verschleißeinsatz 66 stark genug ist (d. h., wenn die Dicke des speziellen Verschleißeinsatzes 66 geringer als ein vorbestimmter Wert ist), kann der Verschleißeinsatz 66 ersetzt werden. Wenn andererseits die Abnutzung an einem speziellen Verschleißeinsatz 66 weniger stark ist, jedoch das Spiel um das Kreisglied 66 nicht akzeptabel ist, kann eine Position einer Einstellplatte 68, 102 eingestellt werden, um das Spiel zu verringern und eine Klemmkraft am Kreisglied 46 zu vergrößern, die durch die Verschleißeinsätze 66 vorgesehen wird.
Früher erforderte jede der beiden oben beschriebenen Instandhaltungsaktivitäten, dass die gesamte Zugstangen-Kreis-Formschild-Anordnung auseinandergebaut wird. Das Kreisglied musste vom Zugstangenjochglied entfernt werden, weil die Zugstangenverschleißeinsätze und die assoziierten Scheiben zwischen dem Kreisglied und dem Zugstangenjochglied angeordnet waren und nur von einer Unterseite des Zugstangenjochglieds zugänglich waren. Somit war es notwendig, das Kreisglied zu entfernen, um auf die Zugstangenverschleißeinsätze und die assoziierten Scheiben zuzugreifen.
In der offenbarten Anordnung, wie sie oben beschrieben wird, können die Verschleißeinsätze 66 in den Kanälen 64 angeordnet sein, die von der oberen Jochfläche 38 der Jochplatte 36 zugänglich sein können. Das Kreisglied 46 muss nicht unbedingt vom Joch 24 entfernt werden, um einen Zugriff auf die Verschleißeinsätze 66 zu bieten. Stattdessen kann ein Zugriff auf die Verschleißeinsätze 66 von der oberen Jochfläche 38 der Jochplatte 36 erreicht werden. Das Verfahren zum Ersetzen der Verschleißeinsätze 66 kann einfach das Entfernen der Abdeckung 74, das Ersetzen der Verschleißeinsätze 66 und das erneute Anordnen bzw. Montieren der Abdeckung 74 aufweisen. Das Kreisglied 46 kann mit dem Joch 24 während der Instandhaltung der Verschleißeinsätze 66 verbunden bleiben, wodurch die Schwierigkeit und der Zeitaufwand verringert werden, die mit dem Instandhaltungsprozess assoziiert sind.
Der Betrieb der einstellbaren Verschleißanordnung 62 kann automatisch sein, ohne dass ein manuelles Eingreifen erforderlich ist. Ein erstes Beispiel dieses Betriebsvorgangs wird mit Bezugnahme auf 5 erklärt. Wie aus 5 ersichtlich, kann sich die Einstellplatte 68, wenn irgendeiner der Verschleißeinsätze 66, 116, 130 dünner wird, nach unten innerhalb des Kanals 64 zu den Kreis-Schuhelementen 112 bewegen. Wenn die Einstellplatte 68 sich innerhalb des Kanals 64 nach unten bewegt, kann ein Raum zur Oberseite des Kanals 64 hin zwischen der Einstellplatte 68 und der Abdeckung 74 erzeugt werden. Dieser Raum kann schließlich groß genug werden, so dass die Keilblöcke 82 durch die Vorspannung der Feder 84 nach außen weg voneinander und die verzahnten oder wellenförmigen Stufen der geneigten Vorsprünge 80 hinauf bewegt werden. Die auswärts gerichtete Bewegung der Keilblöcke 82 kann den Raum aufbrauchen bzw. auffüllen, der durch das Absenken der Einstellplatte 68 erzeugt wurde. Wenn die Keilblöcke 82 sich nach außen bewegen, kann die verzahnte oder wellenförmige Schnittstelle zwischen den Keilblöcken 82 und den geneigten Vorsprüngen 80 eine Bewegung der Keilblöcke 82 zurück nach unten und die Neigung der geneigten Vorsprünge 80 hinunter verhindern. Zusätzlich können die verzahnten oder wellenförmigen Schnittstellen für diskrete stufenweise Einstellvorgänge der Position des Verschleißeinsatzes 66 sorgen.
Die einstellbare Verschleißanordnung 62 kann im Ausführungsbeispiel der 6 in ähnlicher Weise arbeiten wie oben bezüglich des Ausführungsbeispiels der 5 beschrieben. Das heißt, wenn irgendeiner der Verschleißeinsätze 66, 116, 130 mit der Zeit dünner wird und die Einstellplatte 68 sich innerhalb des Kanals 64 nach unten bewegt, kann der Raum zur Oberseite des Kanals 64 hin zunehmen. Und wenn dieser Raum zunimmt, kann die Scheibe 94 durch die Feder 84 gedreht werden, um die Keilblöcke 82 nach außen und die Neigungen der geneigten Vorsprünge 80 mittels der Hebelarme 96 hinauf zu bewegen, wodurch wieder die gewünschte Steifigkeit zwischen dem Joch 24 und dem Kreisglied 46 eingerichtet wird. Die einstellbare Verschleißanordnung 62 kann im Ausführungsbeispiel der 8 in ähnlicher Weise arbeiten, falls nötig, und zwar durch Drehen der Hülse 98, was bewirkt, dass die Hebelarme 96 die Keilblöcke 82 weg voneinander und die Neigungen der geneigten Vorsprünge 80 hinauf bewegen.
Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen können die Keilblöcke 82 der einstellbaren Verschleißanordnung 62, die in 9 gezeigt ist, nach innen gedrückt werden, wenn irgendeiner der Verschleißeinsätze 66, 116, 130 sich wesentlich abgenutzt hat. Das heißt, wenn der Raum zur Oberseite des Kanals 64 hin größer wird, kann die Vorspannung, die von den Verlängerungs- bzw. Ausfahrfedern 102 mit konstanter Kraft ausgeübt wird, die Keilblöcke 82 zueinander hin und die Neigungen der geneigten Vorsprünge 104 hinauf ziehen. Wenn die Keilblöcke 82 sich zueinander hin bewegen, kann der Raum am Oberteil des Kanals 64 durch die Keilblöcke 82 eingenommen werden, und die erwünschte Steifigkeit zwischen dem Joch 24 und dem Kreisglied 46 kann wieder hergestellt werden.
Die Verschleißeinstellanordnung 62 der 10 kann in ähnlicher Weise funktionieren wie jene der 5. Das heißt, wenn irgendeiner der Verschleißeinsätze 66, 116, 130 sich abnutzt und die Einstellplatte 68 sich nach unten bewegt, um den Freiraum am oberen Teil des Kanals 64 zu erzeugen, kann die Feder 84 den Keilblock 84 die Neigung des geneigten Vorsprungs 108 hinauf vorspannen, um den Raum wieder einzunehmen und die ordnungsgemäße Steifigkeit zwischen dem Joch 24 und dem Kreisglied 46 wieder herzustellen. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 5 kann jedoch die Verschleißeinstellanordnung 62 der 10 eine glatte Schnittstelle zwischen dem Keilblock 82 und dem geneigten Vorsprung 108 aufweisen. Die glatte Schnittstelle kann eine variable und stufenlose Einstellung der Position des Verschleißeinsatzes vorsehen. Um die glatte Schnittstelle aufzunehmen bzw. einzustellen, kann der Keilblock 82 mit einer Blattfeder 110 versehen sein, die dabei hilft, unerwünschte Bewegungen des Keilblocks 82 zu verhindern.
Die Verschleißeinsätze 116, 130 der Kreis-Schuhelemente 112 können auch eine periodische Instandhaltung erfordern. Die Verschleißeinsätze 116, 130 können auf mindestens zwei unterschiedliche Wege ersetzt werden, und zwar abhängig davon, ob die entsprechenden Basis- und Lippenteile getrennte Komponenten oder integrale Komponenten sind. Im Ausführungsbeispiel der 12 können beispielsweise der Basisteil 114 und der Lippenteil 120 integral sein, und zum Ersetzen der Verschleißeinsätze 116, 130 können die Kreis-Schuhelemente 112 vollständig aus der unteren Jochfläche 40 der Jochplatte 36 entfernt werden. Für eine gegebene DCM-Anordnung 18 müssen weniger als alle der entsprechenden Kreis-Schuhelemente 112 auf einmal entfernt werden, so dass das Kreisglied 46 relativ zum Joch 24 während der Instandhaltung am Platz bleiben kann (d. h. ein Kreis-Schuhelement 112 kann einzeln instandgehalten werden). Nach der Entfernung des Kreis-Schuhelementes 112 können die Verschleißeinsätze 116, 130 aus den geeigneten Ausnehmungen, Unterbrechungen und/oder Kanälen innerhalb des Lippenteils 120 entfernt werden. In einigen Fällen müssen eventuell ein oder mehrere Befestigungselemente gelöst und/oder aus den Bügeln und/oder Flanschen entfernt werden, die an den Enden der Verschleißeinsätze 116, 130 gelegen sind, um das Entfernen und das Ersetzen der Verschleißeinsätze 116, 130 zu ermöglichen.
In dem Ausführungsbeispiel der 15, wo der Lippenteil 134 vom Basisteil 132 getrennt sein kann, muss das Ersetzen der Verschleißeinsätze 116, 130 nicht das vollständige Entfernen des Basisteils 132 von der unteren Jochfläche 40 der Jochplatte 36 erfordern. Das heißt, die Befestigungselemente 118, welche den Lippenteil 134 relativ zum Basisteil 132 an der Position halten, können entfernt werden, und der Lippenteil 134 kann um ein Scharniergelenk 138 weg vom Basisteil 132 geschwenkt werden. Nach dem Wegschwenken des Lippenteils 134 können die Verschleißeinsätze 116, 130 aus den jeweiligen Ausnehmungen, Unterbrechungen und/oder Kanälen in dem Lippenteil 120 entfernt werden und dann ersetzt werden.
Früher war ein Einstellinstandhaltungsvorgang der Kreis-Schuhelemente erforderlich, um eine erwünschte radiale Beziehung zwischen dem Joch und dem Kreisglied aufrechtzuerhalten. Das heißt, wenn herkömmliche Verschleißeinsätze von Kreis-Schuhelementen sich abgenutzt haben, und zwar auch nur in kleinem Ausmaß, was noch nicht das Ersetzen erforderte, war eine manuelle Einstellung der herkömmlichen Kreis-Schuhelemente erforderlich, um eine angemessene radiale Steifigkeit zwischen dem Joch und dem Kreisglied aufrechtzuerhalten. Um diese Einstellung auszuführen, wurde entweder das Einführen von zusätzlichen Passscheiben in die Kreis-Schuhelemente oder das physische erneute Positionieren des gesamten Kreis-Schuhelementes selbst ausgeführt.
Bei der offenbarten Anordnung kann jedoch die radiale Steifigkeit zwischen dem Joch 24 und dem Kreisglied 46 ohne irgendeine manuelle Einwirkung aufrechterhalten werden. Das heißt, die Verschleißeinsätze 116, 130 können wegen ihrer winkelförmigen Konfigurationen, wenn sie mit der dazu passenden winkelförmigen Geometrie des Kreisgliedes 46 in Eingriff stehen (d. h., wenn sie mit der Schräge 123 oder der V-förmigen Nut 128 in Eingriff stehen) gleichmäßig verteilte Normalkräfte auf das Kreisglied 46 in radial äußerer Richtung ausüben. Diese Normalkräfte können in natürlicher Weise das Kreisglied 46 in einer erwünschten radialen Position relativ zum Joch 24 halten, wenn sich die Verschleißeinsätze 116, 130 abnutzen. Wenn sich beispielsweise das Kreisglied 46 relativ zum Joch 24 dreht, können sich die Verschleißeinsätze 116, 130 abnutzen und dünner werden, was zusätzliche radiale und axiale Spiele zwischen der unteren Oberfläche bzw. Unterseite 50 des Kreisgliedes 46 und dem Lippenteil 120 des Kreis-Schuhelementes 112 übrig lässt. Sobald die zusätzlichen Spiele bzw. Freiräume erzeugt werden, kann das Kreisglied 46 durch die Schwerkraft nach unten gezogen werden, bis die schrägen Oberflächen des Kreisgliedes 46 wieder mit den abgenutzten und abgewinkelten Verschleißeinsätze 116, 130 in Eingriff kommen und dadurch das radiale Spiel einnehmen. Danach können die einstellbaren Verschleißanordnungen 62 den Verschleißeinsatz 66 und die Einstellplatte 68 nach unten auf das Oberteil des Kreisgliedes 46 ratschenförmig bewegen bzw. verriegeln, um das axiale Spiel auszugleichen und das Kreisglied 46 an seiner neuen Position zu halten. Folglich kann die abgeschrägte Schnittstelle zwischen dem Kreisglied 46 und der Außenfläche der Verschleißeinsätze 116, 130 noch die erwünschte axiale und radiale Position und Steifigkeit zwischen dem Kreisglied 46 und dem Joch 24 aufrechterhalten, auch wenn die Verschleißeinsätze 116 und 120 sich abgenutzt haben, und zwar ohne dass irgendeine manuelle Instandhaltung der Verschleißeinsätze 116, 120 erforderlich wäre.
Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der einstellbaren Verschleißanordnung der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und einer praktischen Ausführung der hier offenbarten einstellbaren Verschleißanordnung offensichtlich werden. Die Beschreibung und die Beispiele sollen nur als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Umfang der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen gezeigt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5720353 [0006, 0007]

Claims

Einstellbare Verschleißanordnung (62) zur Anwendung mit einer Befestigungskomponente (36) mit einem Kanal (64), die Folgendes aufweist: einen Verschleißeinsatz (66), der in dem Kanal gelegen ist; eine geneigte Einstellplatte (68), die in dem Kanal in Kontakt mit dem Verschleißeinsatz gelegen ist; zumindest einen Keilblock (82), der in dem Kanal in Kontakt mit der geneigten Einstellplatte gelegen ist; und eine Abdeckung (74), die mit der Befestigungskomponente verbindbar ist, um eine Seite des Kanals abzuschließen.
Einstellbare Verschleißanordnung nach Anspruch 1, wobei der Verschleißeinsatz aus einem weicheren Material hergestellt ist als die Befestigungskomponente.
Einstellbare Verschleißanordnung nach Anspruch 1, wobei die geneigte Einstellplatte ein Verriegelungsmerkmal (76) aufweist; und der Verschleißeinsatz ein entsprechendes Verriegelungsmerkmal (78) aufweist, das konfiguriert ist, um mit dem Verriegelungsmerkmal der geneigten Einstellplatte in Eingriff zu kommen.
Einstellbare Verschleißanordnung nach Anspruch 1, die weiter einen sichtbaren Verschleißindikator (97) aufweist, der mit dem mindestens einen Keilblock assoziiert ist.
Einstellbare Verschleißanordnung nach Anspruch 4, wobei die Abdeckung mindestens einen Kanal (88) aufweist; und der sichtbare Verschleißindikator einen Stift aufweist, der sich von dem mindestens einen Keilblock durch den mindestens einen Kanal der Abdeckung erstreckt.
Einstellbare Verschleißanordnung nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine Keilblock einen ersten Keilblock aufweist, der mit einem ersten geneigten Vorsprung assoziiert ist, und einen zweiten Keilblock, der mit dem zweiten geneigten Vorsprung assoziiert ist und vom ersten Keilblock beabstandet ist.
Einstellbare Verschleißanordnung nach Anspruch 6, die weiter mindestens eine Feder (84) aufweist, die zwischen den ersten und zweiten Keilblöcken gelegen ist, um die ersten und zweiten Keilblöcke die ersten und zweiten geneigten Vorsprünge hinauf und weg vom Verschleißeinsatz zu drücken.
Einstellbare Verschleißanordnung nach Anspruch 7, wobei die mindesten eine Feder eine Druckschraubenfeder ist, die konfiguriert ist, um die ersten und zweiten Keilblöcke voneinander weg zu drücken.
Einstellbare Verschleißanordnung nach Anspruch 7, die weiter Folgendes aufweist: einen Stift (92), der die mindestens eine Feder trägt; eine Scheibe (94), die mit einem Ende des Stiftes verbunden ist, um sich mit dem Stift zu drehen; einen ersten Hebelarm (96), der mit dem ersten Keilblock und einer ersten Kante der Scheibe verbunden ist; und einen zweiten Hebelarm (96), der mit dem zweiten Keilblock und einer zweiten gegenüberliegenden Kante der Scheibe verbunden ist, wobei die mindestens eine Feder eine Torsionsfeder ist, welche die Abdeckung mit der Scheibe verbindet.
Einstellbare Verschleißanordnung nach Anspruch 7, die weiter Folgendes aufweist: einen Stift (92),; eine Hülse (98), die den Stift verschiebbar aufnimmt und die mindestens eine Feder trägt; einen ersten Hebelarm (96), der mit dem ersten Keilblock verbunden ist; einen zweiten Hebelarm (96), der mit dem zweiten Keilblock verbunden ist, und eine Verbindung (100), die an einer Mitte mit dem Stift verbunden ist, an einem ersten Ende mit dem ersten Hebelarm verbunden ist und an einem zweiten Ende mit dem zweiten Hebelarm verbunden ist, wobei die mindestens eine Feder eine Torsionsfeder ist, welche die Abdeckung mit der Verbindung verbindet.