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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dreheinheit für ein Arbeitsfahrzeug und ein Verfahren zu deren Herstellung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Arbeitsfahrzeug wie ein Hydraulikbagger ist mit einer unteren Fahreinheit, die eine Raupenkette umfasst, versehen und hat einen Oberwagen, der ein Arbeitsgerät etc. trägt. Das Arbeitsgerät im Fall eines Hydraulikbaggers besteht zum Beispiel aus einem Ausleger, einem Arm, einem Löffel etc.
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Ein Schwenkmechanismus mit einem Schwenkmotor ist als Drehvorrichtung an dem Oberwagen vorgesehen, so dass sich der Oberwagen hinsichtlich der unteren Fahreinheit drehen kann. Die untere Fahreinheit ist mit einem Drehkranz versehen. Der Schwenkmechanismus ist mit einer Geschwindigkeitsreduziereinheit versehen, um die Drehantriebskraft von dem Schwenkmotor zu reduzieren, mit einer Bremseinheit, einem Ausgangsritzel usw., und das Ausgangsritzel kämmt mit Zähnen, die an der Innenseite oder Außenseite des Drehkranzes vorgesehen sind. Die Drehantriebskraft für den Schwenkmotor wird auf das Ausgangsritzel übertragen, und der Schwenkmechanismus bewegt sich drehend an der Innenseite oder Außenseite des Drehkranzes, wodurch bewirkt wird, dass sich der Oberwagen hinsichtlich der unteren Fahreinheit dreht.
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Wenn der auf diese Weise konfigurierte Schwenkmechanismus in einem großen Hydraulikbagger oder dergleichen eingesetzt wird, sind über und unter dem Ausgangsritzel eine erste und eine zweite Ritzelwelle vorgesehen, an denen jeweils ein erstes und ein zweites Lagerelement vorgesehen sind (siehe z. B. Patentliteratur 1).
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Das zweite Lagerelement, das an der Unterseite des Ausgangsritzels vorgesehen ist, ist von unten durch ein Gehäuse abgedeckt, das mit Schmierfett zum Schmieren des Lagers gefüllt ist. Das Gehäuse deckt nicht den Teil oberhalb des zweiten Lagerelements ab, so dass an der Oberseite des zweiten Lagerelements ein Dichtungselement vorgesehen ist, um zu verhindern, dass sich das Schmierfett von der Oberseite nach außerhalb verteilt und dass Schmutz, Wasser oder dergleichen von der Oberseite eindringen.
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ZITIERTE DOKUMENTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. JP 5 386 627 B1
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ÜBERSICHT
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Bei vorstehender Drehvorrichtung für ein Arbeitsgerät der bekannten Art haben sich jedoch die folgenden Probleme ergeben. Bei der Herstellung der Dreheinheit kommt es vor, dass die Dichtung bei ihrer Anbringung rund um die zweite Ritzelwelle elastisch verformt wird, wodurch sich der Winkel des Lippenelements ändert. Durch das Gehäuse, das das zweite Lagerelement abdeckt, ist es ferner nicht möglich, bei der Herstellung den Kontaktzustand des Dichtungselements zu überprüfen.
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Wenn sich der Winkel des Lippenelements drastisch endet, befindet sich das Lippenelement des Dichtungselements nach der Herstellung der Drehvorrichtung deshalb gegebenenfalls nicht mehr in der korrekten Position, was zu einem Verlust der Dichtwirkung führt.
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Angesichts der Probleme bei Drehvorrichtungen für Arbeitsfahrzeuge der bekannten Art ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug anzugeben, bei der sich eine gute Dichtwirkung auf zuverlässigere Weise sicherstellen lässt, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Drehvorrichtung.
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MITTEL ZUR PROBLEMLÖSUNG
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Die Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Antriebsvorrichtung, eine Geschwindigkeitsreduziereinheit, ein Ausgangsritzel (kann auch als Abtriebsritzel bezeichnet werden), eine erste Ritzelwelle, eine zweite Ritzelwelle, ein Gehäuse, einen Stützring und ein Dichtungselement. Die Antriebsvorrichtung erzeugt eine Drehkraft für die Drehung. Die Geschwindigkeitsreduziereinheit ist unter der Antriebsvorrichtung angeordnet und reduziert die Drehgeschwindigkeit der Antriebsvorrichtung. Das Ausgangsritzel ist unter der Geschwindigkeitsreduziereinheit angeordnet und gibt die durch die Geschwindigkeitsreduziereinheit reduzierte Drehgeschwindigkeit der Drehvorrichtung ab. Die erste Ritzelwelle ist derart angeordnet, dass sie von der Oberseite des Ausgangsritzels nach oben weist, und überträgt die Drehung der Antriebsvorrichtung über die Geschwindigkeitsreduziereinheit. Die zweite Ritzelwelle ist derart angeordnet, dass sie von der Unterseite des Ausgangsritzels nach unten weist. Die zweite Ritzelwelle wird durch das Lagerelement drehbar gestützt. Das Gehäuse ist derart vorgesehen, dass es die untere Seite (oder Unterseite) des umliegenden Bereichs des Lagerelements abdeckt. Der Stützring ist an der zweiten Ritzelwelle angeordnet, in einer Position zwischen dem Ausgangsritzel und dem Lagerelement, und gelangt in Kontakt mit dem Lagerelement und dem Ausgangsritzel, um das Ausgangsritzel über dem Lagerelement zu stützen. Das Dichtungselement hat ein Befestigungselement, das um die Außenseite des Stützrings herum angeordnet ist, und ein Lippenelement, das von dem Befestigungselement in der radialen Richtung nach außen vorspringt und die obere Seite (oder: Oberseite) des Lagerelements abdichtet. Der Stützring hat einen Vorsprung, der derart angeordnet ist, dass er von dem unteren Ende des Stützrings in der radialen Richtung nach außen vorspringt. Das Befestigungselement ist höher angeordnet als der Vorsprung, und das Lippenelement springt weiter nach außen vor als der Vorsprung.
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Bei der Herstellung einer Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug wird ein Dichtungselement rund um die Außenseite eines Stützrings angeordnet. Da das Dichtungselement jedoch elastisch ist, wird es unter Umständen elastisch verformt, was dazu führt, dass sich der Winkel des Lippenelements ändert. Wenn wie vorstehend beschrieben ein Vorsprung vorgesehen ist, trifft das Lippenelement auf den Vorsprung, wodurch, selbst wenn sich der Winkel des Lippenelements ändert, die Änderung des Winkels unterdrückt wird.
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Daher lässt sich das Lippenelement des Dichtungselements immer noch in der korrekten Position anordnen, auch wenn das Gehäuse eine visuelle Inspektion nicht zulässt. Das bedeutet, dass eine gute Dichtwirkung mit größerer Zuverlässigkeit sichergestellt werden kann.
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Die Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist die Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt, wobei das Lagerelement einen Innenring, einen Außenring und einen Rollkörper (kann auch als Walzkörper bezeichnet werden) hat. Der Innenring befindet sich mit der zweiten Ritzelwelle in Kontakt und dreht sich zusammen mit der zweiten Ritzelwelle. Der Außenring ist an der äußeren Umfangsseite des Innenrings angeordnet und an dem Gehäuse festgelegt. Der Rollkörper ist zwischen dem Innenring und Außenring so angeordnet, dass er rollen kann. Das Lippenelement gelangt mit der oberen Endseite des Außenrings in Kontakt.
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Da sich das Lippenelement des Dichtungselements solchermaßen mit der oberen Endseite des äußeren Rings in Kontakt gelangt, kann die obere Seite des Lagerelements und insbesondere der Bereich zwischen dem Innenring und dem Außenring durch den Stützring und das Dichtungselement gestützt und abgedichtet werden, wodurch verhindert wird, dass Schmierfett verteilt wird und Fremdmaterie eindringt.
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Die Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist die Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei der Vorsprung um den gesamten Stützring vorgesehen herum ist.
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Eine Änderung des Winkels des Lippenelements, die durch die Anbringung des Dichtungsrings an dem Stützring hervorgerufen wird, lässt sich rund herum verhindern, und die mit dem Lippenelement abzudichtende Position kann korrekt festgelegt werden.
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Das Verfahren zur Herstellung einer Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umfasst einen Schritt für den Zusammenbau der ersten Einheit, einen Schritt für den Zusammenbau der zweiten Einheit und einen Befestigungsschritt. Der Schritt für den Zusammenbau der ersten Einheit umfasst das Zusammensetzen der ersten Einheit, die eine Geschwindigkeitsreduziereinheit, eine erste Ritzelwelle, ein Ausgangsritzel, eine zweite Ritzelwelle, einen Stützring, ein Dichtungselement und einen Innenring umfasst. Der Schritt für den Zusammenbau der ersten Einheit umfasst einen ersten Anbringungsvorgang und einen zweiten Anbringungsvorgang. In dem Schritt für den Zusammenbau der ersten Einheit werden der Stützring, das Dichtungselement und der Innenring um die zweite Ritzelwelle herum angebracht. In dem zweiten Anbringungsvorgang werden die erste Ritzelwelle, das Ausgangsritzel und die zweite Ritzelwelle an der Geschwindigkeitsreduziereinheit befestigt. Der Schritt für den Zusammenbau der zweiten Einheit umfasst das Zusammensetzen der zweiten Einheit durch die Anbringung eines Außenrings und eines Rollkörpers an einem Gehäuse. Der Befestigungsschritt umfasst das Befestigen der zweiten Einheit, die verkehrt herum (kann auch als kopfstehend oder auf dem Kopf stehend bezeichnet werden) angeordnet ist, von der Oberseite der ersten Einheit, die verkehrt herum angeordnet ist, so dass der Außenring an der Außenseite des Innenrings angebracht wird. Der Durchmesser des distalen Endes des Vorsprungs ist kleiner als der Innendurchmesser des Außenrings, und der Durchmesser des distalen Endes des Lippenelements ist größer als der Innendurchmesser des äußeren Rings in einem Zustand der Befestigung rund um den Stützring.
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Wenn das Dichtungselement rund um den Stützring befestigt ist, trifft das Lippenelement selbst bei einer Änderung des Winkels des Lippenelements auf den Vorsprung, der eine Änderung des Winkels verhindert. Also ist der Durchmesser des distalen Endes des Lippenelements größer als der Innendurchmesser des Außenrings. Dementsprechend kann das Lippenelement in dem Befestigungsschritt mit größerer Zuverlässigkeit mit der oberen Endfläche des Außenrings in Kontakt gebracht werden und eine gute Dichtwirkung sichergestellt werden, auch wenn das Gehäuse eine visuelle Inspektion des Kontaktzustands des Dichtungselements nicht zulässt.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Durch vorliegende Erfindung wird eine Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug bereitgestellt, bei der sich mit größerer Zuverlässigkeit eine gute Dichtwirkung sicherstellen lässt, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Drehvorrichtung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht eines Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt die Hauptkomponenten des Hydraulikbaggers in 2 in Draufsicht;
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3 ist eine schematische Darstellung der Drehvorrichtung des Hydraulikbaggers in 1 von außen;
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4 ist eine schematische Darstellung der Innenkonfiguration der Dreheinheit in 3;
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5 ist eine Detailansicht der Drehvorrichtung in 4;
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6 ist eine Detailansicht des mit W markierten Bereichs in 5;
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7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in 4 gezeigten Drehvorrichtung;
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8 ist ein Diagramm des Verfahrens zur Herstellung der in 4 gezeigten Drehvorrichtung;
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9a und 9b sind Diagramme des Verfahrens zur Herstellung der in 4 gezeigten Drehvorrichtung;
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10a ist eine Detailansicht des mit T markierten Bereichs in 9a;
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10b ist eine Detailansicht des Dichtungselements und
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10c ist eine Detailansicht des Vorsprungs;
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11 zeigt in einem Diagramm den Zustand des an dem Stützring befestigten Dichtungselements, wenn kein Vorsprung vorgesehen ist;
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12a zeigt den Stützring in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Draufsicht;
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12b zeigt den Stützring in einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Draufsicht und
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13 zeigt in einem Diagramm die Drehvorrichtung in einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILBESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Die Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsform
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1. Konfiguration
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1 ist eine Seitenansicht eines Hydraulikbaggers gemäß dieser Ausführungsform. 2 ist eine Draufsicht auf den Hydraulikbagger in dieser Ausführungsform, das Arbeitsgerät ausgenommen.
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Wie 1 zeigt, umfasst ein Hydraulikbagger 1 (ein Beispiel eines Arbeitsfahrzeugs) eine untere Fahreinheit 2, die Raupenketten 20 hat, die in Fahrtrichtung an den linken und rechten Enden angeordnet sind, und einen Oberwagen 3, der auf einem oberen Bereich der unteren Fahreinheit 2 vorgesehen ist. Ein Arbeitsgerät 30, ein Fahrerhaus 31, ein Antriebsmaschinenraum 32, ein Gegengewicht 33 usw. sind auf dem Oberwagen 3 vorgesehen. Das Arbeitsgerät 30 hat einen Ausleger 301, der im Mittelbereich gebogen ist, einen Arm 302, der an dem distalen Ende des Auslegers 301 befestigt ist, und einen Löffel 303, der an dem distalen Ende des Arms 302 befestigt ist. Wie 2 zeigt, ist ein Arbeitsgerät-Stützschaft 34 für die Befestigung des Arbeitsgeräts 30 vorgesehen.
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Wie 2 zeigt, ist auf dem Oberwagen 3 eine Drehvorrichtung 10 vorgesehen, damit sich der Oberwagen 3 bezüglich der unteren Fahrvorrichtung 2 drehen kann. Ein Durchgang 4 ist rund um den Oberwagen 3 vorgesehen, damit verschiedene Bereiche des Hydraulikbaggers 1 unter anderem zu Wartungszwecken für Arbeitspersonal sicher zugänglich sind.
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Konstruktion der Drehvorrichtung 10
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3 ist eine Seitenansicht der Drehvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform. Wie die 2 und 3 zeigen, umfasst die Drehvorrichtung 10 des Oberwagens 3 eine Antriebsvorrichtung 11, die im oberen Bereich vorgesehen ist, einen Schwenkmechanismus 12, der an der Unterseite der Antriebsvorrichtung 11 vorgesehen ist, und eine Ausgangseinheit 13, die an der Unterseite des Schwenkmechanismus 12 vorgesehen sind, um die Antriebskraft abzugeben, die von der Antriebsvorrichtung 11 eingeleitet wurde. Ein Schwenkmotor (Hydraulikmotor), Steuerventile für die Steuerung des Hydraulikmotors usw. sind in dieser Antriebsvorrichtung 11 vorgesehen.
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Wie die 2 und 3 zeigen, ist ein Drehkranz 21 mit Zähnen rund um seine Außenseite an der unteren Fahreinheit 2 vorgesehen, und ein Ausgangsritzel 101, das an der Ausgangseinheit 13 vorgesehen ist, kämmt mit dem Drehkranz 21.
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Die Drehgeschwindigkeit des Schwenkmotors wird durch eine Geschwindigkeitsreduziereinheit, die in dem Schwenkmechanismus 12 angeordnet ist, reduziert und dann auf das Ausgangsritzel 101 übertragen, wodurch eine Drehung des Ausgangsritzels 101 bewirkt wird. Diese Drehung bewirkt, dass sich die Drehvorrichtung 10 rund um die Außenseite des Drehkranzes 21 dreht und dass sich der Oberwagen 3, der an der Dreheinheit 10 befestigt ist, hinsichtlich der unteren Fahreinheit 2 dreht.
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4 ist eine Schnittansicht der Hauptkomponenten der Dreheinheit 10, wobei als Hauptkomponenten der Schwenkmechanismus 12 und die Ausgangseinheit 13 dargestellt sind.
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Wie 4 zeigt, sind ein Wellen-Anlenkelement 14, eine Bremseinheit 15 und eine Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 von oben nach unten durchgehend an dem Schwenkmechanismus 12 vorgesehen.
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Das Wellen-Anlenkelement 14 sorgt für eine mechanische Anlenkung des Schwenkmotors, der in der Antriebsvorrichtung 11 angeordnet ist, an einer Antriebswelle 17 des Schwenkmechanismus 12. Die Bremseinheit 15 bremst die Drehung der Antriebswelle 17. Die Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 nutzt einen internen Reduziermechanismus zum Verlangsamen der Drehung der Antriebswelle 17 und gibt diese an das Ausgangsritzel 101 ab.
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Solchermaßen sind bei einem Beispiel der Drehvorrichtung 10 die Antriebsvorrichtung 11, die Steuerventile und einen Schwenkmotor enthält, der Schwenkmechanismus 12, der das Wellen-Anlenkelement 14, die Bremseinheit 15 und die Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 enthält, und die Ausgangseinheit 13 in der vertikalen Richtung von oben nach unten durchgehend angeordnet.
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Ausgangseinheit 13
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Die Ausgangseinheit 13 hat das Ausgangsritzel 101, eine erste Ritzelwelle 102, eine zweite Ritzelwelle 103, ein erstes Lagerelement 104, ein zweites Lagerelement 105, ein Gehäuse 106, einen Stützring 107 und ein Dichtungselement 108 (siehe die nachstehend erläuterte 5).
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Die Drehachse des Ausgangsritzels 101 erstreckt sich in Richtung nach oben und nach unten und kämmt mit dem Drehkranz 21.
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Die erste Ritzelwelle 102 ist so vorgesehen, dass sie von der Oberseite 101a des Ausgangsritzels 101 nach oben weist. Die zweite Ritzelwelle 103 ist so vorgesehen, dass sie von der Unterseite 101b des Ausgangsritzels 101 nach unten weist. Das Ausgangsritzel 10 dreht sich integral unter Nutzung der ersten Ritzelwelle 102 und der zweiten Ritzelwelle 103 als Drehwellen.
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Die erste Ritzelwelle 102 wird durch das erste Lagerelement 104 drehbar gestützt. Die zweite Ritzelwelle 103 wird durch das zweite Lagerelement 105 drehbar gestützt. Das heißt, das Ausgangsritzel 101 wird an seiner Unter- und Oberseite axial gestützt.
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Das Gehäuse 106 ist derart ausgebildet, dass es die Unterseite und den Bereich rund um das zweite Lagerelement 105 abdeckt. Das Gehäuse 106 ist mit Fett zum Schmieren des zweiten Lagerelements 105 gefüllt.
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5 ist eine Schnittansicht rund um das zweite Lagerelement 105. 6 ist eine Detailansicht des mit W markierten Bereichs in 5. Das zweite Lagerelement 105 hat einen Innenring 110, einen Außenring 111, Rollen 112 und eine Stütze 113, die die Rollen 112 des Schwenkmechanismus stützt.
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Wie die 6 und 7 zeigen, befindet sich der Innenring 110 rund um die zweite Ritzelwelle 103 in Kontakt mit der zweiten Ritzelwelle 103 und dreht sich zusammen mit der zweiten Ritzelwelle 103.
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Wie die 5 und 6 zeigen, ist der Außenring 111 an der Außenseite des Innenrings 110 angeordnet und an dem Gehäuse 106 befestigt.
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Wie 6 zeigt, sind die Rollen 112 durch die Stütze 113 zwischen dem Innenring 110 und dem Außenring 111 so gestützt, dass sie rollen können.
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Wie 6 zeigt, befindet sich der Stützring 107 an der zweiten Ritzelwelle 103 in einer Position zwischen der oberen Endfläche 110a des Innenrings 110 und der Unterseite 101b des Ausgangsritzels 101 in Kontakt mit der oberen Endfläche 110a und der Unterseite 101b. Dadurch, dass der Stützring 107 vorgesehen ist, kann das Ausgangsritzel 101 von dem Innenring 110 in Richtung nach oben und nach unten oberhalb der Höhe des Stützrings 107 positioniert sein. Dies erlaubt das Stützen des Ausgangsritzels 101 in einer Position oberhalb des Gehäuses 106, so dass es mit dem Gehäuse 106 nicht in Berührung kommt.
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Der Stützring 107 dreht sich zusammen mit der zweiten Ritzelwelle 103. Ein Vorsprung 117, der von der äußeren Umfangsfläche 107a des Stützrings 107 nach außen vorspringt, ist an dem unteren Ende 107u des Stützrings 107 vorgesehen. Der Vorsprung 117 ist rund um den gesamten Stützring 107 gebildet.
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Das Dichtungselement 108 ist ein elastisches Element aus Gummi oder einem anderen derartigen Harz und ist an der äußeren Umfangsfläche 107a des Stützrings 107 befestigt, wie in 6 gezeigt. Im Speziellen hat das Dichtungselement 108 ein zylindrisches Befestigungselement 181, das in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 107a des Stützrings 107 montiert ist, und ein Lippenelement 182, das von dem unteren Ende des Befestigungselements 181 nach außen vorspringend ausgebildet ist. Das Lippenelement 182 ist rund um das gesamte Dichtungselement 182 gebildet.
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Das Befestigungselement 181 ist an der Oberseite des Vorsprungs 117 des Stützrings 107 montiert. Das Lippenelement 182 springt weiter zur Außenseite vor als der Vorsprung 117, fällt schräg nach unten ab, und sein distales Ende 182a drückt an die obere Endfläche 111a des Außenrings 111. Das Dichtungselement 108 dreht sich gleichzeitig mit der zweiten Ritzelwelle 103 mit dem Stützring 107.
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Wie 6 zeigt, erfolgt der Kontakt des Lippenelements 182 mit dem Vorsprung 117 an einem Kontaktbereich 117a, und zwischen dem Lippenelement 182 und dem Vorsprung 117 wird ein Zwischenraum S gebildet. Wie insbesondere in der Detailansicht V in 6 gezeigt ist, ist der Kontaktbereich 117a für den Kontakt mit dem Lippenelement 182 an der Oberseite in der Nähe des distalen Endes des Vorsprungs 117 gebildet, der an dem unteren Ende 107u des Stützrings 107 vorgesehen ist. Der Raum S wird zwischen dem Lippenelement 182 und der Oberseite 117s des Vorsprungs 117 von dem Basisbereich 117b zu dem Kontaktbereich 117a gebildet.
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Das distale Ende 182a des Lippenelements 182 drückt an die obere Endfläche 111a des Außenrings 111, so dass die Oberseite des zweiten Lagerelements 105 durch den Stützring 107 und das Dichtungselement 108, das ein Verteilen des Schmierfetts und ein Eindringen von Fremdmaterie verhindert, abgedeckt und abgedichtet wird.
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2. Verfahren zur Herstellung der Drehvorrichtung
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Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung der Drehvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das das Verfahren zur Herstellung der Drehvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 8 ist ein Diagramm zur Darstellung des Verfahrens zur Herstellung der Drehvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform. In 8 sind verschiedene Komponenten der Drehvorrichtung verkehrt herum angeordnet, wobei jedoch die in der nachstehenden Beschreibung genannte Richtung nach oben und nach unten auf der Anordnung in der tatsächlichen Anwendung basiert. Insbesondere ist die Oberseite in 8 in der tatsächlichen Anwendung die Unterseite. Dasselbe gilt für die Zeichnungen, die den Zustand einer nachstehend beschriebenen Anordnung mit der Oberseite nach unten darstellen.
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Bei der Herstellung der Drehvorrichtung in dieser Ausführungsform, eine erste Einheit 1000 und eine zweite Einheit 1001.
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Zunächst werden in dem ersten Schritt S1, der Stützring 107, das Dichtungselement 108 und der Innenring 110 rund um die zweite Ritzelwelle 103 angebracht. Das Dichtungselement 108 wird an der äußeren Umfangsfläche 107a des Stützrings 107 befestigt, bevor oder nachdem der Stützring 107 an der zweiten Ritzelwelle 103 festgelegt wird. Dann erfolgt die Anbringung des Innenrings 110 an der zweiten Ritzelwelle 103 derart, dass dieser mit dem Stützring 107 in Kontakt gelangt.
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In dem zweiten Schritt S2 werden die erste Ritzelwelle 102, das Ausgangsritzel 101 und die zweite Ritzelwelle 103 an der Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 befestigt. Bei dieser Anbringung ist die Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 verkehrt herum angeordnet, und die erste Ritzelwelle 102, das Ausgangsritzel 101 und die zweite Ritzelwelle 103 werden von oberhalb der Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 befestigt.
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Das Ergebnis des ersten Schritts S1 und des zweiten Schritts S2 ist der Zusammenbau der ersten Einheit 1000, die die Geschwindigkeitsreduziereinheit 16, die erste Ritzelwelle 102, das Ausgangsritzel 101, die zweite Ritzelwelle 103, den Stützring 107, das Dichtungselement 108 und den Innenring 110 (siehe 8) umfasst.
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In dem dritten Schritt S3 folgt der Zusammenbau der zweiten Einheit 1001, wobei der Außenring 111, die Rollen 112 und die Stütze 113 an dem Gehäuse 106 befestigt werden.
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In dem darauffolgenden Schritt S4 wird die zweite Einheit 1001 von oben an der ersten Einheit 1000 befestigt. Wie 8 zeigt, wird die erste Einheit 1000 verkehrt herum angeordnet, und die zweite Ritzelwelle 103 ragt nach oben. Die zweite Einheit 1001 wird ebenfalls verkehrt herum angeordnet und derart an der ersten Einheit 1000 befestigt, dass der Außenring 111 rund um den Innenring 110 angeordnet ist, der an der zweiten Ritzelwelle 103 befestigt ist. Wie 8 zeigt, wird die zweite Einheit 1001 von oben nach unten bewegt, in einem Zustand, in dem die zentrale Achse des Innenrings 110 (siehe A in der Zeichnung) im Wesentlichen mit der zentralen Achse des Außenrings 111 (siehe A in der Zeichnung) koinzidiert.
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9a ist ein Diagramm des Zustands des Dichtungselements 108 vor dem Montieren der zweiten Einheit 1001 an der ersten Einheit 1000. 9b ist ein Diagramm des Zustands des Dichtungselements 108 nach dem Montieren der zweiten Einheit 1001 an der ersten Einheit 1000. 10a ist eine Detailansicht des mit T markierten Bereichs in 9a, und 10b ist eine geschnittene Darstellung des Dichtungselements 108 vor der Anbringung an dem Stützring 107.
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Wie in 10b gezeigt ist, springt das Lippenelement 182 des Dichtungselements 108 unter einem Winkel vor und weist bezüglich der vertikalen Richtung der zentralen Achse A des Dichtungselements 108 nach unten. Wenn das Dichtungselement 108 an dem Stützring 107 befestigt wird, wie in 10a gezeigt, erfährt es eine elastische Verformung, und das Lippenelement 182 bewegt sich unter einem Winkel weiter, so dass sich sein distales Ende 182a der Seite der zentralen Achse A nähert (siehe Pfeil B). Diese Bewegung wird gestoppt, wenn das Lippenelement 182 auf den Vorsprung 117 trifft. In dem Zustand, der in den 9 und 10 gezeigt ist, sind der Stützring 107 und das Dichtungselement 108 verkehrt herum angeordnet, doch um dies auf der Basis der Richtung nach oben und nach unten im normalen Einsatz zu beschreiben, wie vorstehend erwähnt, ist der Kontaktbereich 117a für den Kontakt mit dem Lippenelement 182 an der Oberseite in der Nähe des distalen Endes des Vorsprungs 117 gebildet, der an dem unteren Ende des Stützrings 107 vorgesehen ist, wie in dem Zustand, der in 6 dargestellt ist. Der Zwischenraum S wird zwischen dem Lippenelement 182 und der Oberseite 117s von dem Basisbereich 117b des Vorsprungs 117 zu dem Kontaktbereich 117a gebildet.
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Die Anbringung des Dichtungselements 108 an dem Stützring 107, so dass der Zwischenraum S zwischen den beiden gebildet wird und das Lippenelement 182 mit dem Vorsprung 117 in Kontakt gelangt, erleichtert die Justierung der Position des distalen Endes 182a des Lippenelements 182 im Vergleich zu einer Anordnung des Lippenelements 182 konform zur Oberseite 117s des Vorsprungs 117.
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Bei diesem Kontaktbereich 117a ist die Oberfläche des Vorsprungs 117 in zwei Stufen abgerundet und ist derart ausgebildet, dass sie nicht an dem Lippenelement 182 schabt. Wie in 10c gezeigt ist, die Oberseite 117s des Vorsprungs 117 insbesondere in einer geraden Linie einer bestimmten Länge (in der Zeichnung durch in angegeben) in einer zur äußeren Umfangsfläche 107a senkrechten Richtung gebildet, von der äußeren Umfangsfläche 107a (in einer Vorderansicht), und ist von da an unter einem Radius R1 und danach unter einem Radius R2 gekrümmt.
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Die Mittelposition O1 von R1 ist eine Position, die auf einer Linie L1 liegt, die senkrecht zur unteren Endfläche 117v des Vorsprungs 117 ist, von einer Position, die sich um eine bestimmte Länge a von der äußeren Umfangsfläche 107a in eine Richtung senkrecht zur äußeren Umfangsfläche 107a bewegt hat, und die Mittelposition O1 von R1 ist eine Position, die sich um eine Länge b von der unteren Endfläche 117v an der Linie L1 nach unten bewegt hat. Der Kontaktbereich 117a, mit dem der Lippenbereich 182 in Kontakt gelangt, liegt in der Nähe des Bereichs, in dem sich ein Übergang von R1 zu R2 befindet. R1 hat einen größeren Durchmesser als R2.
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Es folgt nun ein Blick auf die Mittelposition O2 von R2. Die Mittelposition O2 ist so vorgesehen, dass sie die Gerade 117L, die in 10c gezeigt ist, berührt.
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Um dies genauer zu beschreiben, ist die Schnittstelle zwischen der äußeren Umfangsfläche 107a des Stützrings 107 der Oberseite 117s des Vorsprungs 117 durch A in 10c angegeben. Wie in 10b gezeigt ist, ist 182L indessen eine Gerade auf der Seite des unteren Endes des Lippenelements 182 des Dichtungselements 108 in einem Zustand, in dem dieses nicht an dem Stützring 107 befestigt ist. 117L ist eine Gerade, die durch A verläuft und die Neigung der Geraden 182L hat. Der Mittelpunkt O2 eines Kreises mit einem Radius von R2 ist so vorgesehen, dass er die Gerade 117L berührt. Die Schnittstelle zwischen der Geraden 117L und der verlängerten Linie des distalen Endes 117d ist durch B angegeben.
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In dem Zustand in 10a, das heißt in einem Zustand, in dem das Dichtungselement 108 an dem Stützring 107 montiert ist und das Lippenelement 182 sich mit dem Vorsprung 117 in Kontakt befindet, wie in 9a dargestellt, ist der Radius Ra des distalen Endes 182a des Lippenelements 182 länger als der Radius Rc des distalen Endes 117d des Vorsprungs 117 und ist länger als der Innendurchmesser Rb des Außenrings 111 (die innere Umfangsfläche ist als 111b angegeben).
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Wie in 8 gezeigt ist, liegt die Position des distalen Endes 182a des Lippenelements 182 in einem Zustand, in dem die Mittelachse des Innenrings 110 im Wesentlichen mit der Mittelachse des Außenrings 111 koinzidiert, deshalb weiter außen als die innere Umfangsfläche 111b des Außenrings 111 und unter der oberen Endfläche 111a, wie in 9a gezeigt.
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Wenn die zweite Einheit 1001 in diesem Zustand nach unten bewegt wird, trifft das distale Ende 182a des Lippenelements 182 auf die obere Endfläche 111a des Außenrings 111, wodurch die Oberseite des zweiten Lagerelements 105 abgedichtet wird. Wie in den 9a und 9b gezeigt ist, lässt sich in diesem vierten Schritt S4 der Dichtungszustand des Dichtungselements 108 aufgrund des an der Außenseite des Dichtungselements 108 angeordneten Gehäuses 106 kaum visuell prüfen, doch in dieser Ausführungsform ist das distale Ende des Lippenelements 182 in einer der oberen Endfläche 111a des Außenrings 111 gegenüberliegenden Position angeordnet, so dass sich eine gute Dichtwirkung erzielen lässt, obwohl eine visuelle Prüfung nicht möglich ist.
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Wie in 6 gezeigt ist, erfolgt im hergestellten Zustand der Drehvorrichtung 10 der Kontakt des Lippenelements 182 mit dem Vorsprung 117 an dem Kontaktbereich 117a, und es entsteht der Zwischenraums S zwischen dem Lippenelement 182 und dem Vorsprung 117.
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3. Merkmale
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(3-1)
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Die Drehvorrichtung 10 für ein Arbeitsgerät in dieser Ausführungsform umfasst die Antriebsvorrichtung 11, die Geschwindigkeitsreduziereinheit 16, das Ausgangsritzel 101, die erste Ritzelwelle 102, die zweite Ritzelwelle 103, das zweite Lagerelement 105 (ein Beispiel eines Lagerelements), das Gehäuse 106, den Stützring 107 und das Dichtungselement 108. Die Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 ist unter der Antriebsvorrichtung 11 angeordnet und reduziert die Geschwindigkeit der Drehung der Antriebsvorrichtung 11. Das Ausgangsritzel 101 ist unter der Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 angeordnet und gibt die durch die Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 reduzierte Drehung der Antriebsvorrichtung 11 ab. Die erste Ritzelwelle 102 ist so angeordnet, dass sie von der Oberseite 101a des Ausgangsritzels nach oben weist. Die zweite Ritzelwelle 103 ist so angeordnet, dass sie von der Unterseite 101b des Ausgangsritzels nach unten weist. Die zweite Ritzelwelle 103 wird durch das zweite Lagerelement 105 drehbar gestützt. Das Gehäuse 106 ist derart vorgesehen, dass es die Unterseite des umliegenden Bereichs des zweiten Lagerelements 105 abdeckt. Der Stützring 107 ist an der zweiten Ritzelwelle an einer Position zwischen dem Ausgangsritzel 101 und dem zweiten Lagerelement 105 angeordnet für den Kontakt mit dem zweiten Lagerelement 105 und dem Ausgangsritzel 101, um das Ausgangsritzel 101 über dem zweiten Lagerelement 105 zu stützen. Das Dichtungselement 108 hat das Befestigungselement 181, das an der äußeren Umfangsfläche 107a des Stützrings 107 vorgesehen ist, und das Lippenelement 182, das in der radialen Richtung von dem Befestigungselement 181 nach außen vorspringend angeordnet ist und die Oberseite des zweiten Lagerelements 105 abdichtet. Der Stützring 107 hat den Vorsprung 117, der in der radialen Richtung von dem unteren Ende 107u des Stützrings 107 nach außen vorspringend vorgesehen ist. Das Befestigungselement 181 ist höher angeordnet als der Vorsprung 117, und das Lippenelement 182 springt weiter zur Außenseite vor als der Vorsprung 117.
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Bei der Herstellung der Dreheinheit 10 für ein Arbeitsgerät wird das Dichtungselement 108 rund um die Außenseite des Stützrings 107 angebracht. Da das Dichtungselement 108 jedoch elastisch ist, erfährt dieses unter Umständen eine elastische Verformung, die zu einer Änderung des Winkels des Lippenelements 182 führt.
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11 zum Beispiel zeigt einen Zustand, in dem die zweite Einheit 1001 an der ersten Einheit 1000 montiert ist und ein Stützring 1070 verwendet wird, an dem kein Vorsprung 117 gebildet ist. Wie 11 zeigt, bewegt sich das Lippenelement 182 durch die elastische Verformung zu weit nach oben, da kein Vorsprung 117 gebildet ist, so dass das distale Ende 182a des Lippenelements 182 dem Bereich in der Nähe des Endes 111c des Außenrings 111 auf der Seite der inneren Umfangsfläche 111b der oberen Endfläche 111a gegenüberliegt und daher gegebenenfalls nicht ohne Weiteres mit der oberen Endfläche 111a des Außenrings 111 in Kontakt gelangt.
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Wenn jedoch wie oben der Vorsprung 117 vorgesehen wird, wird die Änderung des Winkels unterdrückt, da das Lippenelement 182 auf den Vorsprung 117 trifft, auch wenn eine Änderung des Winkels des Lippenelements 182 vorliegt.
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Deshalb kann das Lippenelement 182 des Dichtungselements 108 immer noch in der richtigen Position (obere Endfläche 111a) angeordnet werden, obwohl das Gehäuse 106 eine visuelle Inspektion nicht zulässt.
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Dadurch kann auf zuverlässigere Weise eine gute Dichtwirkung sichergestellt werden.
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(3-2)
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Bei der Drehvorrichtung 10 für ein Arbeitsfahrzeug in dieser Ausführungsform hat das zweite Lagerelement 105 den Innenring 110 (ein Beispiel eines Innenrings), den Außenring 111 (ein Beispiel eines Außenrings) und die Rollen 112 (ein Beispiel eines Rollkörpers. Der Außenring 111 ist an der äußeren Umfangsseite des Innenrings 110 angeordnet und an dem Gehäuse 106 befestigt. Die Rollen 112 sind so angeordnet, dass sie zwischen dem Innenring 110 und dem Außenring 111 rollen können. Das Lippenelement 182 gelangt in Kontakt mit der oberen Endfläche 111a des Außenrings 111.
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Da das Lippenelement 182 des Dichtungselements 108 solchermaßen mit der oberen Endfläche 111a des Außenrings 111 in Kontakt gelangt, kann das Dichtungselement 108 die Oberseite des zweiten Lagerelements 105 abdecken und abdichten, insbesondere über dem Bereich zwischen dem Außenring 111 und dem Innenring 110, wodurch verhindert wird, dass Schmierfett nach außen verteilt wird und Fremdmaterie eindringt.
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(3-3)
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Bei der Drehvorrichtung 10 für ein Arbeitsfahrzeug in dieser Ausführungsform ist der Vorsprung 117 rund um den gesamten Stützring 107 vorgesehen.
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Infolgedessen lässt sich eine durch die Anbringung des Dichtungselements 108 an dem Stützring 107 verursachte Änderung des Winkels des Lippenelements 182 mit größerer Zuverlässigkeit verhindern, und die Position, die durch das Lippenelement 182 abgedichtet wird, kann korrekt festgelegt werden.
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(3-4)
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Das Verfahren zur Herstellung der Drehvorrichtung 10 für ein Arbeitsgerät in dieser Ausführungsform umfasst einen ersten und einen zweiten Schritts S1 und S2 (Beispiel des Schritts für den Zusammenbau der ersten Einheit), einen dritten Schritt S3 (Beispiel des Schritts für den Zusammenbau der zweiten Einheit) und einen vierten Schritt (Beispiel des Befestigungsschritts). Der erste Schritt S1 und der zweite Schritt S2 umfassen das Zusammensetzen der ersten Einheit 1000, die die Geschwindigkeitsreduziereinheit 16, die erste Ritzelwelle 102, das Ausgangsritzel 101, die zweite Ritzelwelle 103, den Stützring 107, das Dichtungselement 108 und den Innenring 110 umfasst. In dem ersten Schritt S1 (Beispiels eines ersten Anbringungsvorgangs) werden der Stützring 107, das Dichtungselement 108 und der Innenring 110 rund um die zweite Ritzelwelle 103 angebracht. In dem zweiten Schritt S2 (Beispiel eines zweiten Anbringungsvorgangs) werden die erste Ritzelwelle 102, das Ausgangsritzel 101 und die zweite Ritzelwelle 103 an der Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 angebracht. In dem dritten Schritt S3 erfolgt die Anbringung der zweiten Einheit 1001, indem der Außenring 111 und die Rollen 112 an dem Gehäuse 106 angebracht werden. In dem vierten Schritt S4 wird die zweite Einheit 1001 von der Oberseite der ersten Einheit 1000, die verkehrt herum angeordnet ist, montiert, so dass der Außenring 111 an der Außenseite des Innenrings 110 liegt. Der Durchmesser Rc des distalen Endes 117d des Vorsprungs 117 ist kleiner als der Innendurchmesser Rb des Außenrings 111, und der Durchmesser Ra des distalen Endes 182a des Lippenelements 182 ist größer als der Innendurchmesser Rb des Außenrings 111 in ein einem rund um den Stützring 107 montierten Zustand.
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Dadurch trifft das Lippenelement 182 in einem Zustand, in dem das Dichtungselement 108 rund um den Stützring 107 angebracht ist, auch bei einer Änderung des Winkels des Lippenelements 182 auf den Vorsprung 117, wodurch die Änderung des Winkels unterdrückt wird. Also ist der Radius Ra des distalen Endes 182a des Lippenelements 182 größer als der Innendurchmesser Rb des Außenrings 111. Daher kann das Lippenelement 182 in dem vierten Schritt S4 mit größerer Zuverlässigkeit mit der oberen Endfläche 111a des Außenrings 111 in Kontakt gebracht werden und eine gute Dichtwirkung sichergestellt werden, obwohl das Gehäuse 106 ein visuelle Inspektion des Kontaktzustands des Dichtungselements 108 nicht zulässt.
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4. Weitere Ausführungsformen
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Vorstehend wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt oder durch diese Ausführungsform eingeschränkt, sondern erlaubt innerhalb ihres Rahmens vielfältige Modifikationen.
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(A)
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Bei dem Stützring 107 in der vorstehenden Ausführungsform ist der Vorsprung 117 zwar rund um den gesamten Stützring 107 vorgesehen, wie in 12a gezeigt, muss jedoch nicht ganz herumführen.
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Bei dem Stützring 107' zum Beispiel, der in 12b gezeigt ist, kann der Vorsprung in eine Vielzahl von Vorsprüngen 117' unterteilt sein; und es können Zwischenräume Q zwischen den Vorsprüngen 117' gebildet sein.
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(B)
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In der vorstehenden Ausführungsform erfolgt ein Kontakt des distalen Endes 182a des Lippenelements 182 des Dichtungselements 108 mit der oberen Endfläche 111a des Außenrings 111. Wie zum Beispiel in 13 gezeigt ist, kann das distale Ende 182a des Lippenelements 182, wenn ein Gehäuse 106' einen sich zur Seite des Außenrings 111 erstreckenden Überhang 106b' hat, mit der Oberfläche 106a' dieses verlängerten Überhangs 106b' in Kontakt gelangen.
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Auch hier wird wiederum verhindert, dass Schmierfett aus dem zweiten Lagerelement 105 verteilt wird und Fremdmaterie in das zweite Lagerelement 105 eindringt.
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(C)
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In der vorstehenden Ausführungsform sind an der Außenseite des Drehkranzes 21 Zähne gebildet, und die Dreheinheit 10 dreht sich an der Außenseite des Drehkranzes 21. Die Konfiguration ist jedoch auch derart möglich, dass die Zähne stattdessen an der Innenseite des Drehkranzes 21 vorgesehen sind und Dreheinheit 10 sich an der Innenseite des Drehkranzes 21 dreht.
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(D)
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In der vorstehenden Ausführungsform folgt der zweite Schritt S2 auf den ersten Schritt S1. Der zweite Schritt S2 kann jedoch dem ersten Schritt S1 ebenso vorhergehen. Insbesondere können der Stützring 107, das Dichtungselement 108 und der Innenring 110 an der zweiten Ritzelwelle 103 angebracht werden, nachdem die erste Ritzelwelle 102, das Ausgangsritzel 101 und die zweite Ritzelwelle 103 an der Geschwindigkeitsreduziereinheit 16 angebracht wurden.
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(E)
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In der vorstehenden Ausführungsform wird das Lippenelement 182 sowohl in dem Zustand der Drehvorrichtung 10 vor Herstellung (siehe 10a) als auch in dem Zustand nach Herstellung (siehe 6) mit dem Vorsprung 117 in Kontakt gebracht. Ein Kontakt des Lippenelements 182 mit dem Vorsprung 117 im Zustand nach der Herstellung ist jedoch nicht notwendig.
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(F)
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In der vorstehenden Ausführungsform wurde die Drehvorrichtung am Beispiel eines Hydraulikbaggers beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann nicht nur bei einem Hydraulikbagger, sondern bei jedem Fahrzeug mit einer Drehvorrichtung auf einem Chassis angewendet werden.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die Drehvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß vorliegender Erfindung hat den Effekt, dass auf eine zuverlässigere Weise eine gute Dichtwirkung sichergestellt wird, und eignet sich daher für eine Anwendung bei Drehvorrichtungen von Arbeitsfahrzeugen verschiedener Art.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydraulikbagger (Beispiel eines Arbeitsfahrzeugs)
- 2
- untere Fahreinheit
- 3
- Oberwagen
- 4
- Durchgang
- 10
- Drehvorrichtung
- 11
- Antriebsvorrichtung
- 12
- Schwenkmechanismus
- 13
- Ausgangseinheit
- 14
- Wellen-Anlenkelement
- 15
- Bremseinheit
- 16
- Geschwindigkeitsreduziereinheit
- 17
- Antriebswelle
- 20
- Raupenkette
- 21
- Drehkranz
- 30
- Arbeitsgerät
- 31
- Fahrerhaus
- 32
- Antriebsmaschinenraum
- 33
- Gegengewicht
- 34
- Arbeitsgerät-Stützschaft
- 101
- Ausgangsritzel
- 101a
- Oberseite
- 101b
- Unterseite
- 102
- erste Ritzelwelle
- 103
- zweite Ritzelwelle
- 104
- erstes Lagerelement
- 105
- zweites Lagerelement (Beispiel eines Lagerelements)
- 106
- Gehäuse
- 106a'
- Oberfläche
- 106b'
- Überhang
- 107
- Stützring
- 107a
- äußere Umfangsfläche
- 108
- Dichtungselement
- 110
- Innenring (Beispiel eines Innenrings)
- 110a
- obere Endfläche
- 111
- Außenring (Beispiel eines Außenrings)
- 111a
- obere Endfläche
- 111b
- innere Umfangsfläche
- 111c
- Ende
- 112
- Rolle (Beispiel eines Rollkörpers)
- 113
- Stütze
- 117
- Vorsprung
- 117a
- Kontaktbereich
- 117s
- Oberseite
- 117d
- distales Ende
- 117b
- Basisbereich
- 181
- Befestigungselement
- 182
- Lippenelement
- 182a
- distales Ende
- 301
- Ausleger
- 302
- Arm
- 303
- Löffel
- 1000
- erste Einheit
- 1001
- zweite Einheit
- 1070
- Stützring
