DE19505585A1 - Drehvorrichtung für Baggergreifer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Drehung eines mit dem Ausleger eines Baggers oder Krans verbun­ denen Greifers oder dergleichen Werkzeugs mit einem mit dem Ausleger verbindbaren Stator, einem mit dem Greifer verbindbaren, am Stator mittels einer Lageranordnung um eine vertikale Achse drehbar gelagerten Rotor, mit ei­ nem zwischen Stator und Rotor angeordneten, durch über zwei von statorseitigen Anschlüssen aus den Stator, durch flüssigkeitsdichte Drehdurchführungen und durch einen gegebenenfalls mit dem Rotor drehfest verbundenen Verteiler hindurchgeführte Hydraulikkanäle mit Hydrau­ liköl beaufschlagbaren hydraulischen Antriebsmechanis­ mus und mit mindestens zwei über statorseitige Anschlüs­ se durch den Stator und durch flüssigkeitsdichte Dreh­ durchführungen hindurch zum Rotor und durch diesen hin­ durch zu rotorseitigen Anschlüssen geführten Hydraulik­ kanälen, vorzugsweise für die hydraulische Greiferbetä­ tigung, entsprechend Patentanmeldung P 43 35 678.8.

Die Drehvorrichtung gemäß Hauptpatent sieht u. a. vor, daß die gesamte Lageranordnung, die vorzugsweise als Vierpunktlager ausgebildet ist, radial außerhalb des Antriebsmechanismus auf dessen Höhe angeordnet ist. Bei der Verwendung eines Vierpunktlagers werden die Lager­ laufflächen beim Fertigungsvorgang in das Stator- und Rotormaterial eingeformt und die Lagerkugeln zusammen mit den zwischen den Kugeln befindlichen Lagerkäfigen im Zuge der Montage in die Lagerlaufflächen eingelegt.

Um bei einer ähnlich kompakten Bauweise mit geringer Bauhöhe auch vorgefertigte Lagerelemente verwenden zu können, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Lageranordnung radial außerhalb des Antriebsmechanismus auf dessen Höhe einen am inneren Vorrichtungsteil (Sta­ tor oder Rotor) radial nach außen bundartig überstehen­ den Lagerkranz und eine am außenliegenden Vorrichtungs­ teil (Rotor oder Stator) angeordnete, den Lagerkranz formschlüssig umfassende, radial nach innen offene La­ gernut aufweist, wobei zwischen Lagerkranz und Lagernut als Wälzlager und/oder Gleitlager und/oder Hydrostatik­ lager ausgebildete Lagerelemente eingelegt oder einge­ formt sind. Aus Montagegründen ist das außenliegende Vorrichtungsteil im Bereich der Lagernut zweckmäßig zweigeteilt ausgebildet.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zwischen Lagerkranz und Lagernut zwei Axiallager und ein Radiallager angeordnet sind, wobei zumindest eines der Axiallager als Wälzlager, vorzugsweise als Nadellager ausgebildet sein kann, während das andere Axiallager als Gleitlager oder als Hydrostatiklager ausgebildet sein kann.

Eine weitere Ausführungsvariante sieht vor, daß zwi­ schen Lagerkranz und Lagernut zwei Schräglager angeord­ net sind, die als Wälzlager, vorzugsweise als Kegelrol­ lenlager oder Kugellager ausgebildet sein können.

Grundsätzlich ist es möglich, die Schräglager auch als Gleitlager oder als Hydrostatiklager auszubilden.

Eine dritte Ausgestaltungsvariante der Erfindung sieht vor, daß der Lagerkranz und die Lagernut komplementär gekrümmte Lagerflächen zur Aufnahme eines Gleitlagers oder eines Hydrostatiklagers aufweisen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Stator den Lagerkranz und der Rotor die Lager­ nut aufweist.

Der Antriebsmechanismus ist vorzugsweise als hydrauli­ scher Axial- oder Radialkolbenmotor ausgebildet, wobei der Lagerkranz auf der Höhe der Antriebskolben oder -kugeln angeordnet ist.

Eine weitere Ausgestaltungsvariante sieht vor, daß der Antriebsmechanismus als hydraulischer Drehflügelmotor ausgebildet ist, wobei der Lagerkranz auf der Höhe der Drehflügel angeordnet ist.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der An­ triebsmotor als hydrostatischer Innenzahnradmotor oder Innengerotor ausgebildet ist, wobei der Lagerkranz auf der Höhe der Motorverzahnungen angeordnet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellter Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Axialkol­ benmotor in Flachbauweise mit statorseitigem Lagerkranz und rotorseitiger Lagernut;

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 mit zwei weiteren Lagervarianten;

Fig. 3 bis 5 je einen Ausschnitt aus dem Lagerbereich einer Drehvorrichtung entsprechend Fig. 1 und 2 mit verschiedenen Lagervarianten.

Fig. 6 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 und 2 mit Vierpunktlager.

Die in der Zeichnung dargestellten Drehvorrichtung sind für Baggergreifer bestimmt, an denen hohe Zug-, Druck- und Momentenbelastungen auftreten. Sie bestehen im we­ sentlichen aus einem mit einem nicht gezeigten Bagger­ ausleger verbindbaren Stator 1, einem mit dem Stator über eine Drehverbindung 4 verbundenen Rotor 6, an dem ein nicht gezeigter Baggergreifer befestigbar ist, so­ wie einem zwischen Stator und Rotor 6 wirkenden An­ triebsmechanismus 8.

Die Drehverbindung 4 weist bei den Ausführungsbeispie­ len nach Fig. 1 bis 5 einen auf der Höhe des Antriebs­ mechanismus 8 bundartig am Stator 1 radial überstehen­ den Lagerkranz 40 und eine am Rotor angeordnete, den Lagerkranz 40 formschlüssig umfassende, radial nach innen offene Lagernut 42 auf, wobei zwischen Lagerkranz 40 und Lagernut 42 verschiedene, als Wälzlager, Gleit­ lager oder Hydrostatiklager ausgebildete Lagerelemente eingelegt oder eingeformt sind.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen Lagerkranz 40 und Lagernut 42 ein oberes axi­ ales Nadellager 44, ein radiales Nadellager 46 und ein unteres axiales Gleitlager 48 vorgesehen. Bei dem Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 2 rechts ist das radiale Nadellager 46 durch ein Gleitlager 46′ ersetzt, während bei der im linken Bereich der Fig. 2 gezeigten Ausfüh­ rungsvariante das untere Gleitlager 48 durch ein Nadel­ lager 48′ ersetzt ist.

Bei Verwendung von schräg am Lagerkranz 40 und in der Lagernut 42 abgestützten Kegelrollenlagern 50, 52 gemäß Fig. 3 oder schräg abgestützten Kugellagern 54, 56 ge­ mäß Fig. 4 können die drei Lagerelemente der Fig. 1 und 2 durch zwei Lagerelemente ersetzt werden.

Weiter ist es im Sinne der Fig. 5 auch möglich, den Lagerkranz 40 und die Lagernut 42 mit zueinander kom­ plementär gekrümmten Lagerflächen zur Aufnahme eines entsprechend gekrümmten Gleitlagers 58 zu versehen. Die Gleitlager 46′, 48 und 58 können grundsätzlich auch als Hydrostatiklager ausgebildet werden.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Drehverbindung 4 als Vierpunktlager ausgebildet, das sowohl Axial- als auch Radial- und Momentenbelastungen aufnimmt und das eine besonders kompakte Bauweise der Drehvorrichtung gewährleistet. Die Laufflächen 10, 60 des Vierpunktlagers 4 sind unmittelbar in das Statorma­ terial und das Rotormaterial so einander zugewandt ein­ geformt, daß ein axialsymmetrischer Ringraum für die Wälzlagerkörper 41 gebildet wird. Die äußere Lauffläche 60 des Vierpunktlagers 4 ist dabei zweiteilig ausgebil­ det. Die eine Hälfte der außenliegenden Lauffläche 60 ist unmittelbar in das Material des Rotorteils 62 ein­ geformt, während die andere Hälfte in ein mit mehreren Schrauben 63 an dem Rotorteil 62 befestigbaren Ring­ stück 64 eingeformt ist. Die Wälzlagerkörper 41 können durch eine Ringöffnung in den Ringraum des Lagers 4 eingeführt werden, die beim Abnehmen des Ringstücks 64 frei wird. Vor allem für höhere Drehgeschwindigkeiten ist es zur Herabsetzung der Lagerreibung zweckmäßig, zwischen den Wälzlagerkörpern 41 nicht gezeigte Ab­ standshalter oder Abstandskäfige anzuordnen. Bei dem gezeigten Vierpunktlager sind kugelförmige Wälzlager­ körper 41 vorgesehen. Durch entsprechende Ausbildung der Laufflächen 10, 60 können jedoch auch Kreuzrollen­ lager mit rollenförmigen Wälzlagerkörpern vorgesehen werden, die gleichfalls die auftretenden Radial-, Axial- und Momentenbelastungen aufnehmen können.

Am Stator 1 sind im Bereich oberhalb der Drehverbindung 4 vier in Umfangsrichtung einen Abstand voneinander aufweisende Anschlüsse 15, 16 für den Anschluß von Hy­ draulikleitungen 17, 18 angeordnet, von denen aus sich die Hydraulikkanäle 15′, 15′′ und 16′, 16′′ zu einer Dreh­ durchführung 30 bzw. einem mit dem Antriebsmechanismus 8 verbundenen Verteiler 70 erstrecken, um von dort in die rotorseitigen Hydraulikkanäle 65′, 65′′ bzw. die verteilerseitigen Hydraulikkanäle 71′, 71′′ zu münden. Die rotorseitigen Hydraulikkanäle 65′, 65′′ führen zu rotorseitigen Anschlüssen 66′, 66′′, an die gegebenen­ falls unter Zwischenschaltung eines mit dem Rotor mit­ tels Schrauben 67 und Mitnehmerzapfen 68 verbindbaren Anschlußadapters Hydraulikleitungen zur Greiferbetäti­ gung anschließbar sind. Die Drehdurchführungen für die Greiferhydraulik sind bei den gezeigten Ausführungsbei­ spielen durch zwei den Stator 1 und den Rotor 6 zentral und koaxial durchgreifende Rohrstücke 32, 33 gebildet, die mit ihren Enden in statorseitige bzw. rotorseitige Stufenbohrungen 19 bzw. 69 eingreifen und dort schwim­ mend gelagert sind.

Weiter ist ein schwimmender Radialverteiler 70 vorgese­ hen, der von den Rohrstücken 32, 33 der Drehdurchfüh­ rung 30 zentral durchgriffen wird.

Die Drehdurchführungen 30 sind mit ihren Rohrstücken 32, 33 und ihren Dichtungsringen auch bei zusammenge­ bautem Stator, Rotor und Antriebsmechanismus von außen her über eine durch ein Verschlußstück 90 verschließba­ re Montageöffnung 91 zugänglich. Das Verschlußstück 90 weist einen in eine die Montageöffnung 91 bildende Axi­ albohrung des Rotors flüssigkeitsdicht einsetzbaren Zapfen 92 auf, der mit dem Ringflansch 93, Schrauben 94 und Mitnehmerstiften 95 am Rotor 6 befestigbar ist. Auf der Innenseite weist das Verschlußstück 90 eine nach dem Vorrichtungsinneren offene, zur Drehachse koaxiale Sackloch- oder Stufenbohrung 69 für die Aufnahme des einen Endes der Rohrstücke 32, 33 auf. Außerdem weist das Verschlußstück 90 die beiden zu den rotorseitigen Anschlüssen 66′, 66′′ für die Greiferhydraulik führenden Kanalabschnitte 65′, 65′′ auf, von denen einer im we­ sentlichen achszentral und der andere exzentrisch ange­ ordnet ist.

Die in Fig. 1, 2 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiele enthalten einen als Axialkolbenantrieb ausgebildeten Antriebsmechanismus 8, der eine Mehrzahl von auf einem Inkreis des Stators 1 in gleichen Abständen voneinander angeordnete axiale Druckzylinder 101 aufweist, in denen je ein Kolben 102 sowie eine gegen die Stirnfläche des Kolbens 102 anliegende, durch eine Zylinderöffnung mehr oder weniger weit hindurchgreifende Kugel 103 angeord­ net sind. Auf ihrer Rückseite werden die Kolben 102 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt, die über die Hydrau­ likkanäle 104 in die Druckzylinder 101 eintritt. Die Kugeln 103 liegen mit ihrem aus der Zylinderöffnung herausstehenden Teil gegen die entlang einem Inkreis des Rotors verlaufende wellenförmige Kurvenbahn 106 mit axialen Auslenkungen an. Die Kurvenbahn bestimmt zu jedem Zeitpunkt den Hub der Kolben 102.

Statt des in der Zeichnung dargestellten hydraulischen Axialkolbenantriebs kann auch ein Radialkolbenantrieb, ein Drehflügelantrieb oder ein hydraulischer Innenzahn­ radantrieb (Innengerotor) als Antriebsmechanismus 8 verwendet werden.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Drehung eines mit dem Ausleger eines Baggers oder Krans verbun­ denen Greifers oder dergleichen Werkzeugs. Die Drehvor­ richtung weist einen Stator 1, einen am Stator 1 mit­ tels einer Lageranordnung 4 um eine vertikale Achse drehbar gelagerten Rotor 6, einen zwischen Stator und Rotor angeordneten hydraulischen Antriebsmechanismus 8 und mindestens zwei Drehdurchführungen 30 für die Grei­ ferbetätigung auf. Um eine kompakte Bauweise mit gerin­ ger Bauhöhe zu gewährleisten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die gesamte Lageranordnung 4 radial außerhalb des Antriebsmechanismus auf dessen Höhe ange­ ordnet ist. Die Lageranordnung 4 weist zweckmäßig einen am Stator 1 radial nach außen bundartig überstehenden Lagerkranz 40 und eine am Rotor 6 angeordnete, den La­ gerkranz 40 formschlüssig umfassende, radial nach innen offene Lagernut 42 auf. Zwischen Lagerkranz und Lager­ nut sind als Wälzlager und/ oder Gleitlager ausgebilde­ te Lagerelemente eingelegt oder eingeformt.

Claims (16)

1. Vorrichtung für die Drehung eines mit dem Ausleger eines Baggers oder Krans verbundenen Greifers oder dergleichen Werkzeugs mit einem mit dem Ausleger verbindbaren Stator (1), mit einem mit dem Greifer verbindbaren, am Stator (1) mittels einer Lageran­ ordnung (4) um eine vertikale Achse drehbar gela­ gerten Rotor (6), mit einem zwischen Stator (1) und Rotor (6) angeordneten, über zwei von stator­ seitigen Anschlüssen (16) aus durch den Stator (1), durch flüssigkeitsdichte Drehdurchführungen (30) und durch einen gegebenenfalls mit dem Rotor (6) drehfest verbundenen Verteiler (70) hindurch­ geführte Hydraulikkanäle (16′, 16′′, 71′, 71′′) mit Hydrauliköl beaufschlagbaren hydraulischen An­ triebsmechanismus (8), und mit mindestens zwei über statorseitige Anschlüsse (15) durch den Sta­ tor (1) und durch flüssigkeitsdichte Drehdurchfüh­ rungen (30) hindurch zum Rotor (6) und durch die­ sen hindurch zu rotorseitigen Anschlüssen (66′, 66′′) geführten Hydraulikkanälen (15′, 15′′, 65′, 65′′) vorzugsweise für die hydraulische Greiferbe­ tätigung, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Lageranordnung (4) radial außerhalb des Antriebs­ mechanismus (8) im wesentlichen auf dessen Höhe angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lageranordnung (4) als Vierpunktlager ausgebildet ist, dessen in das Stator- und Rotor­ material eingeformten Lagerlaufflächen (10, 60) ra­ dial außerhalb des Antriebsmechanismus (8) etwa auf dessen Höhe angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lageranordnung (4) radial außerhalb des Antriebsmechanismus (8) auf dessen Höhe einen am innenliegenden Vorrichtungsteil (Stator 1) ra­ dial nach außen bundartig überstehenden Lagerkranz (40) und eine am außenliegenden Vorrichtungsteil (Rotor 6) angeordnete, den Lagerkranz (40) form­ schlüssig umfassende, radial nach innen offene Lagernut (42) aufweist, wobei zwischen Lagerkranz (40) und Lagernut (42) als Wälzlager (44, 64, 48′) und/oder Gleitlager (46′, 48; 58) und/oder als Hy­ drostatiklager ausgebildete Lagerelemente einge­ legt oder eingeformt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das außenliegende Vorrichtungs­ teil (Rotor 6) im Bereich der Lagernut (42) zwei­ geteilt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen Lagerkranz (40) und Lagernut (42) zwei Axiallager (44, 48) und ein Radiallager (46) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest eines der Axiallager (44, 48′) als Wälzlager, vorzugsweise als Nadellager ausge­ bildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Radiallager als Wälzlager, vorzugsweise als radiales Nadellager (46), als Gleitlager (46′) oder als Hydrostatiklager ausge­ bildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Axi­ allager (48) als Gleitlager oder als Hydrostatik­ lager ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen Lagerkranz (40) und Lagernut (42) zwei Schräglager (50, 52; 54, 56) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schräglager als Wälzlager, vorzugs­ weise als Kegelrollenlager (50, 52) oder als Kugel­ lager (54, 56) ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schräglager als Gleitlager oder als Hydrostatiklager ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Lagerkranz (40) und die Lagernut (42) komplementär gekrümmte Lagerflä­ chen zur Aufnahme eines entsprechend gekrümmten Gleitlagers (58) oder eines Hydrostatiklagers auf­ weisen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stator (1) den La­ gerkranz (40) und der Rotor (6) die Lagernut (42) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus als hydraulischer Axial- oder Radialkolbenantrieb ausgebildet ist und daß der Lagerkranz (40) auf der Höhe der Antriebskolben oder -kugeln (102, 103) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus als hydraulischer Drehflügelantrieb ausgebildet ist und daß der Lagerkranz (40) auf der Höhe von des­ sen Drehflügeln angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus als hydraulischer Innenzahnradantrieb oder Innen­ gerotor ausgebildet ist, und daß der Lagerkranz (40) auf der Höhe von dessen Antriebsverzahnungen angeordnet ist.