DE19652022A1

DE19652022A1 - Schlitzwandfräse

Info

Publication number: DE19652022A1
Application number: DE19652022A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Dipl Ing Arzberger; Ignaz Seitle
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Maschinen GmbH
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2016-12-14
Also published as: US5964305A; JPH10176344A; CN1190043A; KR100283981B1; ZA9710778B; EP0848112A1; EP0848112B1; KR19980064100A; SG71739A1; MY119401A; DE19652022C2; JP2951627B2; CA2222824A1; DE59706845D1; TW343242B

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlitzwandfräse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Schlitzwand fräse umfaßt einen Fräsrahmen, ein Lagerschild, das am Fräsrahmen angeordnet ist, mindestens ein Fräsrad, wel ches am Lagerschild drehbar gelagert ist, einen Antrieb, der vom Lagerschild beabstandet am Fräsrahmen angebracht ist, ein Getriebe, welches im Lagerschild angeordnet ist, und eine Antriebswelle, welche einerseits drehfest mit dem Antrieb und andererseits drehfest mit einem zur An triebswelle im wesentlichen koaxial angeordneten Antriebs ritzel des Getriebes im Lagerschild in Verbindung steht.

Eine Schlitzwandfräse mit diesen Merkmalen geht beispiels weise aus der DE-C-34 24 999 hervor. Durch die Verlagerung des Antriebs aus dem Lagerschild an eine von den Fräs rädern beabstandete Stelle am Fräsrahmen wird eine beson ders kompakte Schlitzwandfräse geschaffen. Diese ist zur Fertigung auch schmaler Schlitzwände geeignet.

Beim Betrieb dieser Schlitzwandfräse ist die gesamte An triebseinrichtung großen Beanspruchungen ausgesetzt, wobei verstärkt Verschleiß am Getriebe und der Lagerung der An triebswelle zwischen dem Antrieb und dem Getriebe auftritt. Es sind daher in regelmäßigen Abständen Wartungen erforder lich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlitzwandfräse mit den gattungsgemäßen Merkmalen zu schaffen, bei der der Wartungsaufwand besonders gering ge halten ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schlitzwand fräse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist vorgesehen, daß an einem Ende der An triebswelle eine Außenbogenverzahnung ausgebildet ist, daß eine Verbindungshülse mit einer Innenverzahnung vorgesehen ist, in welche die Antriebswelle mit ihrer Außenbogenver zahnung eingreift und darin drehfest und um die Antriebs wellenachse auslenkbar aufgenommen ist, und daß die Verbin dungshülse mit dem Antrieb oder dem Antriebsritzel drehfest verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine drehfeste Verbindung zur Antriebswelle geschaffen, bei der eine gewis se Auslenkung der Antriebswelle um ihre Längsachse möglich ist. Die Antriebswelle rollt dabei auf den balligen Kanten ihrer Außenbogenverzahnung in der Innenverzahnung der Ver bindungshülse ab. Durch diese Bewegbarkeit der Antriebswel le werden zwischen den Fräsrädern und dem davon beabstandet angeordneten Antrieb Verwindungen, welche beim Betrieb der Schlitzwandfräse unvermeidbar sind, kompensiert. Ferti gungsbedingte Koaxialitätsabweichungen der oberen und un teren Lagerung der Welle können ebenfalls kompensiert wer den. Hierdurch werden Querkräfte an den Radiallagern, ins besondere des Antriebsritzels, sowie das Auftreten un erwünschter Kräfte in einer getriebeseitigen Steckverbin dung weitgehend vermieden. Die erfindungsgemäße Schlitz wandfräse ist somit insgesamt verschleißärmer und damit wartungsfreundlicher.

Die erfindungsgemäße Anordnung einer Außenbogenverzahnung, die in eine Verbindungshülse eingreift, kann entweder zwi schen der Antriebswelle und dem Antriebsritzel oder zwi schen der Antriebswelle und dem Antrieb vorgesehen sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht aber darin, daß an beiden Enden der Antriebswelle eine Außenbogenverzahnung und eine Verbindungshülse vorgesehen sind, von denen eine mit dem Antriebsritzel und eine mit dem Antrieb drehfest verbunden ist. Durch diese doppelte bewegbare Lagerung der Antriebswelle an ihren beiden Enden wird eine besonders gute Kompensation von Stößen und Verwindungen möglich. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann auch eine Kupplung an der Antriebsseite der Antriebswelle entfallen, welche bis her benötigt wurde, eine Lageüberbestimmung zwischen dem Antrieb und der Antriebswelle zu vermeiden. Der Wegfall der Kupplung mit ihrer relativ großen Masse und der unmittel bare Anschluß der Antriebswelle an dem Antriebsauslaß wirkt sich positiv auf das Trägheitsmoment der Antriebswelle aus.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vor gesehen, daß die Innenverzahnung entlang der gesamten Län ge der Verbindungshülse ausgebildet ist, und daß ein Ver bindungszapfen mit einer entsprechend ausgebildeten Außen verzahnung vorgesehen ist, der an der von der Antriebswel le abgewandten Seite in die Verbindungshülse hineinragt und mit dieser drehfest verbunden ist. Ein derartiger Verbin dungszapfen kann als separates Teil hergestellt werden, welches einerseits an die Innenverzahnung der Verbindungs hülse und andererseits an das Antriebsritzel oder eine Aus gangswelle des Antriebsmotors angepaßt werden kann.

Da insbesondere Motorantriebe Zukaufteile mit einer vorge gebenen Ausgangswelle darstellen, ist es vorteilhaft, daß ein Verbindungszapfen vorgesehen ist, der mit den Antrieb drehfest verbunden ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist es vorteilhaft, daß ein Verbindungszapfen vorgesehen ist, der mit dem Antriebs ritzel drehfest verbunden ist. Insbesondere können Verbin dungszapfen sowohl am Antriebsritzel als auch am Antrieb vorgesehen sein.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß der mit dem Antriebsritzel verbundene Verbindungszapfen an seiner vom Antriebsritzel abgewandten Stirnseite eine vertiefte Auflagefläche aufweist, und daß an dem lager schildseitigen Ende der Antriebswelle eine Kalotte ausge bildet ist, die auf der Auflagefläche des Verbindungszap fens aufliegt. In Betriebsposition der Schlitzwandfräse er streckt sich die Antriebswelle im wesentlichen vertikal von den Fräsrädern weg nach oben. In dieser Position liegt die Antriebswelle mit ihrer stirnseitigen teilkugelförmigen Ka lotte auf der Auflagefläche des Verbindungszapfens am An triebsritzel auf, so daß hierdurch die gesamte Axialkraft aufgenommen wird. Einer zusätzlichen Axiallagerung bedarf es bei dieser Anordnung nicht.

Zur genauen Fixierung der Lage der Antriebswelle ist es er findungsgemäß vorgesehen, daß der Verbindungszapfen eine Einrichtung zum axialen Fixieren der Lage des Verbindungs zapfens an der Verbindungshülse aufweist.

Schließlich besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, daß zwischen dem Verbindungszapfen zum Antrieb und dem be nachbarten Ende der Antriebswelle ein elastisches Element angeordnet ist. Das elastische Element dient zur Lagedefi nierung der Antriebswelle. Die Elastizität des elastischen Elements erlaubt dabei weiter eine gewisse Auslenkbarkeit der Antriebswelle. Gleichzeitig dient das elastische Ele ment zur Dämpfung von Stößen zwischen dem Antrieb und der Antriebswelle.

Die Erfindung wird weiter anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, welches schematisch in den Zeichnungen darge stellt ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilquerschnittsansicht durch eine Schlitzwandfräse gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine Teilquerschnittsansicht eines Bereichs mit Antriebswelle einer erfindungsgemäßen Schlitz wandfräse; und

Fig. 3 eine vergrößerte Detailansicht des unteren Endes der Antriebswelle gemäß Fig. 2.

Der grundsätzliche Aufbau einer Schlitzwandfräse 10' ist in Fig. 1 dargestellt. An einem Lagerschild 12 sind ein Paar von Fräsradnaben 19 angeordnet, welche über eine Fräsrad welle 13 angetrieben werden. An den Fräsradnaben 19 können die Fräsrader lösbar befestigt werden. Innerhalb des Lager schildes 12, welches aus mehreren Platten zusammengesetzt ist, befindet sich ein Kegelradgetriebe 14. Die Antriebs welle 13 ist dabei mit einem Tellerrad 15 verbunden, wel ches über Tellerradlager 16 am Lagerschild 12 drehbar ge halten ist. Das Tellerrad 15 kämmt mit einem Antriebsritzel 17, dessen Rotationsachse sich im wesentlichen senkrecht zur Fräsradwelle 13 erstreckt. Über zwei Ritzellagern 18 ist das Antriebsritzel 17 wiederum im Lagerschild 12 dreh bar gelagert.

Um das Lagerschild 12 möglichst kompakt zu halten, befindet sich der nicht dargestellte Antrieb oberhalb des Lager schildes 12 am Fräsrahmen 40. Das Antriebsritzel 17 ist da bei über eine erste drehfeste Verbindung 23' mit einer An triebswelle 20' verbunden, welche sich parallel und zentrisch zum Antriebsritzel 17 nach oben zum Antrieb er streckt. Am oberen Ende der Antriebswelle 20', welche flüssigkeitsdicht von einem Rohr 21' umgeben ist, befindet sich eine zweite drehfeste Verbindung 24'. welche in diesem Fall eine Feder-Nut-Verbindung ist. Diese dient zur Verbin dung mit einem Kupplungselement 31', über welches das Drehmoment vom Antrieb an die Antriebswelle 20' übertragen wird. Am Fräsrahmen 40 ist die Antriebswelle 20' über ein Antriebswellenlager 22' drehbar gelagert, welche flüssig keitsdicht in einem Lagergehäuse 30 angeordnet ist. Schließlich ist am Fräsrahmen 40 ein Halter 32 vorgesehen, über den die Schlitzwandfräse 10' in einer zu bearbeitenden Schlitzwand im Boden gehalten und geführt werden kann.

Diese bekannte Anordnung von Antrieb und Fräsrädern bei ei ner Schlitzwandfräse ist hinsichtlich einer möglichst schmalen Stegausbildung zwischen den Fräsrädern vorteil haft. Da im Betrieb relativ große Kräfte auf die Schlitz wandfräse und insbesondere den Fräsrahmen 40 einwirken, kann es zu Verwindungen und Verformungen des Fräsradrahmens 40 kommen. Die hierdurch verursachten Lageveränderungen des Antriebs, der Antriebswelle 20' und des Antriebsritzels 17 gegeneinander führen jedoch zu relativ hohen Querkräften in den Ritzellagern 18 und dem Antriebswellenlager 22' sowie unerwünschten Zahnkräften im Kegelradgetriebe 14. Dies hat einen erhöhten Verschleiß der Lager und der Zahnräder zur Folge, was zu einem erhöhten Zeit- und Kostenaufwand für die Wartung der Schlitzwandfräse führt.

Diese Probleme werden bei einer erfindungsgemäßen Schlitz wandfräse 10 vermieden, welche in den Fig. 2 und 3 aus schnittsweise gezeigt ist. Die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Bauteile, welche mit einem Bezugszeichen ohne Anführungsstrich benannt sind, können bei der erfindungs gemäßen Schlitzwandfräse 10 im wesentlichen ohne Verände rung vorgesehen werden.

Zur Kompensation von Verwindungen des Fräsrahmens 40 ge genüber den Fräsrädern 11 weist eine Antriebswelle 20 an ihrem unteren, dem Lagerschild 12 zugewandten Ende einen Absatz 25 mit einer Außenbogenverzahnung 26 auf. Die Außen bogenverzahnung 26 ist so ausgelegt, daß hierüber die An triebswelle 20 in einer Innenverzahnung 51 einer ersten Verbindungshülse 50 um die Achse der Antriebswelle 20 aus lenkbar ist. Bei der Außenbogenverzahnung 26 sind die Außenkanten der einzelnen Zähne oder Vorsprünge ballig und entsprechend einer geeigneten Abwälzkurve geformt. Der maximale Durchmesser des Außenprofils der Außenbogenverzah nung 26 entspricht dabei dem maximalen Innendurchmesser des Profils der Innenverzahnung 51.

Die mit achsparallelen Profilkanten ausgebildete Innenver zahnung 51 erstreckt sich entlang der gesamten Innenfläche der Verbindungshülse 50. An der von der Antriebswelle 20 abgewandten Seite der Verbindungshülse 50 ist ein erster Verbindungszapfen 52 mit einer Außenverzahnung 53 mit achs parallelen Profilkanten eingeschoben. Die sich gegenüber liegenden Enden der Antriebswelle 20 des ersten Verbindungs zapfens 52 stehen miteinander in Kontakt. Um eine Auslenk bewegung der Antriebswelle 20 zu erleichtern, ist die Kon taktfläche der Antriebswelle 20 als eine Kugelkalotte 27 ausgebildet, welche auf einer als ein Negativ hierzu ausge bildeten, gehärteten Auflagefläche 56 aufliegt. Am von der Auflagefläche 56 abgewandten Ende des ersten Verbindungs zapfens 52 ist in einem abgesetzten, durchmesserkleineren Bereich eine steckbare Verbindung 54 für das Antriebsrit zel 17 vorgesehen. Die steckbare Verbindung 54 kann eine Kerbzahnverbindung oder ähnliches sein. Die axiale Lage der Verbindungshülse 50 auf dem ersten Verbindungszapfen 52 wird über eine ringförmige Sicherung 55 fixiert. Der erste Verbindungszapfen 50 ist an seinem von der Auflagefläche 56 abgewandten Ende weiter über eine übliche drehfeste Verbin dung mit dem Antriebsritzel 17 gekoppelt.

Am oberen Ende der Antriebswelle 20 ist in ähnlicher Weise wie am unteren Ende ein zweiter Absatz 28 mit einer Außen bogenverzahnung 29 vorgesehen. Diese Außenbogenverzahnung 29 greift in eine entsprechend ausgebildete Innenverzahnung 61 einer zweiten Verbindungshülse 60 formschlüssig ein, um mit dieser eine drehfeste, um die Achse der Antriebswelle 20 schwenkbare Verbindung zu schaffen. Von der anderen Sei te der zweiten Verbindungshülse 60 greift ein zweiter Ver bindungszapfen 62 in die Innenverzahnung 61 ein, um eben falls eine drehfeste Verbindung zu bilden. Zwischen dem oberen Ende der Antriebswelle 20 und dem gegenüberliegenden Ende des zweiten Verbindungszapfens 62 ist ein elastisches Element 65, beispielsweise eine Gummiplatte, angeordnet, durch welche eine gewisse Axialkraft zur Positionierung der Antriebswelle 20 ausgeübt wird, ohne dabei die Auslenkbar keit der Antriebswelle 20 zu beeinträchtigen.

Der zweite Verbindungszapfen 62 ist wiederum fest mit einer Motorwelle 66 des Antriebs 33 verbunden. Zwischen dem zweiten Verbindungszapfen 62 und einem Gehäuse am Fräsrah men 40 ist eine Dichtung 64 angeordnet. Die Lagerung der oberen Verbindung wird durch die Lagerung der Motorwelle 66 im Antrieb 33 sichergestellt.

Claims

1. Schlitzwandfräse mit

- einem Fräsrahmen (40),
- einem Lagerschild (12), das am Fräsrahmen (40) angeordnet ist,
- mindestens einem Fräsrad (22), welches am Lager schild (12) drehbar gelagert ist,
- einem Antrieb (33), der vom Lagerschild (12) be abstandet am Fräsrahmen (40) angebracht ist,
- einem Getriebe (14), welches im Lagerschild (12) angeordnet ist, und
- einer Antriebswelle (20), welche einerseits dreh fest mit dem Antrieb (33) und andererseits dreh fest mit einem zur Antriebswelle (20) im wesent lichen koaxial angeordneten Antriebsritzel (17) des Getriebes (14) im Lagerschild (12) in Verbin dung steht, dadurch gekennzeichnet,
- daß an einem Ende der Antriebswelle (20) eine Außen bogenverzahnung (26, 29) ausgebildet ist,
- daß eine Verbindungshülse (50, 60) mit einer Innen verzahnung (51, 61) vorgesehen ist, in welche die Antriebswelle (20) mit ihrer Außenbogenverzahnung (26, 29) eingreift und darin drehfest und um die Achse der Antriebswelle (20) auslenkbar aufgenommen ist, und
- daß die Verbindungshülse (50, 60) mit dem Antrieb (33) oder dem Antriebsritzel (17) drehfest verbun den ist.

2. Schlitzwandfräse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Antriebswelle (20) eine Außen bogenverzahnung (26, 29) und eine Verbindungshülse (50, 60) vorgesehen sind, von denen eine mit dem An triebsritzel (17) und eine mit den Antrieb (33) dreh fest verbunden ist.

3. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenverzahnung (51, 61) entlang der gesamten Länge der Verbindungshülse (50, 60) ausgebildet ist, und
daß ein Verbindungszapfen (52, 62) mit einer entspre chend ausgebildeten Außenverzahnung (53, 63) vorgese hen ist, der an der von der Antriebswelle (20) abge wandten Seite in die Verbindungshülse (50, 60) hinein ragt und mit dieser drehfest verbunden ist.

4. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungszapfen (62) vorgesehen ist, der mit dem Antrieb (33) drehfest verbunden ist.

5. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungszapfen (52) vorgesehen ist, der mit dem Antriebsritzel (17) drehfest verbunden ist.

6. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der mit dem Antriebsritzel (17) verbundene Ver bindungszapfen (52) an seiner vom Antriebsritzel (17) abgewandten Stirnseite eine vertiefte Auflagefläche (56) aufweist, und
daß an dem lagerschildseitigen Ende der Antriebswelle (20) eine Kalotte (27) ausgebildet ist, die auf der Auflagefläche (56) des Verbindungszapfens (52) auf liegt.

7. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungszapfen (52) eine Einrichtung zum axialen Fixieren der Lage des Verbindungszapfens (52) an der Verbindungshülse (50) aufweist.

8. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem antriebsseitigen Verbindungszapfen (62) und dem benachbarten Ende der Antriebswelle (20) ein elastisches Element (67) angeordnet ist.