DE19710024C1

DE19710024C1 - Anordnung eines Drehwerkes für einen schwenkbaren Verladeausleger an einem Tagebaugerät

Info

Publication number: DE19710024C1
Application number: DE19710024A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Petack; Manfred Kaiser
Original assignee: MAN Takraf Fordertechnik GmbH
Current assignee: Takraf GmbH
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2017-03-13
Also published as: CZ294439B6; CZ27798A3

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung eines Drehwerkes für einen um eine vertikale Achse schwenkbaren Verladeausleger an einem Tagebau- Gewinnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ein solcher Verladeausleger ist räumlich auf dem schwenkbaren Oberbau angeordnet, der den Ausleger für die Graborgane trägt.

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo ein oberes Geräteteil gegenüber einem unteren Geräteteil gedreht oder geschwenkt werden soll. Dabei kann zwischen diesen beiden Geräteteilen ein weiteres, ebenfalls um eine vertikale Achse schwenkbares Zwischenteil vorhanden sein. Bevorzugte Anwendungsgebiete sind Schaufelrad- und Eimerkettenbagger sowie Absetzer. Neben der Tagebautechnik ist die Umschlagtechnik ein weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung.

Nach der Patentschrift DD 267 638 A3 ist ein Schwenkwerk für Abwurf ausleger von Tagebaugroßgeräten bekannt, dessen Lagerstellen sich an einem anderen, ebenfalls schwenkbaren Bauteil, wie beispielsweise einem Schaufel radausleger, befinden. Aus den Gründen einer ungehinderten Fördergutüber gabe beispielsweise vom Schaufelradausleger auf den Abwurfausleger bei unterschiedlichen Auslegerstellungen befindet sich die Fördergutübergabe einrichtung in einer gemeinsamen senkrechten Schwenkachse beider Aus leger. Auf dem festen, auf einem Fahrwerk verfahrbaren Unterbau ist auf einer Drehverbindung der schwenkbare Oberbau mit dem Schaufelradausleger angeordnet und kann durch ein Drehwerk geschwenkt werden. Auf dem Oberbau ist auf einer zweiten Drehverbindung ein weiterer Ausleger, der Abwurfausleger, angeordnet und durch einen Drehantrieb schwenkbar, der im Bereich des Unterbaus auf einer durch drei Kragträger gehaltenen Grundplatte besonders befestigt ist. Die Abtriebswelle des Drehantriebs ist im Bereich des Unterbaus mit einer Kupplung versehen. Von der zweiten Kupplungshälfte führt eine Ritzelwelle durch den Oberbau bis zum Abwurfausleger, wo die Drehbewegung vom Ritzel über drei sternförmig angeordnete Zwischenräder auf den Innenzahnkranz der Plattform mit dem oberen Ring der Drehverbindung übertragen wird. Diese Zwischenräder des Planetengetriebes werden durch eine rohrförmige Trägerkonstruktion gehalten und mit dem Unterbau verbunden. Die Ritzelwelle wird an ihrem oberen freien Ende durch die drei sternförmig angeordneten Zwischenräder zentriert.

Nachteilig ist bei dieser Lösung, daß die Kräfte für die Zentrierung der Ritzelwelle gerade dort (am Planetengetriebe) auftreten, wo bereits der größte Verschleiß zu verzeichnen ist. Diese Lösung ist besonders bei solchen Geräten weniger geeignet, bei denen im Oberbau gegenüber dem Unterbau größere Verformungen auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Drehwerk für den Verladeausleger auf dem Tagebau-Gewinnungsgerät so anzuordnen, daß mögliche betriebsbedingte Bewegungen des festen Unterbaus und des schwenkbaren Oberbaus sowie damit im Zusammenhang stehende zulässige Verformungen durch die sich ständig verändernden Belastungen kompensiert werden und dadurch ein störungsfreier Betrieb ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst.

Der Verladeausleger, der durch eine Drehverbindung schwenkbar auf dem Oberbau gelagert und durch eine Säule drehfest mit dem Unterbau verbunden ist, führt bis auf die Schwenkbewegung die gleichen Bewegungen wie der Oberbau im Bereich des Ringträgers mit der Drehverbindung aus. Die Säule als die verdrehfeste Verbindung des Verladeauslegers mit dem Unterbau muß in ihrer Befestigung am Unterbau relative Winkelbewegungen zueinander ausgleichen können. Dazu ist die Membranscheibe vorgesehen. Da die Säule mit ihrer Last sich über eine Speiche auf dem Unterbau abstützt und so von diesem vollständig getragen wird, entstehen zwischen der Säule und dem Drehrahmen des Verladeauslegers im Bereich der Zentrierung der Säule Relativbewegungen zueinander. Das betrifft das Maß der Entfernung, ihre Winkelstellung und seitlichen Abweichungen. Diese Relativbewegungen werden durch die Kalotte und den Gleitring im Lagergehäuse ausgeglichen.

Durch diese obere Zentrierung der Säule werden günstige Bedingungen für die Anordnung des Antriebes für das Drehwerk geschaffen. Das betrifft sowohl die Funktionalität als auch Wartungsfreundlichkeit und Verschleißverhalten. Die gesamte Anordnung des Drehwerkes einschließlich der verlängerten Verbindung des Drehrahmens des Verladeauslegers mit dem Unterbau durch die Stütze ist einfach und übersichtlich im konstruktiven Aufbau, sie ist robust und gewährleistet eine hohe Funktionalität.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schaufelradbaggers,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils des Verladeauslegers mit seinem Drehwerk,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Unterbau mit dem Fahrwerk,

Fig. 4 den Schnitt F-F durch den Unterbau nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Verbindung der zum Drehwerk gehörenden Säule und die Abstützung dessen über die Speiche auf den Unterbau des Schaufelradbaggers,

Fig. 6 Draufsicht der Membranverbindung im Schnitt D-D nach Fig. 5,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Ausschnittes C der oberen Zentrierung der Stütze im Schnitt nach Fig. 2,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Drehwerk nach Fig. 2 im Schnitt A-A,

Fig. 9 eine Draufsicht auf das Drehwerk nach Fig. 2 im Schnitt B-B und

Fig. 10 den Schnitt C-C nach Fig. 9.

Der Geräteaufbau mit der räumlichen Anordnung des Verladeauslegers 8 ist in der Gesamtansicht nach Fig. 1 dargestellt. Der Schaufelradbagger besteht aus den Hauptbaugruppen Raupenfahrwerk 1, dem festen Unterbau 2, dem drehbaren Oberbau 3 mit dem Portal 4, dem Schaufelradausleger 5 und an dessen freien Ende angeordnetem Schaufelrad 6 mit dem Verstellzylinder 7 sowie dem Verladeausleger 8 mit seiner Aufhängung 9. Der drehbare Oberbau 3 und der Verladeausleger 8 sind beide um die senkrechte Schwenkachse 10 in waagerechter Ebene schwenkbar. Das Drehwerk für den Oberbau 3 ist zwischen dem mit dem Raupenfahrwerk 1 verbundenen Unterbau 2 angeordnet. Für den Verladeausleger 8 mit seinem Abwurfband ist ein weiteres Drehwerk erforderlich, um dieses in die gewünschte Schwenkstellung für die Übergabe des Fördergutes auf ein weiterführendes Förderorgan zu bringen und es in dieser Schwenkstellung festzuhalten, so lange dies erforderlich ist. Damit der Verladeausleger 8 unabhängig von der Schwenkbewegung des Oberbaus 3 in einer bestimmten Stellung gehalten und bei Bedarf geschwenkt werden kann, muß er auf diesem schwenkbar sein und sich gegenüber einem Festpunkt abstützen. Die unabhängige Schwenkbarkeit wird durch eine Drehverbindung 11 nach Fig. 2 gewähr leistet. Die Schwenkbewegung erzeugt ein Antrieb 12, dessen Aufbau und Anordnung im Drehwerk noch genauer beschrieben wird.

Um gegenüber dem Oberbau 3 eine unabhängige Schwenkbewegung des Verladeauslegers 8 realisieren zu können, muß eine feste Verbindung mit dem Unterbau 2 vorhanden sein. Diese feste Verbindung ist eine rohrförmige Säule 13, die in einer besonderen Ausbildung im Schnittpunkt S der Achsen des Ringträgers des Unterbaus 3 nach Fig. 3 angeordnet wird. Das obere Ende der Säule 13 zeigt Fig. 2 und 7, das untere Ende ist in Fig. 4 bis 6 dargestellt.

Damit sich die Säule 13 gegenüber dem Unterbau 2 abstützen kann, ist auf dem Unterbau 2 ein Stützrahmen 14 vorgesehen. Zur Aufnahme der vertikalen Auflast der Säule 13 durch den Stützrahmen 14 ist zwischen diesem Stützrahmen 14 und der Säule 13 ein Axialgelenklager 15 angeordnet. Dabei ist zu beachten, daß der Schaufelradbagger während des Betriebes hohen Beanspruchungen und somit Verformungen ausgesetzt ist. Deshalb darf die Verbindung der Säule 13 mit dem Stützrahmen 14 keine starre sein. Es müssen mögliche Zwängungen vermieden werden. Um seitlich gerichtete Ausgleichsbewegungen zwischen dem Unterbau 2 und der Drehplattform des Verladeauslegers 8 im erforderlichen Maße im unteren Bereich der Säule 13 zu ermöglichen - die sich in einer Winkelbeweglichkeit der Säule äußern -, wird eine Membranscheibe 16 vorgesehen. Diese Membranscheibe 16 liegt elastisch auf dem Unterbau 2 auf. Dazu ist auf dem Stützrahmen 14 eine feste Scheibe 17 angeordnet. Auf dieser festen Scheibe 17 befindet sich ein Auflagering 18. Die Membranscheibe 16 liegt mit ihrer äußeren Ringfläche auf diesem Auflagering 18 und kann so zwischen dem Verladeausleger 8 und dem Unterbau 2 entstehende Winkelverschiebungen ausgleichen. Die Membranscheibe 16 und die feste Scheibe 17 mit dem dazwischenliegenden Auflagering 18 sind durch in einem Teilkreisdurchmesser angeordnete Schraubverbindungen 19 miteinander verbunden. Fig. 6 zeigt die Membranscheibe 16 mit den Bohrungen 20 für die Schraubverbindungen 19. Der Teilkreisdurchmesser der Bohrungen 20 entspricht dem mittleren Durchmesser des Auflagerings 18.

Im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 5 soll noch besonders auf zwei Dinge hingewiesen werden: Zum ersten auf die Aufnahme des unteren Säulenlagers 14 im Unterbau 2 durch die in senkrechter Richtung elastische Eigenschaften aufweisende Speiche 21 und zum zweiten auf das Drehwerk für den Oberbau 3 mit dem im Schnitt dargestellten unteren Ringträger 22, dem oberen Ringträger 23 und die dazwischen angeordnete Drehverbindung 24.

Das obere Ende der Säule 13 ist nach Fig. 7 als eine Zentrierung ausgebildet. Dazu ist am Rohr der Säule 13 ein Zapfen 25 angeordnet. Als Gegenstück des Zapfens 25 ist der Drehrahmen 26 des Verladeauslegers 8 mit einem Lagergehäuse 27 versehen. Auf dem Zapfen 25 ist eine Kalotte 28 mit einer zylindrischen Bohrung gesteckt. Der Außendurchmesser des Zapfens 25 und der Innendurchmesser der Bohrung bilden eine Gleitpassung, so daß die Kalotte 28 in Richtung der senkrechten Schwenkachse 10 des Verladeauslegers 8 verschieblich ist. Als Gegenstück zur Kalotte 28 wird im Lagergehäuse 27 ein Gleitring 29 mit einer inneren konkaven Gleitfläche formschlüssig aufgenommen und bildet so mit der Kalotte 28 ein Pendellager. Das Lagergehäuse 27 ist nach oben verschlossen und so gegen Verunreinigungen geschützt. Durch die Auswahl von Material mit günstigen Gleiteigenschaften und eine Schmierung bei der Montage werden keine weiteren Pflegeansprüche an dieses wartungsfreie Großgelenklager gestellt. Diese Verbindung des oberen Endes der Säule 13 mit dem Drehrahmen 26 des Verladeauslegers 8 erfüllt somit vier Funktionen: Sie ist eine Zentrierung für die Säule 13, gestattet eine Drehbewegung des Drehrahmens 26 gegenüber der Säule 13 sowie einen Längsausgleich in Richtung der senkrechten Schwenkachse 10 und sie gleicht Winkelbewegungen der Säule 13 zum Drehrahmen 26 aus. Im Zusammenhang mit ihrer unteren Lagerung hat so die Säule 13 ausreichende Freiheitsgrade, um Relativbewegungen der Hauptbaugruppen des Gerätes zueinander ausgleichen zu können.

Der Drehrahmen 26 ist nach Fig. 2 auf dem Oberbau 3 durch die Drehverbindung 12 schwenkbar angeordnet. Dazu wird die Auflage der Drehverbindung 12 auf dem Oberbau 3 als oberer und der äußere Teil des Drehrahmens 26 als oberer Ringträger ausgebildet.

Der eigentliche Antrieb 12 für die Drehbewegung ist nach Fig. 8 bis 10 auf dem Drehrahmen 26 angeordnet und besteht aus dem Motor 30, der Bremse 31 sowie dem Getriebe 32 mit dem Ritzel 33. Das Ritzel 33 steht mit dem an der Säule 13 befestigten Zahnkranz 34 in funktioneller Verbindung. Somit kann der Drehrahmen 26 mit dem Verladeausleger 8 durch den Antrieb 12 eine Schwenkbewegung ausführen, die unanhängig von der Stellung und Drehbewegung des Oberbau 3 ist. Betriebsbedingte Verformungen des Gerätes im zulässigen Bereich können die Funktion des Drehwerkes nicht beeinträchtigen, da - wie bereits beschrieben - durch die untere Befestigung der Säule 13 und ihre obere Zentrierung mit den durch die besondere Verbindung mit dem Drehrahmen 26 bestehenden Freiheitsgraden zwängungsfreie Ausgleichsbewegungen möglich sind.

Der Zahnkranz 34 ist mit einer Ringscheibe 35 verschraubt, die wiederum an der Säule 13 befestigt ist. Durch die Teilung des Zahnkranzes 34 in Segmente werden günstige Bedingungen für eine leichte Auswechselbarkeit bei Verschleißerscheinungen geschaffen.

Die Befestigung der Ringscheibe 35 mit der Säule 13 kann in zweierlei Weise erfolgen. Die in Fig. 2 auf der linken Seite der Säule 13 als Variante 1 bezeichnete Möglichkeit sieht eine gleichzeitige Befestigung mit der Säule 13 und den Zapfen 25 mittels Schweißnähten vor. Die rechte, als Variante 2 bezeichnete Lösung sieht vor, daß zunächst eine kleinere Ringscheibe 36 mit dem Zapfen 25 und der Säule 13 verschweißt wird und die den Zahnkranz 35 tragende Ringscheibe 35 mit dieser zweiten Ringscheibe 36 verschraubt wird. Durch die Befestigung des Drehantriebes auf dem Drehrahmen 26 und die Zentrierung der Säule 13 gegenüber dem Drehrahmen 26 bleibt der Abstand zwischen dem Ritzel 33 des Drehantriebes und dem an der Säule 13 angeordneten Zahnkranz 34 immer gleich. Dadurch ist die Funktionssicherheit des Drehwerkes bei allen Betriebsbedingungen gewährleistet. Die möglichen Verschiebungen zwischen dem Ritzel 33 und dem Zahnkranz 34 in Zahnflankenlängsrichtung sind gering und beeinflussen das Tragbild zwischen den ineinander greifenden Zähnen nur unbedeutend.

Bezugszeichenliste

1

Raupenfahrwerk

2

Unterbau

3

Oberbau

4

Portal

5

Schaufelradausleger

6

Schaufelrad

7

Aufhängung

8

Verladeausleger

9

Verstellzylinder

10

senkrechte Schwenkachse

11

Drehverbindung

12

Antrieb

13

Säule

14

Stützrahmen

15

Axialgelenklager

16

Membranscheibe

17

Scheibe

18

Auflagering

19

Schraubverbindung

20

Bohrung

21

Speiche

22

unterer Ringträger

23

oberer Ringträger

24

Drehverbindung

25

Zapfen

26

Drehrahmen

27

Lagergehäuse

28

Kalotte

29

Gleitring

30

Motor

31

Bremse

32

Getriebe

33

Ritzel

34

Zahnkranz

35

Ringscheibe

36

Ringscheibe
S Schnittpunkt

Claims

1. Anordnung eines Drehwerkes für einen um eine senkrechte Achse schwenkbaren Verladeausleger (8) eines Tagebaugerätes mit einem verfahrbarem festen Unterbau (2), einem darauf um die gleiche senkrechte Schwenkachse (10) wie der Verladeausleger (8) durch eine Drehverbindung (11) und einem Drehwerk schwenkbaren Oberbau (3) und dem auf dem Oberbau (3) durch eine weitere Drehverbindung (30) und das Drehwerk schwenkbaren Verladeausleger (8), der durch eine in der senkrechten Schwenkachse (10) angeordneten Säule (13) mit dem Unterbau (2) verbunden ist, wobei die obere Verbindung der Säule (13) mit dem Verladeausleger (8) eine Zentrierung ist, die Ausgleichs bewegungen zwischen dem Oberbau (3) und dem Verladeausleger (8) sowohl in axialer Richtung der Säule (13) als auch bei Abweichungen von der Parallelen gestattet, und die untere Verbindung der Säule (13) mit dem Unterbau (2) eine verdrehfest dazwischen angeordnete Membran ist, gekennzeichnet dadurch, daß die untere Säulenlagerung im Unterbau (2) aus einem, einen Hohlkörper bildenden Stützrahmen (14) besteht, auf dem eine feste Scheibe (17) mit einem daraufliegenden Aufnahmering (18) angeordnet ist und darüber als unterer Abschluß der Säule (13) eine Membranscheibe (16) aufliegt, deren elastischer Bereich ein Ring ist, dessen Innendurchmesser größer als der äußere Umfang der Säule (13) und dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Auflagerings (18) ist und zwischen der unteren Scheibe (17) und der Membranscheibe (16) im Bereich des Auflagerings (18) Schraubverbindungen (19) vorgesehen sind und in der senkrechten Schwenkachse (10) ein Axialgelenklager (15) angeordnet ist, dessen obere Lagerhälfte sich im Zentrum der Membranscheibe (16), in deren unelastischen Bereich abstützt und dessen untere Lagerhälfte zentrisch auf der Scheibe (17) aufliegt, und die Säule (13) durch den schwenkbaren Oberbau (3) bis zum Drehrahmen (26) des Verladeauslegers (8) geführt wird, wo das obere Säulenlager kalottenförmig ausgebildet und mit dem Drehrahmen (26) durch eine im Drehmittelpunkt des Drehrahmens (26) angeordnetes Lagergehäuse (27) verbunden ist, wobei das Lagergehäuse (27) die Kalotte (28) umschließt und so ein Großgelenklager bildet, und der Drehwerksantrieb auf dem Drehrahmen (26) des Verladeauslegers (8) so angeordnet ist, daß das parallel mit seiner Drehachse zur senkrechten Schwenkachse (10) befindliche Ritzel (33) mit einem koaxial an der Säule (13) befestigten Zahnkranz (34) in funktioneller Verbindung steht.

2. Anordnung eines Drehwerkes nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kalotte (28) ein eigenes Bauteil ist, das auf dem zapfenförmigen oberen Säulenende in Richtung der senkrechten Schwenkachse (10) des Verladeauslegers (8), die zugleich die Säulenlängsachse ist, längsverschieblich ist.

3. Anordnung eines Drehwerkes nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen der Säule (13) und dem Zahnkranz (34) eine Ringscheibe (35) angeordnet und die Verbindung zwischen dem Zahnkranz (34) und der Ringscheibe (35) lösbar ist.

4. Anordnung eines Drehwerkes nach den Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Zahnkranz (34) geteilt ausgeführt ist und so aus mindestens zwei Segmenten besteht.

5. Anordnung eines Drehwerkes nach den Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die mit dem Zahnkranz (34) lösbar verbundene Ringscheibe (35) entweder mit dem Mantel der Säule (13) und dem Zapfen (25) eine fest verbundene Einheit bildet oder mit einer zweiten, kleineren Ringscheibe (36) ebenfalls lösbar verbunden ist, die nun ihrerseits mit dem Mantel der Säule (13) und dem Zapfen (25) eine miteinander lösbar verbundene Einheit bildet.