DE2047761A1 - Gelenkarmkonstruktion zur Übertragung von Drehmomenten - Google Patents
Gelenkarmkonstruktion zur Übertragung von DrehmomentenInfo
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Description
Anmelderin: Jarva/ Inc. 29125 Hall Street, Solon, Ohio 44139 USA.
Gelenkarmkonstruktion zur Übertragung von Drehmomenten
Die Erfindung betrifft eine Gelenkkonstruktion zur Übertragung
von Drehmomenten.
Die Erfindung betrifft eine Gelenkkonstruktion zur Übertragung von Drehmomenten/ die beispielsweise an Bohrmaschinen oder Bohrgeräten
in der Gesteins- oder Tiefbohrtechnik Verwendung finden.
Derartige Gelenkkonstruktionen enthalten gewöhnlich zwei gelenkig verbundene Arme zur Übertragung eines Drehmoments zwischen
Körpern, deren Abstand veränderlich sein soll. Derartige Gelenkkonstruktionen sind z.B. aus der US-PS 3 383 138 bekannt, welche
eine Bohrmaschine für den Tunnelbau betrifft. Diese Bohrmaschine hat einen Stützrahmen, der in einer Bohrung verankert wird, während
ein beweglicher Rahmen durch eine Gelenkkonstruktion von dem Stützrahmen getragen wird. Der bewegliche Rahmen ist in axialer
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Richtung relativ zu dem Stützrahmen beweglich und die Gelenkarme tragen den beweglichen Rahmen und übertragen ein Drehmoment
von dem beweglichen Rahmen auf den verankerten Stützrahmen, um einerseits eine Drehbewegung des beweglichen Rahmens
zu verhindern und andererseits eine axiale Bewegung des beweglichen Rahmens zu ermöglichen. Jede Gelenkarmeinheit hat zwei
Y-förmige Arme, deren zentrale Verzweigungen an einer zentralen Gelenkstelle aneinander angelenkt sind. Die verbleibenden beiden
Verzweigungen eines der das Drehmoment übertragenden Arme bilden ein Joch und sind an Flansche an dem Stützrahmen oder an dem
Körper angelenkt, auf welchen das Drehmoment übertragen wird/ und zwar an getrennten und ausgerichteten Gelenkstellen. Die
verbleibenden beiden Verzweigungen des anderen ein Drehmoment übertragenden Arms bilden ebenfalls ein Joch und sind in entsprechender
Weise an Flanschen des beweglichen Rahmens oder des das Drehmoment übertragenden Körpers an getrennten und ausgerichteten
Gelenkstellen angelenkt.
Weil eine relative axiale Bewegung zwischen diesen beiden Körpern möglich ist, wenn das Drehmoment über die Gelenkarmeinheiten
übertragen wird, muß ein Drucklager an der zentralen Gelenkstelle und an jedem Körpergelenk vorgesehen werden. Da das
übertragene Drehmoment auf den übertragenden Arm entweder im Uhrzeigersinne oder im entgegengesetzten Uhrzeigersinne wirken
kann, müssen Drucklagerflächer vorgesehen sein, welche die ausgeübten
Belastungen in beiden Richtungen aufnehmen können. Zu diesem Zweck ist die zentrale Gelenkstelle mit einem Drucklager
versehen, welches einen Auflagedruck in beiden Richtungen aufnehmen und übertragen kann. Ein Körpergelenk jedes Arms ist mit
einem Drucklager versehen, welches ein Drehmoment in der einen Richtung aufnimmt und überträgt, während das andere Körpergelenk
jedes Arms mit einem Drucklager versehen ist, welches ein Drehmoment
in der anderen Richtung aufnimmt und überträgt.
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Wenn das Drehmoment, das von dem einen auf den anderen
Körper übertragen wird/ in der einen Richtung wirkt/ wird die übertragene Belastung durch das Drucklager an der zentralen
Gelenkstelle und von den Körpergelenken aufgenommen/ welche dazu vorgesehen sind, die in dieser Richtung auftretende Belastung
aufzunehmen und zu übertragen. Das in dieser einen Richtung wirkende Drehmoment kann eine so große Spannung in
jedem Arm bewirken, daß jeder Arm beträchtlich deformiert wird. Diese Spannung kann die Drucklagerflächen trennen, welche die
Belastung in der entgegengesetzten Richtung an der zentralen Gelenkstelle und an den Körpergelenken aufnehmen sollen. Wenn
das übertragene Drehmoment plötzlich abfällt, wird die Spannung plötzlich beseitigt/ so daß die getrennten Drucklagerflächen
an der zentralen Gelenkstelle und an den Körpergelenken/ welche zur Aufnahme der Belastung in der entgegengesetzten Richtung
vorgesehen sind, gegeneinander prallen.
Da das übertragene Drehmoment ansteigen kann und dann plötzlich abfallen kann, wenn der Bohrkopf auf unterschiedliche
Materialien trifft, kann dieses Trennen und Aufeinanderprallen der Lagerflächen verhältnismäßig häufig auftreten. Dadurch wird
die Standzeit der Lagörflachen verringert, so daß eine frühzeitige
Auswechslung erforderlich ist/ wodurch sich verhältnismäßig hohe Wartungskosten für die Maschine ergeben.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, diese Schwierigkeiten und Nachteile bei bekannten Gelenkarmeinheiten zur übertragung
von Drehmomenten zu vermeiden, indem die Gelenkarmkonstruktion derart ausgebildet wird, daß Ausbiegungen entgegengewirkt wird,
um eine Trennung der Drucklagerflächen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder ein Drehmoment übertragender Arm mit einem U-förmigen
Jochglied versehen ist, das gegenüberliegende Endteile aufweist/ die an dem das Drehmoment übertragenden Körper oder an dem das
Drehmoment aufnehmenden Körper an Körpergelenkstellen angelenkt sind. Jede dieser Körpergelenkstellen ist mit einem Drucklager
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versehen, welches eine Belastung in einer Richtung aufnimmt,
. so daß die Drucklager an den beiden Endteilen zusammen arbeiten, um für das Joch ein Drucklager zur übertragung von Belastungen
sowohl im Uhrzeigersinne als auch im entgegengesetzten Uhrzeigersinne zu bilden. Zwischen diesen beiden gegenüberliegenden
Endteilen jedes U-förmigen Jochglieds ist ein zentraler Jochteil vorgesehen. Dieser zentrale Jochteil jedes ein Drehmoment
übertragenden Arms ist mit einem Ansatzteil versehen, der gelenkig
mit dem entsprechend ausgebildeten Ansatzteil des damit w zusammenarbeitenden Arms verbunden werden kann.
Um eine Trennung der Endteile des Jochglieds und damit eine Trennung der Lagerflächen zu verhindern, wenn der Arm
ein Drehmoment überträgt, wird erfindungsgemäß ein im wesentlichen
U-förmiges Verstärkungsglied vorgesehen. Dieses Verstärkungsglied ist im wesentlichen ein flaches Glied, welches
in einer Ebene angeordnet ist, die praktisch co-planar mit derjenigen des U-förmigen Jochglieds verläuft. Deshalb ist das
Verstärkungsglied derart angeordnet ist, daß sein größtes Widerstandsmoment einer Deformation des Jochglieds entgegen
wirkt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Verstärkungsglied beträchtlich breiter in der Nähe des zentralen
" Teils des Jochglieds als in der Nähe der Endteile des Jochglieds,
um den maximalen Widerstand gegenüber Deformation des Jochglieds zu gewährleisten, wenn durch die Einheit ein Drehmoment
übertragen wird.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird eine vorspannende Einrichtung vorgesehen, um die Trennung der Lagerflächen
an den Körpergelenkstellen noch weitergehend zu vermeiden. Gemäß diesem Merkmal der Erfindung verbindet ein Stabglied
die Endteile des Jochglieds arbeitsmäßig miteinander. Dieser Stab ist vorgespannt, um die Drucklagerflächen an jeder
Körpergelenkstelle zusammenzudrücken, um eine Trennung davon zu verhindern, wenn der Arm einer Drehmomentbelastung in einer
Richtung entgegengesetzt derjenigen ausgesetzt wird, in der die
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Lagerflächen eine Belastung aufnehmen sollen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird dies durch eine
derartige Anordnung des Jochglieds erreicht/ daß die Teile des Körpers, an denen das Jochglied angelenkt ist, innerhalb
von dessen Endteilen liegen. In dieser Weise kann die vorspannende Stange unter einer Spannung angeordnet werden, um
die Endteile des Jochglieds gegeneinander und gegen die Teile des Körpers zu drücken, an dem diese angelenkt sind.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können ferner sich selbst ausrichtende Kugelpfannen an jeder Gelenkstelle
vorgesehen werden, um die Standzeit der Lagerflächen an den Körpergelenkstellen weiter zu erhöhen. Das Drucklager an jeder
Gelenkstelle wird dann so ausgebildet, daß es zwischen dem Endteil des Jochs und einer Endfläche der Kugel arbeitet. In dieser
Weise wird eine praktisch vollkommene Ausrichtung mit Oberflächenkontakt zwischen den Kontaktflächen des Drucklagers gewährleistet,
selbst wenn das Jochglied derartig deformiert wird, daß die Kontaktfläche des Endteils des Jochs nicht parallel zu dem
Teil des Körpers verläuft, an welchem es angelenkt ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ferner ein frühzeitiger Ausfall der Lagerflächen der zentralen Gelenkstelle
verhindert, indem die zusammenarbeitenden Ansätze derart angeordnet werden, daß die zentrale Gelenkstelle möglichst nahe
dem Verstärkungsglied vorgesehen ist. Dadurch wird eine minimale Auslenkung der Ansätze gewährleistet, selbst wenn ein relativ
großes Drehmoment übertragen wird. Es ist ferner zweckmäßig, einen der das Drehmoment übertragenden Arme mit zwei Gegenstück-Ansätzen
zu versehen, die voneinander getrennt angeordnet sind, um den komplementären Ansatz des anderen Arms dazwischen aufzunehmen.
Es ist ferner zweckmäßig, daß die zentrale Gelenkstelle mit einer sich selbst ausrichtenden Kugelpfanne und mit einem Drucklager
versehen 1st, die zwischen den Endflächen der Kugel und der angrenzenden Innenfläche der Gegenstück-Ansätze wirksam sind. In
dieser Weise wird eine Trennung der Lagerflächen an der zentralen
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Gelenkstelle selbst dann vermieden, wenn die Arme aus ihrer Lage mit genauer Ausrichtung relativ zueinander ausgelenkt
werden.
Das spezielle Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Bohrmaschine, die einen Stützrahmen aufweist, der mit einer
Gelenkarmkonstruktion einen beweglichen Rahmen trägt.Jede Armeinheit
hat zwei Arme, die an. einer zentralen Gelenkstelle aneinander angelenkt sind. Jeder Arm hat ein U-förmiges Jochglied
und die Endteile eines der Jochglieder sind an dem beweglichen Rahmen an Körpergelenkstellen angelenkt, während die Endteile
des anderen an dem Stützglied an Körpergelenkstellen angelenkt sind. Ein Verstärkungsglied und eine vorspannende Stange arbeiten
zusammen, um eine Trennung der Endteile jedes J-ochglieds zu
verhindern, um eine Trennung und einen Zusammenprall der Berührungsflächen des Drucklagers bei größeren Belastungen zu
vermeiden. Sich selbst ausrichtende Kugelpfannen sind an jeder Körpergelenkstelle und an der zentralen Gelenkstelle vorgesehen,
um eine möglichst vollkommene Ausrichtung der Drucklagerflächen zu gewährleisten, selbst wenn die Einheit durch starke Stoßbelastungen
ausgelenkt wird.
Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Bohrmaschine mit einer Gelenkarmkonstruktion;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Gelenkarmeinheit gemäß der Erfindung für eine Bohrmaschine entsprechend Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Gelenkarmeinheit in Fig. 2;
Fig. 4 eine Seitenansicht der Gelenkarmeinheit in Fig. 2;
Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie 5-5
in Fig. 4;
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Fig. 6 einen vergrößerten Teilschnitt durch die zentrale Gelenkstelle entlang der Linie 6-6 in Fig. 4; und
Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht eines typischen Endteils der Gelenkarmeinheit in Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Bohrmaschine Io bekannter Art (üS-PS
3 383 138), deren Stützrahmen 11 in einem Bohrloch 12 durch vier unabhängig hydraulisch betätigte Stützarme 13 (von denen
nur zwei in Fig. 1 ersichtlich sind) in zwei axial getrennten Bereichen 17 und 18 verankert ist. Ein langgestreckter beweglicher
Rahmen 15 wird von dem Stützrahmen 11 durch einen hinteren und einen vorderen Satz von Gelenkarmeinheiten getragen.
Beide Sätze haben vier in Umfangsrichtung getrennt angeordnete Gelenkarmeinheiten 16 (von denen nicht alle in
Fig. 1 ersichtlich sind), welche zur Anordnung und zur Halterung des beweglichen Rahmens 15 relativ zu dem Stützrahmen 11 zusammenarbeiten
,und zur übertragung hhä von Drehmoment zwischen dem
beweglichen Rahmen und dem Stützrahmen dienen.
Ein drehbarer Bohrkopf 19 ist an dem vorderen Ende des beweglichen Rahmens 15 angeordnet und wird durch eine längliche
Welle angetrieben, welche sich von dem Bohrkopf 19 in axialer Richtung durch den beweglichen Rahmen zu einem Antriebsmotor
erstreckt. Wenn der Bohrkopf 19 durch den Antriebsmotor 2o gedrent
wird, ergeben Zylinder 21 (von denen nur einer in Fig. 1 ersichtlich ist), welche den Stützrahmen mit dem beweglichen
Rahmen verbinden, den erforderlichen Druck um den beweglichen Rahmen 15 mit dem Bohrkopf 19 nach vorne relativ zu dem Stützrahmen
15 vorzuschieben, welcher in dem Bohrloch durch den Stützarm 13 umgeben ist. Wenn der bewegliche Rahmen 15 von der
in Fig. 1 dargestellten hinteren Lage vollständig in eine vordere Lage relativ zu dem Stützrahmen 11 vorgeschoben ist,
wobei die vorderen Gelenkarmeinheiten geöffnet und die hinteren Gelenkarmeinheiten geschlossen sind, werden zusätzliche Stützrahmen
22 abgesenkt, um den hinteren Teil des bewegliche;:- Rahmens
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abzustützen, während die Stützarme 13 eingezogen werden und die Zylinder 21 den Stützrahmen 11 in dem Bohrloch 12 vorziehen/
um die Bohrmaschine Io für einen weiteren Bohrzyklus vorzubereiten.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist/ wird das Reaktions-Drehmoment des auf den Bohrkopf 19 ausgeübten antreibenden Drehmoments
entlang der Antriebswelle auf den Motor 2o übertragen und wird deshalb in erster Linie durch den hinteren Satz von
Gelenkarmeinheiten aufgenommen. Der vordere Satz von Gelenkarmeinheiten dient in erster Linie dazu, den Bohrkopf 19 abzustützen
und Stoßbelastungen aufzunehmen, die sich durch üngleichmäßigkeiten
beim Bohren ergeben. Daraus ist ersichtlich, daß der Stützrahmen 11 als ein ein Drehmoment aufnehmender
Körper angesehen werden kann, der bewegliche Rahmen 15 als ein ein Drehmoment übertragender Körper/ während die Gelenkarmeinheiten
16 dazu dienen. Drehmoment von dem ein Drehmoment übertragenden Körper auf den das Drehmoment aufnehmenden Körper
übertragen.
Wie aus den Figuren 2 bis 4 ersichtlich ist, hat jede Gelenkarmeinheit 16 einen Arm 25 und einen als Gegenstück ausgebildeten
Arm 26/ die an einer zentralen Gelenkstelle aneinander angelenkt sind. Der Arm 25 und der Arm 26 sind an Anschweißflanschen
28 bzw. 29 an Körpergelenkstellen angelenkt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die dem Arm 25 zugeordneten
Anschweißflansche 28 an dem beweglichen Rahmen 15 angeschweißt, während die Anschweißflansche 29, welche dem als Gegenstück
ausgebildeten Arm 26 zugeordnet sind, an dem Stützrahmen 11 angeschweißt sind/ so daß der Arm 25 als ein Drehmoment übertragender
Arm und der Arm 26 als ein Drehmoment aufnehmeivArm angesehen werden kann. Im Gegensatz zu dieser bevorzugten Anordnung
könnte der Arm 26 an dem beweglichen Rahmen 15 und der Arm 25 an dem Stützrahmen 11 angelenkt sein, da jeder Arm ein
Drehmoment aufnehmen und übertragen kann, und zwar in jeder Richtung gleich gut, wie im folgenden noch näher erläutert werden
soll.
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Die allgemeine Konstruktion und Anordnung jeder Gelenkarmeinheit 16 ist am besten aus den Figuren 2 bis 4 ersichtlich.
Der Arm 25 hat ein im allgemeinen U-förmiges Jochglied mit gegenüberliegenden Endteilen 37 und 38/ zwischen denen sich
ein zentraler Teil 39 erstreckt. Die Endteile 38 und 37 sind an den Anschweißflanschen 28 an Körpergelenkstellen angelenkt.
Ein Drucklager 41 ist zwischen den Endteilen 37 und dem zugeordneten Anschweißflansch vorgesehen, um Belastungen von dem
Anschweißflansch 28 des beweglichen Körpers 15 in einer Richtung aufzunehmen und zu übertragen, die durch den Pfeil 42 gekennzeichnet
ist. In entsprechender Weise ist ein Drucklager 43 zwischen dem Endteil 38 und dessen zugeordnetem Anschweißflansch
vorgesehen, um Drehmomentbelastungen von dem Anschweißflansch des beweglichen Körpers 15 in der Richtung aufzunehmen und zu
übertragen, die durch den Pfeil 44 gekennzeichnet ist. Das Jochglied 36 ist vorzugsweise aus heißgewalztem Stahl heißverformt
und bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß dessen größtes Widerstandsmoment senkrecht zu dessen Schwenkachse
und senkrecht zu der Ebene der U-förmigen Ausbildung liegt.,
um einen Widerstand gegen darauf ausgeübte verdrillende Momente zu leisten.
Die Konstruktion und Anordnung des Arms 26 ist ähnlich derjenigen des Arms 25. Der Arm 26 hat ein Jochglied 46 mit
gegenüberliegenden Endteilen 47 und 48, zwischen denen sich ein zentraler Teil 49 erstreckt. Ein Drucklager 51 ist zwischen dem
Endteil 47 und dem zugeordneten Anschweißflansch 29 des Stützrahmens 11 vorgesehen, um Drehmomentbelastungen von dem Endteil
zu dem Stützrahmen 11 in der durch den Pfeil 44 angedeuteten Richtung zu übertragen. Ein Drucklager 53 ist zwischen dem Endteil
48 und dem zugeordneten Anschweißflansch 29 des Stützrahmens 21 angeordnet um Drehmomentbelastungen von dem Endteil 48
in der durch den Pfeil 42 angedeuteten Richtung zu übertragen.
Da Drehmomentbelastungen in beiden Richtungen von dem Arm zu dem Arm 26 an der zentralen Gelenkstelle 27 übertragen werden,
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ist der Arm 25 mit einem einzigen vorspringenden ösenteil 58
versehen, welcher zwischen zwei vorspringenden ösenteilen 59 und an dem Arm 26 aufgenommen wird. Ein Drucklager 61 ist zwischen
den ösen 58 und 59 vorgesehen, um Drehmomentbelastungen von dem Arm 25 in der Richtung 42 zu übertragen. In entsprechender Weise
ist ein Drucklager 62 zwischen den ösen 58 und 6o vorgesehen, um Drehmomentbelastungen von dem Arm 25 auf den Arm 26 in der
Richtung 44 zu übertragen. Die Konstruktion der Drucklager 41,43,
51,61 und 62 soll im folgenden näher erläutert werden.
Wenn ohne die Merkmale der Erfindu-ng die durch den beweglichen Rahmen 15 in der Richtung 42 ausgeübte Drehmomentbelastung
ausreichend wäjrire, könnten die Arme 25 und 26 deformiert
werden, so daß die Drucklager 43 und 51 von mindestens einer ihrer Drucklagerflächen getrennt würden. Im Fall eines plötzlichen
Anstiegs oder einer Richtungsumkehr der Druckbelastung würden diese getrennten Drucklagerflächen aufeinander prallen. Da die
Drehmomentbelastung ansteigen und dann plötzlich absinken kann, wenn der Bohrkopf der Maschine auf unterschiedliche Materialien
trifft oder Stoßbelastungen ausgesetzt wird/ kann dieses Trennen und Aufeinanderprallen der Lagerflächen verhältnismäßig häufig
auftreten und die Standzeit der Drucklagerflächen beträchtlich verringern.
Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wird der Arm 25 erfindungsgemäß mit einem Verstärkungsglied 66 versehen und der
Arm 26 mit einem Verstärkungsglied 67. Jedes Verstärkungsglied und 67 ist ein im wesentlichen ebenes und im allgemeinen U-förmiges
Glied. Die Glieder 66 und 67 sind in einer Ebene angeordnet, die praktisch co-planar mit derjenigen ihrer zugeordneten U-förmigen
Jochglieder verläuft, so daß das größte Widerstandsmoment jedes Verstärkungsglieds einer Deformation des zugeordneten Jochglieds
entgegenwirkt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Verstärkungsglieder 66 und 67 beträchtlich breiter in der Nähe
des zentralen Teils ihrer zugeordneten Jochglieder als in der Nähe der Endteile dieser Jochglieder, um den maximalen Widerstand
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gegen eine Deformation des Jochglieds weiter zu erhöhen, wenn
Drehmomentbelastungen durch die Einheit übertragen werden, Die Verstärkungsglieder 66 und 67 sind vorzugsweise aus heißgewalzten
Stahlplatten ausgestanzt. Das Glied 66 hat zwei Abschnitte 66a und 66b, die an dem Jochglied 36 und an jeder
Seite des ösenteils 58 angeschweißt sind. Das Glied 67 besteht aus drei Stücken 67a, 67b und 67c, von denen zwei
Stücke 67a und 67b an das Jochglied 46 und an die Außenseiten der Ösenteile 59 und 6o angeschweißt sind, während das andere
Stück 67c zwischen den ösenteilen 59 und 6o angeschweißt ist.
Um zusätzlich eine Trennung der Drucklagerflächen zu vermeiden, die zur Aufnahme und übertragung von Druckbelastungen
in der einen Richtung vorgesehen sind, wenn die Gelenkarmeinheit Drehmomentbelastungen in der anderen Richtung ausgesetzt wird,
wird gemäß der Erfindung eine vorspannende Einrichtung vorgesehen, um die Lagerkontaktflächen an jeder Körpergelenkstelle
gegeneinander vorzuspannen. In dieser Weise können die Lagerkontaktflächen
jeder Körpergelenkstelle nicht getrennt werden, falls die auf die Endteile der Arme in Richtung der Trennung
wirkende Spannung nicht die Vorspannung überschreitet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieses Merkmals der Erfindung
ist der Arm 25 mit einem Stabglied 7o versehen, welcher die Endteile 37 und 38 arbeitsmäßig verbindet. Der Stab 7o ist vorgespannt,
um die Lagerflächen des Drucklagers 41 und 43 gegeneinander vorzuspannen, damit deren Trennung verhindert wird,
wenn der Arm 25 einer Drehmomentbelastung in einer Richtung entgegengesetzt derjenigen ausgesetzt wird, welche die Lagerflächen
aufnehmen soll. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, daß das Jochglied 36 so angeordnet
wird, daß die Anschweißflansche 28 des beweglichen Rahmens 15 innerhalb der Endteile 37 und 38 liegen. In dieser Weise wird
der vorspannende Stab 7o unter Spannung angeordnet, um die Endteile 37 und 38 gegeneinander und gegen die Anschweißflansche
28 des Körpers 15 vorzuspannen, an welchem sie angelenkt sind. In entsprechender Weise ist der Arm 26 mit einem vorspannenden
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Stab 71 versehen, der unter Spannung angeordnet ist/ um dessen Endteile 47 und 48 gegeneinander und gegen die Anschweißflansche
des Stützrahmens 11 vorzuspannen, an welchem diese angelenkt sind.
Die konstruktiven Einzelheiten der Anordnung der vorspannenden Stäbe 7o und 71 und der Körpergelenkstellen sollen im folgenden
noch näher erläutert werden.
Um weiterhin einerTrennung der Lagerflächen entgegenzuwirken,
wenn die Gelenkarmeinheit belastet wird, werden zweckmäßiger Weise
sich selbst ausrichtende Kugelsitze an jeder Körpergelenkstelle vorgesehen. Alle Körpergelenkstellen sind in gleicher Weise ausgebildet.
Eine Körpergelenkstelle des Arms25 ist in Fig. 5 dargestellt. Der Anschweißflansch 28 ist mit einer abgestuften
Bohrung 74 zur Aufnahme eines äußeren Rings 75 versehen. Der äußere Ring 75 sitzt mit einem Prefisitz in der abgestuften
Bohrung 74 und liegt gegen die Schulter in der Bohrung an. Ein im wesentlichen ebener ringförmiger Haltering 76 hält den äußeren
Ring 75 in seiner geeigneten Lage und wird durch Bolzen 77 gehaltert, die entlang dessen Umfang angeordnet sind. Der äußere
Ring 75 ist in zwei halbkreisförmige Abschnitte (nicht dargestellt) unterteilt, so daß er einen Kugelsitz 78 aufnehmen kann. Der
Kugelsitz 78 ist auf einem Gelenkzapfen 79 aufgepaßt, so daß eine relative Drehbewegung zwischen dem Kugelsitz 78 und dem
Zapfen 79 auftritt. Der Gelenkzapfen 79 ist an einer Endplatte (Fig. 7) durch Bolzen 82 befestigt. Die Endplatte 81 ist an dem
Endteil 38 des Arms 36 durch die Bolzen 83 befestigt, so daß der Gelenkzapfen 79 sich mit dem Arm 36 dreht. Der vorspannende Stab
erstreckt sich durch den Gelenkzapfen 79 und ist an seinem Ende mit einem Gewinde versehen, auf das eine geteilte Verriegelungsmutter 85 aufgeschraubt werden kann. Die Verriegelungsmutter
ist vorgesehen, um den Stab 7o zu spannen, um die Endteile 37 und des Arms 25 gegen die Anschweißflansche 28 des Körpers 15 vorzuspannen,
damit die Lagerflächen an den Körpergelenkstellen gegeneinander in der beschriebenen Weise gedrückt werden. Um Probleme
hinsichtlich der Ausrichtung des Stabs 7o relativ zu der Platte 81 zu vermeiden, hat die Mutter 85 eine sphärische Auflageflä-
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ehe 84/ welche an einem sphärischen Sockel 8o an der Stirnfläche
der Platte 81 angreift. Wenn die geeignete Vorspannung durch Anziehen der Mutter 85 erreicht ist, wird der Bolzen
angezogen um die unterteilte Mutter 85 in dieser Lage zu verankern.
Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist/ ist dieLagerbuchse 43 angeordnet/ um zwischen einer bearbeiteten Oberfläche
87 des Endteils 38 des Jochs und einer Endfläche des Kugelsitzes 78 wirksam zu sein. Da der Kugelsitz 78 s±sk in
irgend einer Richtung in dem äußeren Ring 75 verdreht werden kann7 gewährleistet dieses Merkmal der Erfindung eine praktisch
vollkommene Berührungsausrichtung zwischen der Lagerbüchse und deren Lagerflächen, selbst wenn der Arm 25 derart ausgelenkt
wird, daß die bearbeitete Oberfläche 87 nicht parallel zu dem zugeordneten Flansch 28 verläuft.
In dieser Weise wirken die verschiedenen Merkmale der Erfindung zusammen, so daß diese Gelenkarmeinheit derart ausgebildet
ist/ daß die Lagerflächen an den Körpergelenkstellen nicht getrennt werden und nicht gegeneinander aufschlagen können,
selbst wenn sehr starke Stoßbelastungen auftreten. Die U-förmigen Jochglieder mit gegenüberliegenden Endteilen, die an dem das
Drehmoment aufnehmenden oder übertragenden Körper angelenkt sind, ermöglicht die Verwendung eines Verstärkungsglieds, welches
derart angeordnet werden kann, daß sein größter Widerstandsmoment eine Trennung der Endteile des JOchs verhindert. Die vor-
kt
spannende Stange wir dann derart, daß in einfacher Weise die Endteile des Jochs gegeneinander vorgespannt werden, um eine
Trennung zu verhindern. Ferner gewährleisten die sich selbst ausrichtenden Kugelsitze eine Ausrichtung der Lagerflächen,
selbst wenn das Jochglied deformiert wird.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Einrichtung vorgesehen,
um die erwähnte Trennung und das Zusammenprallen der Lagerflächen an der zentralen Gelenkstelle zu vermeiden. Gemäß
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diesem Merkmal der Erfindung werden die vorspringenden ösenteile
58,59 und 6o derart angeordnet, daß die zentrale Gelenkstelle möglichst nahe den Verstärkungsgliedern 66 und 67 angeordnet
ist. Durch diese Anordnung wird praktisch eine Auslenkung der ösenteile verhindert, selbst wenn davon eine verhältnismäßig
große Drehmomentbelastung übertragen wird. Obwohl dieses Merkmal der Erfindung eine Trennung der ösenteile verhindert, könnte
eine Deformation von anderen Teilen der Arme 25 und 26, oder sogar eine Deformation der Körper 11 und 15 selbst eine Fehlausrichtung
der Lagerflächen der zentralen Gelenkstelle bewirken. Zu diesem Zweck wird ein sich selbst ausrichtender Kugelsitz
an der zentralen Gelenkstelle vorgesehen.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, erstreckt sich ein massiver Schwenkzapfen 9o durch die ösenteile und ist durch die
Endplatte 91 starr an dem ösenteil 59 befestigt. Eine abgestufte Bohrung 92 in dem ösenteil 58 ermöglicht die Aufnahme eines
äußeren Rings 93. Der äußere Ring 93 ist mit einem Preßsitz in die abgestufte Bohrung 92 eingesetzt, so daß dieser gegen die
Sch^ulter in der Bohrung 92 anliegt. Der äußere Ring 93 wird durch den im wesentlichen ebenen ringförmigen Haltering 94 gehaltert,
der an dem ösenteil 59 durch in Umfangsrichtung getrennt
angeordnete Bolzen 95 befestigt ist. Der äußere Ring ist in zwei halbkreisförmige Hälften unterteilt, so daß darin
ein Kugelsitz 96 angeordnet werden kann. Der Kugelsitz 96 wird dann Mt einem engen Preßsitz auf dem Gelenkzapfen 9o angeordnet,
um eine relative Drehbewegung dazwischen zu verhindern. Die Büchse 61 ist an dem Gelenkzapfen 9o angeordnet, um zwischen
einer bearbeiteten Kontaktfläche 97 der öse 59 und einer Endfläche
des Kugelsitzes 96 zu wirken. Entsprechender Weise ist die Büchse 62 an dem Gelenkzapfen 9o angeordnet, um zwischen
der bearbeiteten Kontaktfläche 98 der öse 6o und der anderen
Endfläche des Kugelsitzes 96 zu wirken. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Drucklagerbüchsen 61 und 62 mit
einem Paßsitz ohne Toleranzen zwischen den Drucklagerflächen angeordnet. In dieser Weise ist eine Trennung der Lagerflächen
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der zentralen Gelenkstelle verhindert/ selbst wenn die ösenteile
aufgrund von Deformationen nicht genau ausgerichtet sind.
- Patentansprüche -
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Claims (7)
- Patentansprü ehe.yGelenkarmkonstruktion zur übertragung von Drehmomenten, mit zwei mit einem Lager an einer zentralen Schwenkstelle aneinander angelenkten Armen, von denen jeder ein U-föriniges Jochglied mit gegenüberliegenden Enden hat, wobei die beiden gegenüberliegenden k Enden des ersten Arms jeweils an einem Körpergelenk eines das Drehmoment übertragenden Körpers angelenkt sind, wobei die beiden gegenüberliegenden Enden des zweiten Arms an einem Körpergelenk eines Körpers angelenkt sind, auf welchen das Drehmoment übertragen ist, und wobei jedes Körpergelenk jedes Arms ein Drucklager enthält, um Druckbelastungen in einer Richtung aufzunehmen und zu übertragen, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Arm ein einer Trennung der Lagerflächen der Drucklager entgegenwirkendes Element enthält, welches derart angeordnet ist, daß es Druckbelastungen in der einen Richtung aufnimmt, wenn die Druckbelastung in einer entgegengesetzten Richtung erfolgt.
- 2. Gelenkarmkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η - f zeichnet, daß das Element ein im wesentlichen ebenes, U-förmiges Verstärkungsglied ist, das an jedem der Jochglieder befestigt ist, und daß jedes Verstärkungsglied etwa co-planar zu einer Ebene angeordnet ist, die durch die zentrale Gelenkstelle und die Körpergelenkstellen des zugeordneten Jochglieds definiert ist.
- 3. Gelenkarmkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Verstärkungsglied des ersten Arms aus drei Gliedern besteht, daß eines der Glieder zwischen zwei vorspringenden ösenteilen angeordnet ist, die sich von dem Jochglied des ersten Arms erstrecken, und an einer Oberfläche jedes der beiden ösentelle befestigt ist, daß das zweite Glied an einer109817/1833anderen Oberfläche eines der ösenteile befestigt ist, und daß das dritte Glied an einer anderen Oberfläche des anderen ösenteils befestigt ist.
- 4. Gelenkarmkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Verstärkungsglied des zweiten Arms zwei Glieder aufweist, von denen das eine an einer Oberfläche eines vorspringenden ösenteils befestigt ist, der sich von dem Joch des zweiten Arms erstreckt, und daß das andere Glied an einer anderen Oberfläche des ösenteils befestigt ist.
- 5. Gelenkarmkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Element einen vorspannenden Stab aufweist, welcher die Lagerflächen der Drucklager gegeneinander vorspannt.
- 6. Gelenkarmkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der vorspannende Stab ein zwischen die Enden des Jochs eingespannter Stab ist.
- 7. Gelenkarmkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Lagerflächen jeder Körpergelenkstelle eine radiale Endfläche eines sich selbst ausrichtenden Kugelsitzes (78) aufweisen.109817/1833
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