DE2248844A1

DE2248844A1 - Antriebsmechanismus und nachgiebige auflagerung fuer betonmischtrommeln

Info

Publication number: DE2248844A1
Application number: DE19722248844
Authority: DE
Inventors: Joseph Conrad Funk
Original assignee: Gardner Denver Inc
Current assignee: Gardner Denver Inc
Priority date: 1972-01-27
Filing date: 1972-10-05
Publication date: 1973-08-02
Also published as: FR2169572A5; IT968892B; US3749372A

Description

GAEDHER-J)E]SVEE COtIPAUY, Quincy, 111. (V.St.Δ.)

Antriebsmechanismus und nachgiebige Auflagerung für

Betonmischtrommeln

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsmechanismus für Betonmischtrommeln, insbesondere, jedoch nicht aus_r schließlich, auf einen Antriebsmechanismus mit einer zwischen der Ausgangswelle des Antriebs und einer ortsfesten Auflagerung angeordneten nachgiebigen Auflagerungseinrichtung zum Dämpfen von Schwingungen der Mischtrommel im Betrieb»

Bekanntlich erzeugt der Betrieb einer auf einem Fahrzeug getragenen Mischtrommel Schwingungen an der Ausgangswelle, die eine erhebliche Beanspruchung der Fahrzeugkonstruktion verursachen. Das Problem der Milderung dieser zerstörenden Einflüsse auf das Fahrzeug besteht in der Industrie seit langem. Die verhältnismäßig großen Abmessungen solcher Mischtrommeln erschweren die Lösung dieses Problems ganz erheblich«

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Gemäß der Erfindung ist ein neuer Antriebsmechanismus
für tietonmischtrommeln vorgesehen, der einen Antrieb
mit einer an der Mischtrommel starr befestigten Ausgangswelle für die Übertragung des Drehantriebs auf diese aufweist. Der Antrieb ist mit einer Kraftquelle über ein geeignetes Getriebe zur Erzeugung der gewünschten Drehgeschwindigkeit der Mischtrommel verbunden, und die Elemente dieses Antriebssystems sind in bekannter Weise in einem
geeigneten Gehäuse untergebracht. Die Ausgangswelle ragt
aus dem Gehäuse zum Anschluß an der Mischtrommel hervor
und ist mittels eines ringförmigen, flexiblen oder nachgiebigen Auflagerungsgliedes aufgelagert, das zwischen das Gehäuse und einen Außenring eingesetzt ist, der seinerseits an dem Fahrzeug starr befestigt ist. Die Schwankungen und Schwingungen des über unebenes Gelände fahrenden Fahrzeugs können nicht nur Fluchtungsfehler der Trommel in bezug auf die Längsachse der Ausgangswelle sondern auch ein Taumeln oder Schwingen der VeIIe und der Trommel während der Drehung verursachen« Gemäß der Erfindung werden jedoch jegliche
Fluchtungsfehler der Trommel, die sich auf die Welle übertragen, von dem flexiblen oder nachgiebigen Auflagerungsglied ausgeglichen. Außerdem absorbiert das nachgiebige
Auflagerungsglied im wesentlichen jegliche von der Mischtrommel erzeugten Schwingungen und verhindert deren Übertragung auf die Fahrzeugkonstruktion. Der neue Antriebsmechanismus ist einfach und betriebswirksam, wirtschaftlich und von dauerhafter Konstruktion.

Ein Antriebsmechanismus für Betonniischtrommeln weist also gemäß der Erfindung ein geeignetes Untersetzungsgetriebe
oder einen Antrieb mit einer an der Mischtrommel starr

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befestigten Ausgangswelle für die Übertragung des Drehantriebes auf diese auf. Der Antrieb ist mittels eines nachgiebigen oder flexiblen, ringförmigen Auflagerungsgliedes aufgelagert, das zwischen das Antriebsgehäuse und einen Außenring eingesetzt ist, der an dem die Mischtrommel tragenden LKW oder Fahrzeug befestigt ist„

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellte

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Antriebsmechanismus gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Stirnansicht entsprechend den Pfeilen 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3, ^ und 5 sind Schnittdarstellungen abgewandelter Ausführungsformen der nachgiebigen Auflagerungsexnrxchtung gemäß der Erfindung;

Fig. 6a bis 6J sind Schnittdarstellungen weiterer abgewandelter Ausführungsformen der nachgiebigen Auflagerungsexnrichtung gemäß der Erfindung;

Fig» 7 ist eine Vorderansicht eines abgewandelten nachgiebigen Auflagerungsgliedes gemäß der Erfindung;

Fig. 8 ist ein Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig.7;.und Fig. 9 ist ein Schnitt entlang der Linie 9-9 in Fig. 7.

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Fig. 1 und 2 zeigen einen Antriebsmechanismus 10 mit einer geeigneten Kraftquelle, beispielsweise einem Motor 12, der mit einer Antriebswelle lh über ein geeignetes Zahnradgetriebe 16 verbunden ist. Die Antriebswelle 1k ist am linken Ende (Fig. 1) mit einem Zahnrad 18 versehen, das mit mehreren Zahnrädern 20 eines Planetengetriebes (von denen in Fig. 1 nur eines dargestellt ist) im Eingriff steht,

/
Vorzugsweise sind über den Umfang des Zahnrades 18 herum drei solche Planetenräder 20 vorgesehen und zwischen das Zahnrad 18 und ein Ringzahnrad 22 mit Innenverzahnung eingesetzt, das an einem Außengehäuse 2k in noch zu beschreibender Weise befestigt ist. Die Zahnräder 20 sind an Wellenzapfen 26, die an einem Innengehäuse 28 in einem Kranz befestigt sind, in geeigneter Weise gelagert. An dem Gehäuse 28 ist eine axial vorspringende Hülse 30 für die Aufnahme einer Antriebsausgangswelle 32 vorgesehen. Die Innenmantelfläche der Hülse JO ist mit geeigneten Keilnuten bzw. Zähnen 32a versehen, die mit entsprechenden Zähnen bzw. Nuten in der Außenmantelfläche der Welle 32 drehfest verbindbar sind. Die Welle 32 springt aus dem Gehäuse 2k nach außen vor und ist mit einem auswärtsragenden Umfangsflansch ^rjk versehen, der an der (nicht dargestellten) Mischtrommel angeschraubt oder in anderer Weise direkt befestigt sein kann«

Wenn die Welle "\k unter dem Antrieb durch das Getriebe 16 in Drehung versetzt wird, dreht das Zahnrad 18 die Planetenräder 2O₀ Die Planetenräder 20 werden innerhalb des Ringzahnrades 22 abgewälzt und übertragen auf diese Weise die Drehung auf das Gehäuse 30. Vom Gehäuse 30 wird der Drehantrieb über die Keilzähne bzw. Nuten 32a auf die Welle 32 übertragen. Von der Welle 32 wird die

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Drehbewegung auf die (nicht dargestellte) Mischtrommel über den an dieser starr befestigten Flansch 34 übertragen.

Das Gehäuse 24 kann von beliebigem geeignetem Typ sein und besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Getriebegehäuseteil "}6 und einem Wellengehäuseteil 38 mit je einem Flansch 40 bzw. 42 für die Verbindung der beiden Gehäuseteile 36 und 38 in beliebiger geeigneter Weise, z.B₀ in bekannter Weise mittels Schrauben 44 und zugehöriger Muttern 46, Das Ringzahnrad 22 ist zwischen den Flanschen 40 und 42 fest eingeklemmt (Figo I)₀

Der Vellengehäuseteil 38 ist vorzugsweise im wesentlichen zylindrisch und in bezug auf die Ausgangswelle 32 konzentrisch angeordnet. Zwischen das Gehäuse 38 und die Welle 32 sind geeignete Lager, beispielsweise kegelig verjüngte Lager 48 eingesetzt, so daß die Welle 32 innerhalb des Gehäuses 38 drehbar gelagert ist. Wie ersichtlich, ist das Gehäuse 38 wegen der Verbindung desselben mit dem Getriebegehäuse 36 undrehbar verbunden, das seinerseits in. noch zu beschreibender Weise selbst undrehbar ist.

Ein elastisches, flexibles oder nachgiebes_f im wesentlichen ringförmiges Glied 50 aus einem Elastomeren ist um die Außenfläche des Gehäuses 38 herum angeordnet, und besteht vorzugsweise aus Kautschuk oder einem beliebigen anderen Elastomeren, Die innere Mantelfläche des Ringes 50 ist vorzugsweise an der Außenmantelfläche des Gehäuses 38 in beliebiger bekannter Weise haftend angebracht, beispielsweise geklebt. Außerdem ist um die Außenmantelfläche

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des Hinges 50 herum ein im wesentlichen zylindrischer Außenring 52 angeordnet, der mit einem auswärts vorspringenden Radialflansch ^k versehen ist, der seinerseits an dem (nicht dargestellten) Fahrzeug, auf dem die Mischtrommel montiert ist, starr befestigt ist. Vorzugsweise\kann der Flansch $k an dem üblichen Sockel 55 (Fig. 2) angeschraubt oder anders befestigt sein, der normalerweise für den Anbau der Mischtrommel an dem Fahrzeug vorgesehen ist. Die Außenmantelfläche des Ringes 50 ist vorzugsweise in beliebiger bekannter Art an der Innenmantelfläche des Tragringes 52 haftend befestigt. Auf diese Weise ist der Ring 52 an dem Fahrzeug unabhängig von dem Gehäuse 38 sicher und starr befestigt, und das Gehäuse 38 ist mittels des nachgiebigen Gliedes 50, z.B. aus einem Elastomeren, in dem starr aufgelagerten Ring 52 nachgiebig gelagert· So werden sämtliche von der Ausgangswelle 32 auf den Gehäuseteil 38 übertragenen Schwingungen oder Stöße von dem flexiblen oder nachgiebigen Glied 50 absorbiert bzw. gedämpft, so daß die Übertragung von Erschütterungen auf das Fahrzeug selbst und sich daraus ergebende Schäden weitgehend vermindert werden.

Obwohl das nachgiebige Glied 50 in Fig. 1 und 2 im wesentlichen zylindrisch mit im wesentlichen konzentrischer Innen- und Außenmantelfläche dargestellt ist, kann natürlich die Querschnittsform des Elastomeren im wesentlichen beliebig sein. Beispielsweise zeigt Fig. 3 ein Elastomerelement 56, dessen unterer Teil eine wesentlich größere Längsabmessung als der obere Teil hat, so daß für das Element 56 eine allgemein keilförmige Gestalt geschaffen wird.

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Natürlich kann es in diesem Fall vorzuziehen sein, einen Auflagerungsring 58 mit einer der Gestalt des Elastomeren 56 angepaßten, im wesentlichen keilförmigen Gestalt anstatt des Auflagerungsringes 52 von im wesentlichen gerader zylindrischer Gestalt vorzusehen« Natürlich wird der Ring 58 in gleicher ¥eise an dem (nicht dargestellten) Fahrzeugstarr befestigt« Ein Vorteil der besonderen Ausbildung des Elastomeren 56 besteht darin, daß die größte Masse oder das größte Volumen des Elementes 56 sich im unteren Teil der Gehäusehälfte 38 befindet, der natürlich denjenigen Teil bildet, der über die Welle 32 den größten Anteil des Gewichtes der Mischtrommel aufnimmt«

Fig. k zeigt ein anders ausgebildetes Elastomer-Element 60, das im wesentlichen sanduhrförmig ist, bzw, dessen oberer und unterer Teil eine größere Längsausdehnung als die mittleren oder seitlichen Teile haben. Bei einer solchen Ausbildung kann der Tragring 52 in wirksamer Weise genutzt werden, da der obere und der untere Teil des Elastomeren 60 von im wesentlichen gleicher Länge sind. Das größte Volumen des Elastomeren 60 befindet sich am oberen und am unteren Teil des Gehäuses 38, so daß für eine wirksame Auflagerung des Gehäuses innerhalb des Ringes 52 gesorgt ist ο

Fig. 5 veranschaulicht ein weiteres Elastomer-Element 62» das dem Teil 56 im allgemeinen ähnlich ist. Der Unterschied zwischen der Längsausdehnung des oberen Teiles des Elementes 62 ist jedoch nicht so groß wie bei dem Elastomeren,56«

+ uuil. uiiliureii " ο

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Jedoch kann nicht nur die Gesamt- oder Umrißform des Elastomeren 50 sondern auch die Querschnittsform des Ringes selbst abgewandelt werden. Beispiele verschiedener Querschnittsformen des Elastomeren 50 sind in Fig. 6A bis 6j veranschaulicht. Wie aus Fig. 6A bis 6J ersichtlich, kann dieses zwei konzentrisch angeordnete Metallringe 51 und 53 aufweisen, und die Mantelfläche des Ringes 51 und die Außenmantelfläche des Ringes 53 können nach Wunsch gerade, konkav, konvex oder schräg ausgebildet sein, und die Innen- und Außenmantelfläche des nachgiebigen Teiles oder des Elastomeren 50 können der Gestalt des Gehäuses 38 und der Hülse oder des Auflagerungsgliedes 52 entsprechen. Es kann zur Schaffung einer nachgiebigen Auflagerung für das Gehäuse 38 und der Ausgangswelle 32 in dem Auflagerungsring 52 im wesentlichen jede beliebige Kombination einer Querschnittsform nach Fig. 6a bis 6j mit einer der mannigfaltigen Ausbildungen des Elastomeren gemäß Fig. 31 k und 5 verwendet werden.

Ein weiterer Typ eines Elastomeren ist bei 64 in Fig. 7 bis 9 gezeigt. Dieser Teil 64 ist von im allgemeinen gewellt ringförmiger oder sternförmiger Ausbildung (Fig. 7)· Einer der wesentlichen Vorteile dieser Ausbildung besteht darin, daß das Elastomer-Element 64 oder dessen Kautschukmaterial bei Beanspruchung durch Drehmomente vornehmlich auf Druck anstatt auf Abscherung beansprucht ist. Das Elastomer-Glied 64 ist zwischen ein Gehäuse 38· und einen Auflagerungsring 52' eingesetzt, die den entsprechenden Teilen 38 bzw. 52 im allgemeinen ähnlich sind. Nur ist in diesem Fall die Außenmantelfläche des Gehäuses 38· entsprechend der Ausbildung des Elastomeren 64 wellig ausge-

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bildet, und die Innenraantelflache des Ringes 50¹ ist ebenfalls in entsprechender Weise wellig ausgebildet, so daß das Elastomer-Glied 64 dazwischen haftend angebracht werden kann und dann das Gehäuse 38' und die Ausgangswelle 32 in dem Auflagerungsring 52' in nachgiebiger ¥eise trägt. Der Ring 52* ist vorzugsweise ebenfalls mit einem nach auswärts vorspringenden Radialflansch 54' ausgestattet, der dem Flansch 54 ähnlich ist und zur Befestigung des Ringes 52' an dem Sockel 55 (Figo Z) oder an einem beliebigen anderen Teil des (nicht dargestellten) Fahrzeuges dient.

Obwohl das Getriebe 16 (Fig. 1) von beliebiger bekannter Ausbildung sein kann, weist die besondere Anordnung ein Antriebsglied 70 auf, das an einer Antriebswelle 72 des

in
Motors 12 geeigneter Weise befestigt ist. Die Antriebswelle 72 ist in dem Getriebegehäuse 36 mittels geeigneter Lager 74 und 76 frei drehbar gelagert« Das Antriebszahnrad 70 befindet sich im antriebsübertragenden Eingriff mit einem Zahnrad 78, das an einer Welle 80 aufgekeilt oder in anderer Weise befestigt ist, die in geeigneten Lagern 82 und 84 in dem Getriebegehäuse 36 drehbar gelagert ist. Die Außenmantelfläche der Welle 80 trägt eine Verzahnung 86 und steht im antriebsübertragenden Eingriff mit einem Zahnrad 88, das an der Welle 14 aufgekeilt oder in anderer Weise befestigt ist. Die Welle 14 ist in dem Getriebegehäuse 36 mittels einer geeigneten Lagereinheit 90 drehbar gelagert. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß eine Drehung der Antriebswelle 72 über das Antriebszahnrad 70 das Zahnrad 78 antreibt, das seinerseits die Welle 80 und das Zahnrad 88 in Drehung versetzt, das seinerseits die Welle 14 antreibte Die Welle 14 überträgt die Drehung auf die Planetenräder 20, die an

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der Innenverzahnung des Ringzahnrades 22 abrollen und dabei das innere Gehäuseelement 28 in Drehung versetzen. Der Hülsenteil 30 des Gehäuseelementes 28 treibt die Ausgangswelle 32 für die Übertragung des Drehantriebes auf die (nicht dargestellte) Mischtrommel an, da die^x Welle und die Trommel starr miteinander verbunden sind. Die Drehgeschwindigkeit der Trommel im Vergleich zur Drehgeschwindigkeit des Antriebes J2 ist durch Wahl geeigneter Untersetzungeverhältnisse in dem Zahntrieb 16 in bekannter Weise im wesentlichen nach Wunsch einstellbar. Natürlich kann innerhalb der Gehäuse 36 und 38 ein geeignetes Schmiermittel vorgesehen sein, das die Zahnräder und die drehbaren Elemente in bekannter Weise umgibt und den wirksamen Betrieb des Antriebsmechanismus 10 gewährleistet.

Wenn die Mischtrommel beim Betonmischen o.dgl. gedreht wird, werden wegen des großen Gewichtes der Mischtrommel und wegen der durch deren Drehung erzeugten Kräfte normalerweise auf die Ausgangswelle 32 Schwingungen und Erschütterungen übertragen. Die Welle 32 kann in bezug auf ihre Längsachse exzentrisch umlaufen und taumeln. Das Antriebsgehäuse 36 ist vorzugsweise in bekannter geeigneter Weise an dem (nicht dargestellten) Fahrzeug montiert und in bezug auf dieses undrehbar. Der Motor 12 kann je nach Wunsch ein Zusatzgerät oder der Motor des Fahrzeugs selbst sein, und , wenn der Motor 12 die Ausgangswelle 32 für den Drehantrieb der Mischtrommel antreibt, bleibt das Wellengehäuse 38, wie ersichtlich, bei der Drehung der Welle in Ruhe. Allerdings wird das Gehäuse 38 während Taumelbewegungen der Welle 32 unter der Wirkung der Mischtrommel

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um ein geringfügiges Maß in seiner Stellung verschoben» Diese Taumelbewegungen oder Schwingungen des Gehäuses werden jedoch von dem flexiblen oder nachgiebigen Elastomer-Element 50 im wesentlichen absorbiert und nicht auf den Ring 52 übertragen, so daß eine Übertragung der Schwingungskräfte o.dglo zwischen der Trommel und dem Fahrzeug im wesentlichen verhindert wird.

Aus dem Gesagten geht hervor, daß die Erfindung eine neue, nachgiebige Auflagerungseinrichtung und einen Antriebsmechanismus für Betonmischtrommeln schafft» Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist ein Tragglied auf, das an dem Fahrzeug, an dem die Mischtrommel montiert ist, starr befestigt ist«. In dem Tragglied sind ein ¥ellengehäuse und eine drehbare Ausgangswelle aufgenommen, die für die Übertragung des Drehantriebes auf die Mischtrommel mit dieser starr verbunden ist. Zwischen dem ruhenden oder ortsfesten Tragglied und dem Wellengehäuse ist ein Elastomer-Element zum Absorbieren im wesentlichen sämtlicher Erschütterungen, Schwingungen oder Taumelbewegungen des Gehäuses in bezug auf das Fahrzeug haftend befestigt, wodurch die Übertragung von Spannungen zwischen der Trommel und dem Fahrzeug weitgehend vermindert wird.

Obwohl die Erfindung oben nur an Hand bevorzugter Ausführungs· beispiele beschrieben wurde, sind weitere Abwandlungen ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken ohne weiteres möglich.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

/ 1. /Antriebsmechanismus für auf Fahrzeuge^ montierte Beton-— mischtrommeln mit einer Antriebsquelle, gekennzeichnet durch eine an der Mischtrommel starr befestigte, drehbare Ausgangswelle ι eine zwischen der Antriebsquelle und der Ausgangswelle zwischengeschaltete Getriebeeinrichtung zum Übertragen der Drehbewegung auf die Ausgangswelle, eine nicht drehbare Gehäuseeinrichtung, die die drehbare Ausgangswelle stützt, eine Auflagerungseinrichtung, die die Gehäuseeinrichtung umgibt und an dem Fahrzeug starr befestigt ist,und eine zwischen der Gehäuseeinrichtung der Auflagerungseinrichtung angeordnete nachgiebige Einrichtung zum Absorbieren im wesentlichen der gesamten Kelativbewegung der Gehäuseeinrichtung in bezug auf die Auflagerungseinrichtung.

2* Antriebsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Einrichtung ein im wesent-

—en
lieh ringförmiges Glied aus einem Elastomeren aufweist, das zwischen der Gehäuseeinrichtung und der Auflagerungseinrichtung haftend angebracht ist*

3. Antriebsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Einrichtung von im wesentlichen ringförmiger Ausbildung und seitlich von im wesentlichen insgesamt keilförmiger Gestalt ist, so daß das größere Volumen dieser Einrichtung sich im unteren Teil der Gehäuseeinrichtung befindet und das Gewicht der Mischtrommel in wirksamer Weise aufnimmt und Erschütterungen absorbiert*

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4. Antriebsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einrichtung aus zwei konzentrisch angeordneten Metallringen besteht, zwischen denen ein nachgiebiges Material haftend angebracht ist und von denen der eine mittels der Auflagerungseinrichtung aufgelagert ist und deren anderer das nicht drehbare Gehäuse abstützt.

5. Antriebsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen den Metallringen von im wesentlichen gekrümmter Querschnittsform ist.

6. Antriebsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen den Metallringen im wesentlichen von konischem Querschnitt ist»

7· Antriebsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen den Metallringen im wesentlichen zylindrisch ist.

8. Antriebsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmantelflache des einen Metallringes konkav und* der Außenmantel des anderen Metallringes konvex ist.

9« Antriebsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmantelfläche eines Metallringes konvex und die Außenmantelfläche des anderen Metallringes konkav ist.

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10. Antriebsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Einrichtung ein zwischen die Gehäuseeinrichtung und die Auflagerungseinrichtung eingesetztes, allgemein kreisförmiges, gewelltes flexibles Glied ist. ^x

11. Nachgiebige Auflagerungseinrichtung, gekennzeichnet durch einen starr montierten Auflagerungsring, ein innerhalb des starren Auflagerungsringes im Abstand von diesem angeordnetes, relativbewegliches Auflagerungsglied und eine zwischen dem starren Auflagerungsring und dem relativbeweglichen Auflagerungsglied eingesetzte nachgiebige Einrichtung zum Absorbieren im wesentlichen der gesamten Bewegung des beweglichen Auflagerungsgliedes, bestehend aus einem Elastomer-Element, das

+
an jedem der Auflagerungsglieder haftend befestigt ist.

12. Nachgiebige Auflagerungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Einrichtung von im wesentlichen zylindrischer, gewellter Ausbildung ist.

+ (d.i. an dem starren Auflagerungsring und dem beweglichen Auflagerungsglied)

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