DE2918485A1

DE2918485A1 - Vorrichtung zum herstellen einer keilverbindung sowie verfahren zu deren anwendung

Info

Publication number: DE2918485A1
Application number: DE19792918485
Authority: DE
Inventors: Jean Noly
Original assignee: Potain SA
Current assignee: Manitowoc Crane Group France SAS
Priority date: 1978-05-18
Filing date: 1979-05-08
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FR2426176A1; DE2918485C2; FR2426176B1

Description

Anwaltsakte: P 429 T³Otain S.A.

Kennwort: "Keilverbindung" Chevilly Larue,

Prankreich

Vorrichtung zum Herstellen einer Keilverbindung sowie Verfahren zu deren Anwendung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer Keilverbindung sowie ein Verfahren zu dessen Anwendung.

Eine solche Verkeilungsvorrichtung dient dazu, zwei Elemente mit ihren Enden aneinander zu befestigen. Eine derartige Vorrichtung findet insbesondere für die Verkeilung von Maschinenelementen bei Kränen und Förderanlagen Anwendung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verkeilungsvorrichtung zu schaffen, die leichter zu montieren und zu demontieren ist, als die bekannten Vorrichtungen, und die außerdem bei gleicher Widerstandskraft leichter ist.

Eine erfindungsgemäße Verkeilungsvorrichtung, die dazu dient, zwei Elemente miteinander zu verbinden, welche jeweils eine Gabel und eine öse aufweisen, die ferner mit einem Zapfen versehen ist, der dazu dient, sowohl durch in der Gabel als auch in der öse vorgesehene Bohrungen hindurchgeführt zu werden, wobei die beiden Zinken der Gabel beidseits der Öse liegen, ist gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: der Zapfen ist aus zwei einander zugeordneten Teilen zusammengesetzt, nämlich einem Haupteil und einem Nebenteil, die beide durch eine ebene Gleitfläche von einander getrennt sind, welche ihrerseits in Bezug auf die geometrische Achse des Zapfens geneigt ist, daß der Zapfen im wesentlichen von zylindrischer Gestalt ist, und

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daß der Hauptteil in seinem sioh verjüngendem Ende eine Gewindebohrung aufweist, die sich parallel zur Zapfenachse erstreckt, und die das Gewindeende einer Schraube aufzunehmen vermag, deren Kopf mittelbar oder unmittelbar an der Gabel außen anliegt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die die beiden Teile des Zapfens trennende Fläche außerhalb der geometrischen Zapfenachse angeordnet; die Achse liegt auf ihrer gesamten Länge innerhalb des Hauptteiles des Zapfens, während der Nebenteil von kleinerer Abmessung als der Hauptteil ist.

Gemäß der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, den zylindrischen Teil der Mantelfläche des Hauptteiles des Zapfens kontinuierlich zu gestalten, während der zylindrische Teil des Nebenteiles einen Zwischenabschnitt kleineren Durchmessers aufweist, der sich - in Achsrichtung gesehen - über dem Bereich der öse erstreckt ; dabei ist das Ganze derart gestaltet und angeordnet, daß das freie Ende der öfte auf der Seite des Hauptteiles des Zapfens liegt, während das freie Ende der beiden Zinken der Gabel auf der Seite des Nebenteiles liegt.

Gemäß der Erfindung wird weiterhin vorgesehen, das verjüngte Ende des Nebenteiles mit einem zu diesem einteiligen Absatz auszurüsten, der einen Vorsprung in Bezug auf die Mäntelfläche des Nebenteiles darstellt, um außen an der Gabel anzuliegen.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung eine kreisringförmige Anschlagplatte vorgesehen, die außen an der Gabel derart anliegt, und die derart gestaltet ist, daß sich der Absatz zwischen ihren beiden Enden befindet, so daß eine Verdrehung des Zapfens verhindert und gleichzeitig eine Montagehilfe geschaffen wird.

Gemäß der Erfindung wird weiterhin das erweitete Ende des Zapfens auf der Stirnseite mit einem Buckel oder dergleichen versehen, der Im wesentlichen koaxial zur Zapfenachse liegtj dabei ist das

Ganze derart ausgebildet, daß ma-η zum Zwecke des Eintreibens des Hauptteiles des Zapfens nach dem Einsetzen des Nebenteiles auf den Buckel mit dem Hammer oder dergleichen schlagen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung stützt sich der Schraubenkopf auf der Gabel mittelbar ab, und zwar durch Zwischenfügen einer Haube, die einerseits aus einer flachen Scheibe besteht, welche ihrerseits mit einer Bohrung zum Hindurchführen der Schraube ausgestattet ist, und andererseits aus einem Zylindermantel, dessen - im Querschnitt gesehen - freies Ende auf der Gabel Abstützung findet, und zwar um jene Bohrung herum, die der Hindurchführung des Zapfens dient.

Gemäß der Erfindung wird zwischen die flache Scheibe der Haube und dem Kopf der Schraube wenigstens eine elastische Scheibe sowie eine Sicherungsscheibe eingelegt.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Figur 1 zeigt eine Gesamtansicht der Verkeilungseinrichtung. Figur 2 zeigt den Hauptteil des Zapfens dieser Vorrichtung. Figur 3 zeigt eine Ansicht in Blickrichtung III in Figur 2. Figur 4 zeigt eine Ansicht des Nebenteiles des Zapfens. Figur 5 zeigt eine Ansicht in Blickrichtung V in Figur 4. Figur 6 zeigt die genannte Haube in Draufsicht.

Figur 7 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie VII-VII in Figur 6.

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• BAD ORIGINAL

Figur 8 zeigt eine Ansicht in Blickrichtung VIII in Figur 1.

Figur 9 zeigt den Querschnitt gemäß der Schnittlinie IX-IX in Figur 1.

Die in Figur 1 dargestellte Verkeilungsvorrichtung dient dazu, zwei Elemente, deren Enden jeweils als Gabel und zugehörende öse 1 ausgebildet sind, entsprechend miteinander zu verbinden. Die Gabel umfaßt zwei Zinken 2 und 3, die beidseits der öse zu Liegen kommen. Das Hauptteil der Keilvorrichtung stellt ein Zapfen dar, der sowohl eine zylindrische Bohrung 4 der öse 1 als auch zylindrische Bohrungen 5 und 6 der Zinken 2 und 3 durchdringt.

Der Zapfen ist in seiner Gesamtheit von im wesentlichen zylindrischer Gestalt. Er besteht aus zwei einander zugeordneten Teilen, nämlich einem Hauptteil 8 und einem Nebenteil J. Diese beiden Teile sind durch eine plane Gleitfläche 9 von einander getrennt, welche leicht gegen die Achse 10 des Zapfens geneigt ist. Die Fläche S₁ die die geometrische Achse 10 nicht schneidet, befindet sich außerhalb des Nebenteiles 7; aufgrund dieser Tatsache ist die Dicke dieses Nebenteiles J geringer als jene des Hauptteiles 8.

Der zylindrische Teil der Mantelfläche des Nebenteiles 7 umfaßt auf der Höhe der öse 1 einen mittleren Abschnitt kleineren Durchmessers (siehe Fig. 4·). Der Nebenteil J trägt an seinem verjüngten Ende einen kreisbogenförmigen Absatz 12. Dieser bildet einen Vorsprung in Bezug auf die zylindrische Mantelfläche des Nebenteiles 7. Absatz 12 liegt außen gegen den Zinken;? der Gabel an, um eine Axialverschiebung des Nebenteiles 7 zu verhindern. Absatz 12 wird weiterhin eingerahmt von den beiden radialen Enden einer kreisbogenförmigen Anschlagplatte 13 (siehe Fig. 1 und S); diese Platte 1J> liegt an dem Zinken ~$ der Gabel

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außen an, und ist durch eine Schweißnaht 14 mit diesem Zinken j5 verbunden. Die gesamte Anordnung ist derart getroffen, daß Nebenteil 7 im Bereich der freien Enden der Zinken 2 und 3 angeordnet ist, während Hauptteil 8 im Bereich des freien Endes der Öse 1 liegt.

Der zylindrische Teil der Mantelfläche des Hauptteiles 3 ist in Längsrichtung kontinuierlich durchgeführt. Die zylindrische Mantelfläche des Hauptteiles 8 soll im wesentlichen kontinuierlich mit der zylindrischen Mantelfläche des Nebenteiles J eingeführt werden (siehe insbesondere Fig. 9). Hauptteil 8 umfaßt an seinem erweiteten Ende eine Art Buckel 15, der konzentrisch zur geometrischen Achse 10 liegt. Hauptteil 8 ist an seinem sich verjüngendem Ende mit einer Gewindebohrung 16 ausgestattet. Diese erstreckt sich parallel zur geometrischen Achse 10 und dient dazu, das Gewindeende einer Schraube 17 aufzunehmen. Der Kopf 18 in dieser Schraube stützt sich auf Zinken 2 der Gabel ab, und zwar unter Zwischenfügung einer Haube I9.

Wie sich aus den Figuren 1, 6 und 7 erkennen läßt, umfaßt die Haube einerseits eine flache Scheibe 20, andererseits einen Zylindermantel 21. Der Stift von Schraube 17 ist durch eine Bohrung 22 der Scheibe 20 hindurchgeführt, während der Kopf l8 und die Scheibe 20 durch zwei elastische Unterlegscheiben 2j5 voneinander getrennt sind, die einerseits am Stift der Schraube 17 anliegen, andererseits an einer Platte 24, die' sich ebenfalls im Eingriff mit dem Stift der Schraube I7 befindet. Diese Platte 24 dient als Schraubensicherung. Sie hat ein freies Ende, das zur zylindrischen Mantelfläche der Haube hin umgeschlagen oder umgebördelt ist. Der freie Rand des Zylindermantels 21 stützt sich außen gegen den Zinken 2 der Gabel ab, und zwar um die Bohrung 5 hindurch, die dem Hindurchführen des Zapfens dient.

Die Verkeilungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird in folgender Weise benutzt:

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Zuerst wird die Öse 1 derart mit den Zinken 2 und 5 der Gabel in Eingriff gebracht, daß die Bohrungen 4, 5 und 6 miteinander fluchten, so als wären sie eine einzige Bohrung. Als erstes wird Nebenteil 7 eingeführt und während des Einführens des Hauptteiles 8 in genauer Lage gehalten. Im Augenblick dieses Einführens dient die Halteplatte 13 als Montagehilfe, indem sie jegliche Gefahr des falschen Einsetzens des Stiftes ausschließt. Um den Hauptteil gut zu verkeilen, kann man auf den Buckel oder Bolzen 15 mit Hilfe eines Hammers schlagen. Sodann wird die Haube 19 aufgesetzt, die elastischen Scheiben 23 und die Platte 24 aufgelegt und die Schraube YJ eingeführt und mit einem gegebenen Drehmoment eingeschraubt. Nur als Beispiel sei angeführt, daß das Drehmoment für eine Verkeilungsvorrichtung, deren Zapfen einen Außendurchmesser von 80 mm aufweist, etwa 20 kg¹ beträgt. Sobald die Schraube angezogen ist, wird abermals auf Buckel I5 geschlagen; sodann wird die Schraube erneut angezogen, und so weiter, bis zum Erreichen einer mechanischen Stabilisierung der gesamten Einheit.

Indem man auf diese Weise vorgeht erzielt man eine Vorspannung. Aufgrund dieser Vorspannung bleiben die Elemente Zapfen-Bohrung ständig unter Spannung im Eingriff miteinander, und zwar selbst im Falle der Umkehrung der Kraftübertragung mittels der Verbindung Gabel-Zapfen, wobei diese Verbindung durch Ausdehnung oder durch Druck vorgenommen werden kann.

Die Vorspannung, welche Ermüdungserscheinungen vorbeugt, erlaubt es, einen höheren Druckkontakt herzustellen, als im Falle der klassischen Vorrichtungen, welche einen konusförmigen, aus einem einzigen Teil hergestellten Zapfen umfassen. Auf diese Weise erlaubt die Erfindung eine Verringerung der Dicke der Verkeilungsteile und damit eine Verminderung des Gewichtes des Verkeilungszapfens. Die Anwendung einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtung, die die Gewichte der zu handhabenden Teile erheblich vermindern, erlaubt, ist insbesondere im Falle von Kranen vorteilhafte Hierdurch wird nämlich der Vorgang des Teleskopierens

(Ausfahrens) erleichtert, wobei solche Verkeilungen an hoch gelegenen Stellen vorgenommen werden müssen.

Die elastischen Scheiben 2j? dienen dazu, die beim Montieren aufgebrachte Vorspannung weiterhin beizubehalten.

Das erfindungsgemäße Verkeilungssystem ist insbesonder im Hinblick auf das Demontieren vorteilhaft. Mit den bekannten Vorrichtungen muß man lange auf den konischen Zapfen schlagen, um ihn dann loszuhauen, wenn wer angerostet ist. Der Vorgang des Lösens angerosteter Zapfen ist insbesondere bei Zapfen großen Durchmessers sehr unangenehm. Bei erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtungen genügen hingegen einige wenige Hammerschläge zum Entriegeln: aufgrund der Gestaltung des Zapfens als Zylinder und aufgrund der Ausbildung aus zwei voneinander getrennten Teilen durch die Gleitfläche 9 läßt sich Hauptteil 8 augenblicklich lösen.

Bei gleichem Widerstand (gleiche Kraftübertragungsmöglichkeit) läßt sich ein herkömmlicher Verkeilungszapfen eines mittleren Außendurchmessers von 80 mm und von einem Gewicht von 11 kg durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung ersetzen, deren Zapfen nur etwa 6 kg wiegt. Die Arbeit des Monteurs wird sehr erleichtert, und zwar in dem Maße, in welchem unnützes Gewicht vermieden wird.

Claims

Pat ent ansprüche

1.) Verkellungsvorrichtung zum gegenseitigen Befestigen zweier Elemente, die jeweils mit einer Gabel und. einer öse ausgestattet sind, mit einem Zapfen, der sowohl durch Bohrungen in der Gabel als auch durch eine Bohrung in der öse hindurchgeführt wird, wobei die beiden Zinken der Gabel beidseits der Öse zu liegen kommen, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen aus zwei einander zugeordneten Elementen aufgebaut ist, nämlich einem Hauptteil (8) und einem Nebenteil (7), und daß diese beiden Teile durch eine im wesentlichen ebene Gleitfläche (9) von einander getrennt sind, die gegen die geometrische Achse (10) des Zapfens leicht geneigt ist, und daß der Zapfen in seiner Gesamtheit im wesentlichen zylindrische Gestalt hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Gleitfläche (9) die Achse (10) des Zapfens nicht schneidet, und daß sich diese Achse (10) auf ihrer gesamten Länge innerhalb des Hauptteiles (S) erstreckt, so daß das Nebenteil (7) von geringerer Dicke als der Hauptteil (8) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil (8) im Bereich seines verjüngten Endes eine in die Stirnseite eingelassene Gewindebohrung trägt, die sich parallel zur Achse des Zapfens erstreckt und die dazu dient, das Gewindeende einer Spannschraube (17) aufzunehmen, deren Kopf (l8) sich außen gegen die Gabel abstützt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schraubenkopf (18) unter Zwisqhenfügung einer Haube (19)

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gegen die Gabel abstützt, und daß die Haube (19) einerseits aus einer flachen Scheibe (20) besteht, die eine Bohrung (22) zum Hindurchführen des Gewindeteiles der Schraube (17) aufweist, und andererseits aus einem Zylindermantel (21), dessen freier Rand sich im Bereich jener Bohrung, der dem Hindurchführen des Zapfens dient, gegen die Gabel abstützt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der flachen Scheibe (20) der Haube (19) und dem Kopf (l8) der Schraube (17) zum Sichern der Schraube wenigstens eine elastische Scheibe und ein Sicherungsblech vorgesehen sind, durch welche die Schraube (17) hindurchgeführt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil der Mantelfläche des Hauptteiles (8) des Zapfens in Längsrichtung gesehen kontinuierlich verläuft, während jener des Nebenteiles (7) einen Zwischenabschnitt im Bereich der öse (1) aufweist, der einen geringfügig kleineren Durchmesser als der übrige Teil hat, und daß die Anordnung derart getroffen ist, daß das freie Ende der öse (1) auf der Seite des Hauptteiles (8) des Zapfens so angeordnet ist, während das freie Ende der beiden Zinken (2, 3) der Gabel auf der Seite des Nebenteiles (7) liegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Teil des Nebenteiles (7) einen Absatz (12) angeformt hat, der in Bezug auf die zylindrische Mantelfäche des Nebenteiles (7) einen Vorsprung bildet, um außen gegen die Gabel anzuliegen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Absatz (12) Kreisbogenform hat, und daß eine kreisbogenförmige Halteplätte derart außen an der Gabel angeformt ist, daß der Absatz von den beiden radialen Enden der Halteplatte (Γ3) eingerahmt wird, um sowohl eine Verdrehung des Zapfens als auch

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eine Falschmontage zu verhindern.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erweiterte Ende des Hauptteiles (8) des Zapfens einen Buckel (I5) aufweist, der im wesentlichen zentrisch zur geometrischen Achse (10) des Zapfens angeordnet ist, und daß die Anordnung derart getroffen ist, daß zum Zwecke des Verkeilens von Hauptteil (8) und Nebenteil (7) auf den Buckel (I5) geschlagen werden kann.

10. Verfahren zur Verwendung einer Verkeilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Nebenteil (7) des Zapfens eingesetzt wird, daß dieser sodann in seiner genauen Lage während des Einführens des Hauptteiles (8) des Zapfens gehalten wird, daß sodann auf den Hauptteil (8)' des Zapfens geschlagen wird, um diesen mit dem Nebenteil zu verkeilen, daß anschließend die Spannschraube in den Hauptteil (8) des Zapfens mit einem vorgegebenen Drehmoment eingeschraubt wird, daß sodann von neuem auf den Hauptteil (8) des Zapfens geschlagen und sodann erneut die Schraube (17) niit dem Hauptteil (8) des Zapfens unter gleichem Drehmoment weitergeschraubt wird, und daß sodann bis zum Erzielen einer mechanischen Stabilistaion der gesamten Einheit vorangeschritten wird, entsprechend einem Vorspannungszustand, der einen ständigen Druckkontakt zwischen dem Zapfen und den Bohrungen von Gabel (2, 3) und öse (1) sicherstellt, und zwar selbst für den Fall einer Umkehrung der Kraftübertragungsrichtung mittels der Verbindung Gabel-Öse.

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