DE2926129A1

DE2926129A1 - Kugelgelenk fuer stuetze und mit einem solchen gelenk ausgeruestete stuetze

Info

Publication number: DE2926129A1
Application number: DE19792926129
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Charbonnages de France CDF
Current assignee: Charbonnages de France CDF
Priority date: 1978-06-29
Filing date: 1979-06-28
Publication date: 1980-01-10
Also published as: FR2429925A1; US4231672A; GB2032513A; GB2032513B; FR2429925B1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk für eine Stütze und eine mit diesem Gelenk ausgerüstete Stütze. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kugelgelenk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In den üS-Patentschriften 3 414 302, 3 101 961/ den französischen Patentschriften 2 042 262, 901 628, 1 458 003 und den deutschen Patenten 2 015 368 und 506 246 sind Kugelgelenke beschrieben, bei denen eines der Elemente des Kugelgelenks ein glockenförmiges bzw. rockförmiges Teil mit konzentrischer kugelförmiger Innen- und Außenoberfläche und das andere Element ein mittlerer Kugelkopf ist, der fest mit einem externen ringförmigen Element von konvexer Kugelgestalt verbunden ist. Diese Druckschriften und insbesondere die US-PS 3 414 302 zeigen den bisherigen Stand der Technik, angewandt auf Verbindungsgelenke von nicht ausgerichteten Teilen, z.B. solche Teile, die für das Lenkgestänge von Kraftfahrzeugen oder zur schrägen übertragung einer von einer Kolbenstange ausgeübten Kraft benötigt werden.

All diese Vorrichtungen können in einem Ausmaß geneigt werden, das durch den Anschlag des Randes der Glocke gegen den Träger des Kugelkopfes begrenzt ist. Bei Anwendung auf einen Stützausbau, der hohe Lasten tragen soll, die in der Größenordnung von mehreren 10 Tonnen liegen, ergibt sich folgender Mangel: Bei schräger Last ist am Anschlag die Glocke bzw. das ringförmige Element dasjenige Teil, welches einen beträchtlichen Anteil der Last tagen muß, wodurch sich die Gefahr einer Deformierung oder des Verklemmens ergibt.

Dieser Mangel wird auch durch die Stütze nach der DE-PS 1 122 914 nicht vermieden.

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Bei Kugelgelenken, die bei Ausbaustützen Anwendung finden, wie sie in der US-PS 3 481 573 und FR-PS 1 226 776 beschrieben sind, werden ebenfalls nicht die Mangel vermieden, die sich durch Anschläge ergeben, die sehr nahe an der Mitte des Gelenks liegen und somit unzulässigen Belastungen ausgesetzt sind, wenn die Last schräg einwirkt.

Wie bereits in den vorstehend genannten Druckschriften vorgeschlagen ist, können auch Verbindungen mit zwei Winkelfreiheitsgraden verwendet werden, von der Art eines Kardangelenks, aber derartige Verbindungen bereiten bei der Ausrichtung Schwierigkeiten, wenn mehrere Verbindungen erforderlich sind, wie dies häufig bei einer Ausbaukappe erforderlich ist. Derartige Kardangelenke sind ferner platzraubend.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kugelgelenk und eine damit ausgerüstete Stütze zu schaffen, die eine Anwendung bei einem Stützausbau gestatten, wobei unzulässige Anschlagdrücke in dem Metall vermieden werden und gleichzeitig der Gelenkwinkel vergrößert wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Kugelgelenk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, das gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß das den Kugelkopf aufweisende Element eine zylindrische Ausnehmung aufweist, die im Inneren des Kugelkopfes angeordnet ist, und die Stütze zum Tragen des den Kugelkopf tragenden Elements einen Schwenkzapfen aufweist, der mit Radialspiel in der zylindrischen Ausnehmung montiert ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung enthält der Boden der Ausnehmung eine Lagerpfanne mit kugelförmiger oder zylindrischer Auflagefläche für den Schwenkzapfen, und das Zapfenende ist mit dazu passender Form ausgebildet.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Schwenkzapfen gegen axiale Drehung in der Ausnehmung gesichert/ z.B. dadurch, daß er darin mittels eines Drehzapfens gelagert ist, dessen Achse transversal zur Achse des Schwenkzapfens verläuft.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ferner das den Kugelkopf tragende Element um die Stütze herum durch einen vorzugsweise teleskop-förmig ausgebildeten Mantel verlängert. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Fuß des Stützschaftes mit einem Teil verbunden, das fest mit der Sohlenstütze oder einer Gruppe von Sohlenstützen des Stützausbaus über eine oder mehrere Pleuelstangen verbunden ist, die zum einen an diesem Teil und zum anderen an dem Fuß angelenkt sind, und zwar mittels Schwenklagern, deren Achsen parallel zur Achse des Drehzapfens sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht längs Linie I-I in Fig. 2 zur Darstellung des erfindungsgemäßen Kugelgelenks in einer senkrechten Längsschnittansicht einer Stützkappe, die teilweise dargestellt ist, wobei die Schnittansicht längs der Achse einer teilweise dargestellten Stütze verläuft;

Fig. 2 eine Teilschnittansicht längs Linie II-II in Fig. 1, transversal zur Schnittansicht in Fig. 1; und

Fig. 3 eine Schnittansicht analog Fig. 1, jedoch mit kleinerem Maßstab, wobei eine Ausbaustütze gezeigt ist, die mit einem erf indungs gemäß en Ge;lenkteil versehen ist, wobei die Anordnung vor dem Zusammenbau mit dem anderen Teil, das mit der Kappe fest verbunden ist, gezeigt ist.

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Das in der Zeichnung gezeigte Kugelgelenk dient zur Verbindung eines Teils 1 mit dem Stempel 2 einer Stütze 3.

Das Gelenk enthält einen Kugelkopf 11 mit einem Sockel 12 großen Querschnitts, der an dem Stempel 2 befestigt ist, und eine konkave Kugelkappe 13, die sich über eine Halbkugel erstreckt, jedoch nicht weiter, und deren Form mit derjenigen des Kugelkopfes 11 übereinstimmt. Die Kugelkappe 13 ist durch das Teil 1 fest mit der Stützkappe verbunden, wobei dieses Teil ein Bestandteil einer oder zweier Stützkappen ist oder ein Bestandteil eines damit verbundenen Teils ist. Die Kugelkappe 13 hat eine nach unten ausgerichtete konkave Fläche Diese Kugelkappe 13 ist rockförmig bzw. in Form einer Glocke ausgebildet, deren Außenoberfläche 15 ferner mit Ausnahme des oberen Teils, der fest mit dem Teil 1 verbunden ist, kugelförmig kovex und konzentrisch zur konkaven Fläche 14 ist. über die kugelförmige konkave Fläche 14 hinaus ist die Kugelkappe 13 durch einen Kragen 16 verlängert, dessen Innenoberfläche sich deutlich von der Kugeloberfläche des Kopfes 11 entfernt, dessen Außenfläche sich jedoch als kugelförmiger Ring erstreckt, und zwar in genauer Fortsetzung der Kugelgestalt der Außenoberfläche 15. Mit 16' ist gestrichelt die äußerste Stellung bei kugelförmiger Drelmng des Kragens 16 gezeigt, wenn die Stützkappe gegenüber der Stütze 3 geneigt ist.

Am Sockel 12 des Kopfes 11 sind Trägerelemente 17 montiert, die fest mit dem Kopf 11 verbunden sind und sich von diesem deutlich entfernen, wobei mit diesen Trägerelementen 17 ein Ring 18 fest verbunden ist, der im Inneren eine konkave Aufstützoberfläche 19 aufweist, deren Form mit der Außenoberfläche 15 der Kugelkappe 13 übereinstimmt, welche diese in der Zone überragt, die die Aufstütäialbkugel dieser Glocke an der entsprechenden Aufstützhalbkugel des Kugelkopfes 11 verlängert.

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Es ist ersichtlich/ daß jegliche Lasten, gleich wie sie gerichtet sind, stets von einer großen Aufstützoberfläche abgefangen werden, denn die glockenförmige Kugelkappe 13 kann sich nur mit einer kugelförmigen Gleitbewegung zwischen dem Kopf 11 und dem kugelförmigen Ring 18 bewegen, die miteinander starr verbunden sind. Somit sind alle Gegenkräfte entweder Abstützkräfte der Kugelkappe 13 auf dem Kugelkopf 11 oder Abstützkräfte des Rings 18 auf der Kugelkappe 13. Ferner ist die Montage des Gelenks einfach, denn der Ring ist zu diesem Zweck aus zwei Teilen gebildet, die nach dem Verbindungsschema in Fig. 1 mit den Trägerelementen 17 zusammengebaut werden, nachdem die Kugelkappe 13 und der Kopf 11 miteinander in Berührung sind.

Durch diese Anordnung wird es möglich, bei gleichen Abmessungen die für das Gelenk zulässige Last mit einem wesentlichen Faktor zu multiplizieren. Es ist so die Konstruktion eines Gelenks zwischen Stützkappe und Stütze für einen Stützausbau möglich, der pro Stütze unter 90 t eingespannt werden kann und eine gleitende Last von 110 t pro Stütze trägt.

Das beschriebene Gelenk ist gemäß der Erfindung an eine Stütze 3 über den Stempel 2 dieser Stütze angekoppelt, wie im folgenden näher erläutert wird.

Der Kugelkopf 11 enthält eine zylindrische Ausnehmung 21 mit geschlossenem Boden, wobei diese Ausnehmung den Sockel 12 dieses Kugelkopfes 11 transversal durchquert. Der Stempel 2 der Stütze 3 trägt an seinem oberen Ende einen Schwenkzapfen 4, dessen Durchmesser deutlich geringer als derjenige der zylindrischen Ausnehmung 21 ist, so daß in zentrierter Stellung ein Spiel e vorhanden ist. Die Verbindung zwischen dem Kugelkopf 11 und dem Schwenkzapfen 4 ist durch einen transversal verlaufenden Drehzapfen 5 hergestellt, der bezüglich des Drehzentrums c des Kugelgelenks nach unten versetzt ist.

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Der Drehzapfen 5 ist mittels eines Dorns 6, der transversal zum Schwenkzapfen 4 und Drehzapfen 5 verläuft/ blockiert. Der Boden der Ausnehmung 21 weist eine Lagerpfanne 22 mit konkaver, kugelförmiger Auflagefläche für das Ende des Schwenkzapfens 4 auf, wobei ihre Kugel- oder Zylindergestalt entsprechend ausgebildet und auf der Achse χ des Drehzapfens 5 zentriert ist. Bei dem beschriebenen Montagevorgang wird der Stempel 2 der Stütze 3 also durch ein weiteres Schwenklager um den Drehzapfen 5 herum an den Gelenkkopf 11 angekoppelt, und wegen des Spiels e ist ein Schwenkwinkel α zwischen der Stütze 3 und dem Kugelkopf 11 möglich.

Der Fuß 7 des Schaftes 6 der Stütze 3 ist ferner mit einem Teil 8 verbunden, das fest mit dem Sohlenstempel oder einer Gruppe von Sohlenstempeln der Stützausbaueinheit verbunden ist, und zwar über eine oder mehrere Pleuelstangen 9, die zum einen an dem Teil 8 und zum anderen an dem Fuß 7 über Schwenkgelenke 27 und 28 angelenkt sind, deren Achsen parallel zur Achse χ des Drehzapfens 5 sind. Das Teil 8 kann z.B. das untere Aufstützteil der Hebevorrichtung oder Stütze einer Stützausbaueinheit sein, wie sie in den französischen Patentanmeldungen 2 339 057 und 2 356 809 beschrieben sind.

Damit die Schwenkbewegung der Stütze 6 in bezug auf den Kopf 11. begrenzt wird, ohne daß unzulässige Belastungen am Eingang der Ausnehmung 21 auftreten, ist ein rechteckförmiger Mantel 23 vorgesehen, der sich von den Tragelementen 17 ausgehend, mit denen er fest verbunden ist, nach unten erstreckt. Dieser Mantel 23 begrenzt an der mit 23' bezeichneten Stelle die Schwenkung des Schaftes 6 der Stütze 3 auf einem Winkel α. Der Mantel 23 ist teleskopförmig ausgebildet, damit seine Höhe dauernd an diejenige der mehr oder weniger ausgezogenen Stütze angepaßt werden kann. Er ist also aus zwei Rohrteilen 24, 25 gebildet, wobei das Rohrteil 24 an einem Trägerelement 17 fest montiert ist, wie bereits erläutert wurde, und das Rohrteil 25 direkt oder indirekt mit dem Stützstempel bzw. den Stützstempeln der Stützausbaueinheit verbunden ist.

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Claims

MÜLLER-BOHE -DEUFEL -SCiHON · HERTEL PATENTANWÄLTE DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALTVON 1927-1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS. ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES U1OFFICE EUROPEEN DES BREVETS Hl/HD-ro-C 3054 CARBONNAGES DE FRANCE, Paris / Frankreich Kugelgelenk für Stütze und mit einem solchen Gelenk ausgerüstete Stütze PATENTANSPRÜCHE

1. Kugelgelenk für die übertragung von Stütz- und Zugkräften zwischen einer Stütze und einer Kappe einer Stützausbaueinheit, bei der zwei kugelförmige, zueinander passend ausgebildete Elemente miteinander zusammenwirken, von denen das eine als Stützelement mit einem kugelförmigen Kopf ausgebildet ist und von der Stütze getragen wird und das andere fest mit der Kappe verbunden ist und eine konkave Kugelkappe aufweist, die auf eine maximal halbkugelförmige Oberfläche begrenzt ist und teilweise rockförmig bzw. als Glocke ausgebildet ist, deren Innenoberfläche die konkave Kugelkappe bildet und deren Außenfläche

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MÜNCHEN 86 · SIEBEHTSTH. 4, · PÖSTPACH 860720 · KABEL·: MUEBOPAT ■ TEL·. (089) 474005 · TELEX 5-24385

kugelförmig konvex und konzentrisch zu der Innenoberfläche ist, auf welcher sich diese umgebend eine ringförmige Oberfläche abstützt/ deren Kugelform mit dem Kugelkopf übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das den Kugelkopf (11) aufweisende Element (17) eine zylindrische Ausnehmung (21) aufweist, die im Inneren des Kugelkopfes (11) angeordnet ist, und die Stütze (2) zum Tragen des den Kugelkopf (11) tragenden Elements (17) einen Schwenkzapfen (4) aufweist, der mit Radialspiel in der zylindrischen Ausnehmung (21) montiert ist.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der zylindrischen Ausnehmung (21) eine Pfanne (22) mit kugelförmiger oder zylindrischer Auflagefläche für den Schwenkzapfen (4) aufweist und das Ende des Schwenkzapfens (4) mit übereinstimmender Form gestaltet ist.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkzapfen (4) gegen axiale Verdrehung in der Ausnehmung (21) gesichert ist.

4. Kugelgelenk nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkzapfen (4) mittels eines Drehzapfengelenks (5) mit zu seiner Achse transversal verlaufender Achse in der Ausnehmung montiert ist.

5. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Kugelkopf tragende Element (17) um die Stütze (6) herum in Form eines Mantels (23) verlängert ist.

6. Kugelgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (23) teleskopartig ausgebildet ist.

7. Stütze mit einem Kugelgelenk nach Anspruch 4, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß der Fuß (7) des Schaftes (6) der Stütze (3) mit einem Teil (8) verbunden ist/ das mit einem Sohlenstempel oder einer Gruppe von Sohlenstempeln der Ausbaueinheit über eine oder mehrere Pleuelstangen (9) verbunden ist, die zum einen an dem Teil (8) und zum anderen an dem Fuß (7) mittels Schwenkgelenken (27, 28) angelenkt sind, deren Achsen parallel zur Achse χ des Drehzapfengelenks (5) sind.

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