DE3738571A1

DE3738571A1 - Gelenkbolzenbaueinheit

Info

Publication number: DE3738571A1
Application number: DE19873738571
Authority: DE
Inventors: Lee A Horton
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1988-11-24
Also published as: US4772150A; FR2614954A1; SE8704379D0; SE8704379L

Description

Die Erfindung betrifft eine weiterentwickelte Gelenk bolzenbaueinheit, die in Verbindungsglied-Baugruppen zu verwenden sind, und insbesondere, aber hierauf nicht beschränkt, betrifft die Erfindung eine Gelenkbolzen baueinheit, die selbstschmierend und dicht gekapselt ist sowie auch trotz der in den Gabel- oder Bügelhalter auftretenden Verwindungen dichtend geschlossen bleibt.

Eine Ausführungsart des Bolzens wird gewöhnlich in der Industrie zum gelenkigen Verbinden von Verbindungs glied-Baugruppen in einem Frontlader verwendet. Ein derartiger Bolzen wird auch als auswechselbarer Einsatz bolzen (cartridge pin) bezeichnet, denn der Bolzen setzt sich zusammen aus einer verhältnismäßig großen Anzahl von Baugliedern, die vorher zusammengesetzt sind und dann in die ausgerichteten Löcher in den Befestigungs trägern und die Bohrung im Arm eingesetzt werden, um derartige Geräte gelenkig zu verbinden. Ein Beispiel einer solchen Bolzeneinheit wird in der US-PS 40 96 957 (Inh.: Lowell P. Iverson et a.; 27. Juni 1978) beschrieben. Die danach ausgestalteten Bolzen arbeiteten im allgemeinen zufriedenstellend, sie weisen jedoch eine geschweißte Einheit auf, die Lager und Laufbüchsen sowie Dichtungen umfaßt, durch die das Schmiermittel zwischen der Lauf büchse und dem Hauptkörper des Bolzens für sich abge schlossen wird. Wenn es demnach erforderlich ist, den Bolzeneinsatz auszuwechseln, muß die gesamte Einheit ersetzt werden. Darüberhinaus traten einige Schwierig keiten aufgrund der Verwindung auf, die sich einstellt, wenn vom Förderkübel ungleichmäßige Belastungen ange troffen werden, wodurch die Gabel- oder Bügelträger geringfügig gegeneinander verschoben werden, wobei deren aufliegende Flächen mit den Seiten der Laderarme in Eingriff kommen. Wenn es hierzu kommt, dann setzt ein beträchtlicher Abrieb an den sich reibenden Bau gruppen ein.

Dem Stand der Technik ist durch das am 16. August 1983 William L. Schroeder erteilte Patent Nr. 43 98 862 eine Bolzenbaueinheit bekannt, die einen intern ge schmierten Bolzen mit eingebauter auffüllbarer Schmier mittelkammer und zweckmäßigen Dichtungen besitzt, durch die ein Austreten des Schmiermittels aus der Baueinheit verhindert wird. Jedoch aufgrund der bedingterweise abgeschrägten Oberflächen und ringförmig ausgebildeter Keile ist der nach dieser Patentschrift geschaffene Bolzen verhältnismäßig teuer in der Herstellung, nicht leicht auswechselbar und die dabei verwendeten Dichtungen sind axialen Größenänderungen der Gelenkverbindung ausgesetzt, so daß es entweder zu einer ungewöhnlichen Abnutzung der Dichtung oder zu einer Leckbildung kommen kann, wenn die Verbindung äußerst viel beansprucht wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Gelenkbolzenbaueinheit zu schaffen, die verhältnismäßig kostengünstig hergestellt werden kann und so ausge staltet ist, daß sie dichtend integer bleibt, selbst schmierend ist und die Abnutzung zwischen dem Lader verbindungsauge und den Gabel- oder Bügelträger ver mieden wird, wenn ungleichförmige Belastungen auftreten.

Nach der Erfindung wird eine weiterentwickelte Gelenk bolzenbaueinheit zum gelenkigen Verbinden der Gabel- oder Bügeleinrichtung mit der Einrichtung des Ver bindungsauges geschaffen, wobei die Gabel- oder Bügeleinrichtung zumindest einen Satz getrennter Be festigungsträger aufweist, die durch sie hindurch laufende ausgerichtete Löcher besitzen. Das Verbindungs auge ist zwischen den Trägern angeordnet und besitzt eine hindurchgehende Bohrung, die mit den Löchern in den Trägern ausgerichtet ist, und einen radial nach innen vorstehenden Flansch in der Bohrung. Die Weiterent wicklung umfaßt eine zylinderförmige Laufbüchse, die in der Bohrung auf jeder Seite des Flansches im Ver bindungsauge liegt, und ein zylinderförmiges Bolzen glied mit vergrößertem Kopf an einem Ende, das so be messen ist, daß es sich durch die Befestigungsträger und das Verbindungsauge in der Laufbüchse erstreckt. Der Bolzen besitzt darin einen Schmiermittelvorrats behälter, wobei Dichtungsmittel vorgesehen sind zum Bilden einer Dichtung mit dem Bolzen und zum Bilden einer Dichtung zwischen der Laufbüchse und dem Verbind ungsauge, wodurch ein Austreten des Schmiermittels aus der Bolzenbaueinheit vermieden wird. Ein Abdeckglied ist vorgesehen, das lösbar am Ende des Bolzens vom Kopf entfernt liegt, um das Bolzenglied in zusammen gesetztem Zustand mit den Dichtungsmitteln und der Laufbüchse zu halten.

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vor teile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet werden.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Seitenriß, der einen Abschnitt der Verbindung zeigt, die an einem Frontlader verwendet werden, bei dem der Laderkübel mit dem Lader durch die weiterentwickelten Gelenk bolzenbaueinheiten verbunden ist, die nach der Erfindung ausgestaltet sind,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht im transversalen Schnitt einer der Gelenkbolzenbaueinheiten längs der Linie 2-2 von Fig. 1 und

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2, woraus die Dichtungs baueinheit in größeren Einzelheiten zu er kennen ist.

Die Fig. 1 zeigt insbesondere einen durch das all gemeine Bezugszeichen 10 gekennzeichneten Lader, der einen Kübel oder eine Ladeschaufel 11 mit getrennt angeordneten Gabel- oder Befestigungsträgern 12 und 14 (siehe Fig. 2) aufweist. Der Kübel 11 besitzt zwei Trägersätze, von denen jedoch nur einer dargestellt ist.

Ein Auge jedes Laderarmes 16 (von denen nur ein Arm 16 dargestellt ist) liegt gelenkig an den Trägern 12 und 14, und zwar mittels der Gelenkbolzenbaueinheit 18, die nach den Merkmalen der Erfindung ausgebildet ist. Um die Schwenkbewegung des Laderkübels 11 gegenüber dem Laderarm 15 zu steuern, sind Befestigungsträger 19 mit dem Verbindungsglied 20 verbunden, das sich von einem Winkelhebel erstreckt, der an dem mit dem (nicht dargestellten) Fahrzeug verbundenen Kübelzylinder 23 liegt. Auch das gegenüberliegende Ende 25 des Lader arms liegt am Lader 10. Der Hebezylinder ist zum An heben und Absenken des Kübels 11 vorgesehen.

Jeder Befestigungsträger 12 und 14 ist mit einem durch ihn hindurchlaufenden Loch 22 versehen. Diese Löcher 22, einschließlich der nicht dargestellten Löcher in den Befestigungsträgern, sind axial ausgerichtet.

Axial ausgerichtet mit den Löchern 22 liegt eine Bohrung 24, die im Auge des Laderarmes 16 ausgebildet ist. Diese Bohrung 24 erstreckt sich von jeder Seite des Laderarmes 24 nach innen, wodurch ein mittig liegender, radial und nach innen vorspringender Ringflansch 26 vorgesehen ist, der einem später näher zu beschreibenden Zwecke dient. Jedes Ende der Bohrung 24 ist mit einem Senker oder Senkbohrung 28 versehen.

In der Bohrung 24 auf jeder Seite von Flansch 26 ist eine Laufbüchse 30 angeordnet, die so bemessen ist, daß sie enganliegend einen Gelenkbolzen 32 aufnimmt. Die Laufbüchsen 30 sind vorzugsweise in die Bohrung 24 eingepreßt, so daß sich die Laufbüchsen 30 gegen über dem Arm 16 nicht drehen.

Aus der Fig. 3 ist zu entnehmen, daß ein Ende, d.h. das Außenbordende jeder Laufbüchse 30, mit einem Senker 34 versehen ist, so daß das Innere der Lauf büchse 30 von der Außenseite des Bolzens 32 um einen geringen Abstand absteht. Der Senker verhindert, daß das Ende der Laufbüchsen 30 mit dem Bolzen 32 in Eingriff kommt, sollten während der Inbetriebnahme des Kübels 11 die Träger eine Verwindung erfahren.

Der Bolzen 32 besitzt einen darin ausgebildeten Schmier mittelbehälter 36, der mit der Außenseitenfläche des Bolzens durch radial verlaufende Laufwege 38 in Verbindung steht. Somit kann das im Behälter 36 ent haltene Schmiermittel die Oberfläche des Bolzens 32 auf der Innenseite der Laufbüchsen 30 erreichen, wodurch die auf die Schwenkbewegung des Arms 16 gegenüber des Kübels 11 dazwischen auftretende Reibung verringert wird.

Der Behälter 36 ist dabei durch einen Stöpsel 40, der vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff ge fertigt ist, geschlossen, so daß eine Nadel dazu ver wendet werden kann, den Stöpsel zu durchdringen, um zusätzliches Schmiermittel in den Behälter 36 einzu führen.

Das linke Ende von Bolzen 32 ist nach Fig. 2 mit einem vergrößerten Flansch 42 versehen, der bei 44 ange schweißt ist. Nach dieser Darstellung wird der Bolzen 32 zusammengefügt mit dem Träger 12 in seinem Ver lauf durch den Laderarm 16 und den Träger 14 durch eine Anzahl von mit Gewinde versehenen Befestigungs mitteln 46 festgehalten, die sich durch den Flansch 42 erstrecken und am Befestigungsträger 12 befestigt sind. Zur Verhinderung von Verwindungen des Flansches 42 sind die Laufbüchsen 48 zwischen den mit Gewinde ver sehenen Befestigungsmitteln 46 und dem Flansch 42 angeordnet. Hierbei sind die Führungsbüchsen 48 gering fügig länger als die Dicke des Flansches 42, um zu vermeiden, daß eine Belastung von den Schraubbe festigungsmitteln 46 auf den Flansch 42 gegeben wird, wodurch ein Verwinden dazu führen würde, daß sich der Bolzen 32 festsetzt.

Die durch das Bezugszeichen 50 allgemein gekennzeich neten Dichtungsmittel liegen in der Gelenkbaueinheit, um zu verhindern, daß schädliche Stoffe in das Gebiet der Laufbüchse eindringen können, um aber auch zu verhindern, daß Schmiermittel austritt. Die Dichtungs mittel 50 bestehen aus zwei Dichtungen 52 mit auf ihrer Innenseite angeordneten, in dichtendem Eingriff mit der Außenseite des Bolzens 32 stehenden Ring dichtungen 54. Die Dichtungen 52 liegen in den Löchern 22 in den Trägern 12 und 14.

Die Dichtungen 50 weisen als Einheit die Verschlüsse 56 auf, die in der Fig. 3 im einzelnen dargestellt sind. Diese Verschlüsse 56 bestehen aus einem verhältnismäßig starren ringförmigen Verschlußglied 58, das vorzugs weise aus einem Werkstoff wie hochdichtem Kunststoff z.B. aus Nylon, Teflon oder Delrin gefertigt ist. Das Verschlußglied 58 befindet sich mit der Dichtung 52 längs einer durch die darauf von dem Vorsprung 60 aus gebildeten Ringlinie mit der Dichtung 52 in gleitendem und dichtendem Eingriff. Darüberhinaus besitzt der Verschluß 56 ein verhältnismäßig elastisches Teil 62, das nicht nur wie eine Dichtung, sondern auch wie eine Feder wirksam ist, um das Verschlußglied 58 ununter brochen in dichtendem Eingriff mit der Dichtung 52 vorgespannt zu halten.

Um den Bolzen 32, die Laufbüchsen 30 und die Dichtungs einheit 50 axial zusammengefügt zu halten, ist eine Abdeckung 64 vorgesehen, die durch mehrere Befestigungs schrauben 66 am Ende von Bolzen 32 dem Flansch 42 gegen überliegend lösbar befestigt ist. Der Außendurchmesser der Abdeckung 64 ist dabei nicht größer als der Außen durchmesser der Dichtung 52, so daß der Träger 14 sich gegenüber dem Bolzen 32 nach außen bewegen kann, falls eine Verwindung auftritt.

Ein Stellring 68 ist neben dem Ende des Bolzens 32 und zwischen dem Bolzen 32 und der Abdeckung 64 ange ordnet. Dieser Stellring 68 ist vorgesehen, so daß die axiale Länge der Zusammenfügung sowie die Ganz heit und Unversehrtheit der Verschlüsse 56 auch dann gewahrt bleiben, wenn Verwindungen auftreten, weil die von ihnen eingenommenen Räume feste Abmessungen besitzen.

Die Wahrung der Größe der Dichtungsräume ist aufgrund der soliden Länge von Bolzen 32 zwischen dem Flansch 42 an einem Ende und den Dichtungen 52, den Laufbüchsen 30 sowie dem radial nach innen verlaufenden Flansch 26 auf dem Arm 16 und dem Stellring 68 und der Abdeckung 64 am anderen Ende möglich. Somit können sich die Relativabstände zwischen den verschiedenen Baugliedern nicht verändern. Für den Fall, daß schwerwiegende Verwindungen am Kübel 11 bei der Aufnahme einer un gleichen Last auftreten, wodurch die Befestigungs träger 12 und 14 verwunden werden, wäre es möglich, daß der Träger 14 mit dem Arm 16 in Eingriff kommen könnte, was jedoch nur ein intermittierendes Eingreifen sein und nicht ausreichen würde, schweren Schaden herbeizuführen.

Nach dem ersten Zusammenbau wird durch Lösen der Befestigungsschrauben 66, Entfernen der Abdeckung 64 und Einführen des Schmiergeräts mit Nadel zur Durch dringung des Stöpsels 40 Schmiermittel durch diesen Stöpsel 40 unter Druck in die Kammer 36 eingespritzt. Die Abdeckung 64 wird durch Wiedereinsetzen der Befestigungsschrauben 66 wieder aufgesetzt.

Sollte es erforderlich werden, die gesamte Baueinheit auszuwechseln oder zu reparieren, so werden die Be festigungsschrauben 66 entfernt, die Abdeckung vom Ende des Bolzens 32 abgenommen und die den Bolzen in der Zusammenfügung haltenden Befestigungsschrauben 46 herausgelöst und entfernt. Nach dem Entfernen des Bolzens 32 lassen sich die Dichtungen 52, die Ver schlüsse 56 und die Laufbüchsen 30 leicht aus den Löchern 22 in den Trägern 12 und 14 sowie aus der Bohrung 24 im Laderarm 16 herausnehmen.

Die in Frage kommenden Teile des Zusammenbaus werden dann ausgewechselt, wobei der Bolzen 32 wieder einge setzt und mit den Trägern 12 und 14 sowie dem Arm 16 in umgekehrter Reihenfolge wieder zusammengesetzt werden.

Hierbei ist anzumerken, daß beide Laufbüchsen 30, beide Verschlüsse 56 und beide Dichtungen 52 baugleich ausgebildet und somit völlig miteinander austauschbar sind, so daß sich für die Herstellung und die Lager haltung der Ersatzteile zur beständigen Inbetrieb haltung der Gelenkverbindungen eine Kostenersparnis ergibt.

Während die detailierte Beschreibung insbesondere Bezug nimmt auf die Gelenkbolzeneinheit 18 zwischen dem Kübel 11 und den Laderarmen 16, ergibt sich jedoch als selbstverständlich, daß die Gelenkbolzeneinheit 18 vorteilhaft auch in jeder gelenkigen Verbindung mit an einem Auge liegender Gabel verwendbar ist. Beispielshalber kann bei einem Lader 10 die Einheit 18 zum Verbinden der folgenden Teile verwendet werden:
1. Auslegerarm 16 zum Kübel oder Eimer 11
2. Auslegerarm 16 zum Laderrahmen
3. Hebezylinder 27 zum Rahmen
4. Hebezylinder 27 zum Auslegerarm 16
5. Auslegerarm 16 zum Winkelhebel 21
6. Winkelhebel 21 zum Kübelzylinder 23
7. Winkelhebel 21 zum Verbindungsglied 20
8. Verbindungsglied 20 zum Kübel 11
9. Kübelzylinder 23 zum Laderrahmen.

Ebenso selbstverständlich lassen sich weitere Änderungen anführen, ohne daß dadurch der Umfang des Erfindungs gedankens eingeschränkt wird

Claims

1. Gelenkbolzenbaueinheit (18) zum gelenkigen Ver binden einer Gabel- oder Bügeleinrichtung mit der Einrichtung des Verbindungsauges, wobei die Gabel- oder Bügeleinrichtung zumindest einen Satz aus getrennten ersten und zweiten Befestigungsträgern aufweist, die durch sie hindurchlaufende ausge richtete Löcher aufweisen, und wobei das Auge zwischen den Trägern angeordnet ist, gekennzeichnet durch
eine Bohrung (24) in jedem Verbindungsauge, die mit den Löchern in den Trägern (12, 14) aus gerichtet ist
einen radial und nach innen vorstehenden Flansch (26) in einer Bohrung in jedem Verbindungsauge, eine zylinderförmige Laufbüchse (30), die in der Bohrung auf jeder Seite jedes Flansches angeordnet ist
eine Senkbohrung (28) in jedem Verbindungsauge in jedem Ende der Bohrungen,
ein zylinderförmiges Bolzenteil (32) mit ver größertem Kopf an einem Ende und verlaufend durch jeden Satz der Befestigungsträger innerhalb der Laufbüchse,
Dichtungsmittel (50) zum Bilden eines Ver schlusses (56) mit dem Bolzenglied und zum Bilden eines Verschlusses zwischen den Lauf büchsen und dem Verbindungsauge zur Verhinderung eines Leckverlustes aus der Bolzenbaueinheit und
durch eine Abdeckung, die entfernt vom Kopf am Ende des Bolzens zum Halten des Bolzengliedes in axial zusammengefügter Beziehung zu den Dichtungen (52, 58) und Laufbüchsen lösbar be festigt ist.

2. Gelenkbolzenbaueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste ringförmige Dichtung in jedem Loch in Eingriff mit den Lauf büchsen liegt, wobei jede Dichtung mit dem Bolzenglied eine Abdichtung bildet, und daß eine zweite ringförmige Dichtung jede Laufbüchse gleitend und abdichtend mit jeder ersten Dichtung in Eingriff kommend umschließt.

3. Gelenkbolzenbaueinheit nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch einen Schmiermittelbehälter (36) im Bolzenteil.

4. Gelenkbolzenbaueinheit nach Anspruch 3, gekenn zeichnet durch einen selbstdichtenden Stöpsel (40), durch den hindurch das Schmiermittel in den Behälter eingespritzt werden kann.

5. Gelenkbolzenbaueinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stöpsel aus einem elasti schen Kunststoff gefertigt ist.

6. Gelenkbolzenbaueinheit nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch Befestigungsmittel zum Befestigen des Kopfes an einen der Träger.

7. Gelenkbolzenbaueinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung einen Durchmesser besitzt, der nicht größer ist als der Durchmesser der Löcher, wobei die ersten Dichtungen, das Ver bindungsauge und der Befestigungsträger, an denen der Kopf befestigt ist, in ortsfester axialer Be ziehung gehalten werden, wodurch die Ganzheit und Unversehrtheit der Dichtung gewahrt bleibt und der Eingriff zwischen den Befestigungsträgern und dem Verbindungsauge verhindert wird.

8. Gelenkbolzenbaueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Laufbüchse an jedem Ende eine Senkbohrung aufweist, so daß auf eine Ver windung der Befestigungsträger der Eingriff zwischen einem Ende jeder Laufbüchse und dem Bolzenteil ver hindert wird, wodurch eine Beschädigung der Lauf büchse durch das Bolzenteil vermieden wird.

9. Gelenkbolzenbaueinheit mit einer durchlaufenden Bohrung, die mit den Löchern in den Trägern aus gerichtet ist, wobei das Verbindungsauge einen radial nach innen vorstehenden Flansch aufweist, nach Anspruch 1 und zusätzlich gekennzeichnet durch eine zylinderförmige Laufbüchse, die auf jeder Seite des Flansches im Verbindungsauge in der Bohrung angeordnet ist, und durch ein zylinder förmiges Bolzenteil mit vergrößertem Kopf an einem Ende und so bemessen, daß es sich durch die Befestigungsträger und das Verbindungsauge inner halb der Laufbüchse erstreckt.

10. Gelenkbolzenbaueinheit gekennzeichnet durch eine Kombination der Ansprüche 1, 2 und 9.

11. Gelenkbolzenbaueinheit nach Anspruch 9, gekenn zeichnet durch Befestigungsmittel zum Befestigen des Kopfes an einen der Träger.

12. Gelenkbolzenbaueinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung einen Durchmesser besitzt, der nicht größer ist als der Durchmesser der Löcher, und daß die ersten Dichtungen, das Verbindungsauge und die Befestigungsträger, an denen der Kopf befestigt ist, in ortsfester axialer Beziehung gehalten werden, wodurch die Ganzheit und Unversehrtheit der Dichtungsmittel gewahrt bleibt und der Eingriff zwischen Befestigungsträgern und Verbindungsauge verhindert wird.

13. Gelenkbolzenbaueinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Laufbüchse in jedem Ende eine Senkbohrung aufweist, so daß der Eingriff zwischen einem Ende jeder Laufbüchse und dem Bolzenteil auf ein Verwinden der Befestigungs träger verhindert wird, wodurch eine Beschädigung der Laufbüchsen durch das Bolzenteil vermieden wird.