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Gegenstand
dieser Erfindung ist eine Kraftübertragungseinrichtung
für einen
Kompaktor, bei dem der Walzenkörper
an seinen Enden so an den beiden Endstücken des Walzenrahmens drehbar
angeordnet ist, dass an beiden Endstücken je eine die Enden des
Walzenkörpers
tragende Lagerung vorhanden ist und an wenigstens einem Ende des
Walzenkörpers ein
vorgefertigter Nabenmotor (engl. hub motor) vorhanden ist, der den
Walzenkörper
antreibt und der als einander entgegengesetzte Befestigungsenden
ein Gehäuse
und einen Flansch sowie zwischen diesen angeordnete, die Befestigungsenden
axial aneinander bindende Lager, die die besagte das Ende des Walzenkörpers tragende
Lagerung bilden, aufweist.
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Erfindungsgemäße Kompaktoren
werden zur intensiven Verdichtung verschiedenartigen Materials und
zum Zerkleinern von Material eingesetzt. Aus diesem Grunde haben
die Kompaktoren ein hohes Gewicht und als Räder zylindrische Walzenkörper. Wegen
der großen
Massen und der niedrigen Fahrgeschwindigkeit werden die Kompaktoren
bevorzugt mit hydrostatischer Kraftübertragung ausgestattet. Gewöhnlich werden
vom Dieselmotor des Kompaktors eine oder mehrere Hydraulikpumpen
angetrieben. Von diesen Hydraulikpumpen wiederum werden zum Antrieb
der Walzenkörper
dienende Hydraulikmotoreinheiten angetrieben. Gewöhnlich ist jedem
Walzenkörper
wenigstens eine Hydraulikmotoreinheit zugeordnet.
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Am
Kompaktor ist der Walzenkörper über Lagerungen
rotierbar an den Endstücken
des Walzenrahmens gelagert. Bei kleinen und schmalen Kompaktoren
gestaltet es sich relativ einfach, die Hydraulikmotoreinheit unmittelbar
am Ende des Walzenkörpers anzuordnen
wie es zum Beispiel in
US 4,089,616 beschrieben
ist. Allerdings besteht bei kleinen Kompaktoren die Hydraulikmotoreinheit
oft lediglich aus einem langsam laufenden Hydraulikmotor. Bei größeren Kompaktoren
müssen
beachtlich hohe Leistungen übertragen
werden, so dass neben den Hydraulikmotoren im Allgemeinen auch eine
Art Getriebe erforderlich ist. Ordnet man Hydraulikmotor, Getriebe
und Lagerung am Ende des Walzenkörpers an,
so gestaltet sich die Kraftübertragungseinrichtung
des Kompaktors kompliziert und teuer. Außerdem erfordert die Kraftübertragungseinrichtung
viel Montageraum. Dazu kommt, dass sich bei großen Kompaktoren das Ausrichten
des an sich bekannten Nabenmotors zur Drehachse des Walzenkörpers schwierig
gestaltet. Deshalb hat man bei großen Kompaktoren denn auch meistens
den in
US 4,854,772 beschriebenen
Kettentrieb eingesetzt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber bisher
einfachere Kraftübertragungseinrichtung
für Kompaktoren
zu schaffen, bei der fertige Komponenten genutzt werden können. Die
kennzeichnenden Merkmale dieser Erfindung gehen aus den Patentansprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Kraftübertragungseinrichtung
für Walzenkörper ist konzentrisch
zur Drehachse des Walzenkörpers
angeordnet. Außerdem
befindet sich die bevorzugt hauptsächlich aus Standardkomponenten
bestehende Kraftübertragungseinrichtung
geschützt
im Inneren des Walzenkörpers.
Weiter ist der Walzenkörper so
abgestützt,
dass am Kompaktor keine besonderen den Walzenkörper tragende Lager erforderlich
sind, wodurch sich die Konstruktion der Kraftübertragungseinrichtung des
Kompaktors weiter vereinfacht. Durch die Kraftübertragungseinrichtung wird
auch die maximale Breite des Walzenkörpers in keiner Weise beschränkt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten, eine
Ausführungsform
der Erfindung zeigenden Zeichnungen im Einzelne beschrieben. Es
zeigen:
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1a einen
mit der erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung
ausgestatteten Kompaktor seitlich betrachtet;
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1b eine
die erfindungsgemäße Kraftübertragungseinrichtung
enthaltende Walzenkörperkonstruktion
seitlich betrachtet;
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2 einen
in den Ebenen A-A geführten Schnitt
durch die in 1b gezeigte Walzenkörperkonstruktion
und ihre Kraftübertragungseinrichtung;
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3a–3c eine
mit der erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung
ausgestattete, in ihre Hauptteile zerlegte Walzenkörperkonstruktion seitlich
betrachtet.
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1a zeigt
in vereinfachter Form einen mit der erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung
ausgestatteten Deponie-Kompaktor seitlich betrachtet. Der Kompaktor
hat ein Gestell mit Rahmenlenkung und an dessen beiden Rahmenteilen 12 und 12' angeordnete
Walzenrahmen 10. An den Seiten- oder Endstücken 11 des
Walzenrahmens 10 sind über
zwei Lagerungen die zylindrischen Walzenkörper 13 gelagert.
Die Walzenkörper
haben außerdem zackenartige
Stempel 14, mit denen die Zerkleinerungs- und Verdichtungsleistung
des Deponie-Kompaktors verbessert wird. Zum Antrieb der Walzenkörper 13 sind
außerdem
(nicht dargestellte) Hydraulikmotoreinheiten vorhanden. Die Konstruktion
der Hydraulikmotoreinheit wird in Verbindung mit 2 genauer
beschrieben. Am vorderen Rahmenteil 12 befindet sich die
Fahrerkabine 15, am hinteren Rahmenteil 12' der Motor 16 mit
seinen Hilfsvorrichtungen und dem Betriebsstofftank. An den Motor 16 sind außerdem eine
oder mehrere Hydraulikpumpen 17 angeschlossen, die zwecks
Fahrens des Kompaktors über
passende Rohrleitungen mit den zum Antrieb der Walzenkörper 13 dienenden
Hydraulikmotoreinheiten verbunden sind. Die erfindungsgemäße Kraftübertragungseinrichtung
kann nicht nur in Deponie-Kompaktoren, sondern auch in anderen Walzen eingesetzt
werden.
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In 1b sind
ein Walzenrahmen 10 und der an seinen Endstücken 11 drehbar
gelagerte Walzenkörper 13 genauer
dargestellt. Von den Stempeln 19 ist nun nur die äußerste Reihe
gezeigt. Der in 1b angedeutete Schnitt ist in 2 in
Form eines kombinierten Vertikal- und Horizontalschnittes dargestellt.
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Gemäß der Erfindung
besteht die Hydraulikmotoreinheit des Kompaktors aus einem an sich
bekannten vorgefertigten, d.h. einbaufertigen Nabenmotor 18.
Wahlweise kann auch, wie in 2, ein herkömmliches
Walzengetriebe mit angebautem Hydraulikmotor verwendet werden. Auch
andere Kombinationen sind möglich.
Der Nabenmotor hat gewöhnlich
auch ein Planetengetriebe, so dass ein schnell laufender Standard-Hydraulikmotor
eingesetzt werden kann sofern der Nabenmotor nicht schon einen Motor
enthält.
Dadurch vereinfacht sich die Kraftübertragungseinrichtung des
Kompaktors wesentlich bei gleichzeitiger Verringerung der Anschaffungs-
und Wartungskosten des Kompaktors. Wie bekannt, gehören zu dem
Nabenmotor 18 als einander entgegengesetzte Befestigungsenden
das Gehäuse 20 und
der Flansch 21 und die zwischen diesen befindlichen, die
Befestigungsenden axial verbindenden Lager 18'. Gemäß der Erfindung
bilden die besagten Lager 18' gleichzeitig
die den Walzenkörper 13 tragende
Lagerung. Dadurch wird die Kraftübertragungseinrichtung
des Kompaktors in ihrer Konstruktion weiter vereinfacht. Allgemein
ist der Walzenkörper 13 am
Endstück 11 mit
Hilfe des besagten Nabenmotors 18 so abgestützt, dass
das eine Befestigungsende mit dem Ende des Walzenkörpers 13 und
das entgegengesetzte Befestigungsende mit dem Endstück 11 verbunden
ist.
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Gemäß der Erfindung
bilden die Lager 18' des
Nabenmotors 18 namentlich die den Walzenkörper 13 tragende
Lagerung. Somit erübrigt
sich am Ende des Walzenkörpers
eine separate Lagerung. Im Prinzip könnte der Nabenmotor sowohl
an den Walzenkörper 13 als
auch an das Endstück 11 starr
befestigt werden. Beim Fahren des Kompaktors kommt es jedoch unweigerlich
zu einer gewissen Biegung des breiten Walzenkörpers, wobei dann die Lager des
Nabenmotors zu großen
Beanspruchungen ausgesetzt wären.
Deshalb ist gemäß der Erfindung
an dem einen Befestigungsende 20 oder 21 des Nabenmotors 18 ein
das Moment übertragendes,
eine Winkelabweichung zulassendes wirksames (funktionales) Kreuzgelenk 22 angeordnet.
Dabei genügen dann
die Lager 18' des
Nabenmotors 18 gut als einzige Lagerung des Walzenkörpers 13.
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Der
Einsatz eines Nabenmotors mit seinen axial bindenden Lagern als
einzige Lagerung des Walzenkörpers
ist also möglich,
weil ja gemäß der Erfindung
der Walzenkörper 13 am
Endstück 11 über ein
wirksames Kreuzgelenk 22 abgestützt ist. Gleichzeitig ermöglicht dieses
Kreuzgelenk eine durch Biegen des Walzenkörpers bedingte Winkelabweichung ohne
dass die Lager zusätzlich
belastet werden. Allgemein wird an wenigstens einem Ende eines jeden Walzenkörpers eine
erfindungsgemäße Kraftübertragungseinrichtung
angeordnet. Dabei hat dann das motorlose Ende eine einfache Lagerung,
die eine Winkelabweichung erlaubt. Bevorzugt wird dafür ein Pendelrollenlager
eingesetzt. Die Leistung des Kompaktors lässt sich leicht durch Anordnung
je einer Hydraulikmotoreinheit und eines Kreuzgelenks an beiden
Enden des Walzenkörpers
erhöhen.
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Zur
Befestigung des Nabenmotors gibt es mehrere verschiedene Möglichkeiten.
Der Nabenmotor kann entweder über
sein Gehäuse
oder über
einen zu diesem drehbar angeordneten Flansch starr an der Stirnscheibe
des Walzenkörpers
befestigt sein. Alternativ kann der Nabenmotor entweder über sein
Gehäuse
oder den Flansch starr am Endstück befestigt
sein. In 2 ist das Walzenkörpergetriebe 18 starr
an der Stirnscheibe 23 des Walzenkörpers 13 befestigt,
wobei der größte Teil
des Walzenkörpergetriebes 18 innerhalb
der Stirnscheibe 23 des Walzenkörpers 13, wo reichlich
Platz vorhanden ist, zu liegen kommt. Die Befestigung erfolgt bevorzugt
mit Schrauben. Die Schrauben mit Muttern sind nicht dargestellt.
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Gemäß der Erfindung
wird der Walzenkörper am
Endstück
mit Hilfe des Nabenmotors und des damit verbundenen wirksamen Kreuzgelenks
abgestützt.
Allgemein besteht das in seiner Mechanik bekannte Kreuz- oder Kardangelenk
aus zwei Gabelkonstruktionen (Laschenpaaren) und einem Kreuzstück. Das
erfindungsgemäße Kreuzgelenk
ist jedoch in der Praxis mit andersartigen Komponenten verwirklicht.
Hierbei ist die erste Gabelkonstruktion an dem einen Befestigungsende 20 oder 21 des
Nabenmotors 18 befestigt. Entsprechend ist die zweite Gabelkonstruktion
an der zum Befestigungsende 20 bzw. 21 entgegengesetzten
Konstruktion des Nabenmotors 18 befestigt, hier entweder
am Endstück 11 oder
an der Stirnscheibe 23 des Walzenkörpers 13. Außerdem ist
die zweite Gabelkonstruktion gegenüber der ersten Gabelkonstruktion
um 90 E verdreht angeordnet. Das die beiden Gabelkonstruktionen verbindende
Kreuzstück 26 ist
an die beiden Gabelkonstruktionen mit Hilfe zweier Gelenkpaare 28 und 28' gefügt. Die
Gelenkpaare 28 und 28' befinden sich außerdem im
Wesentlichen in der gleichen Ebene.
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Zur
Herstellung des Kreuzgelenks ist an dem Flansch 21 die
Scheibenkonstruktion 24 befestigt. Diese Scheibenkonstruktion
trägt zwei
symmetrisch zur Drehachse des Walzenkörpers 13 in einem
gegenseitigen Abstand angeordnete Gelenke, die das erste Gelenkpaar 28 zum
Stützen
des Kreuzstücks 26 bilden.
Außerdem
ist das Endstücke 11 mit
Hilfe zweier das zweite Gelenkpaar 28' bildender, symmetrisch zur Verlängerung
der Drehachse des Walzenkörpers 13 angeordneter
Gelenke gestützt.
Die besagten Gelenke sind weiter mit Hilfe des besagten Kreuzstücks 26 abgestützt.
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Das
Kreuzstück 26 wird
bevorzugt von einem um den Nabenmotor 18 herum angeordneten
Kreisring gebildet, zu welchem die Gelenkbolzen 27 und 27' der vorgenannten
Gelenkpaare 28 und 28' gehören. Die Gelenkpaare 28 und 28' bestehen bevorzugt aus
Kugelgelenken, die die wirksamen Lager des Kreuzgelenks bilden.
In dem Beispiel ist das horizontale Gelenkpaar 28' des Kreuzge lenks über zwei
am Endstücke 11 starr
zu befestigende Halter 25 angeordnet. Die Halter 25 sind
am Endstück 11 gleichfalls bevorzugt
durch Schrauben befestigt. Statt der Kugelgelenke kann auch irgendeine
andere die gegenseitige Bewegung von Kreuzstück und Scheibenkonstruktion
ermöglichende
Abstützung
benutzt werden. In 2 ist das Kreuzstück 26 auf
der dem Walzenkörper 13 zugewandten
Seite der Scheibenkonstruktion 24 angeordnet, so dass sich
eine möglichst
geringe Gesamtlänge
der Kraftübertragungseinrichtung ergibt.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird
also eine Gelenkkonstruktion geschaffen, die eine Winkelabweichung
zwischen Walzenkörper
und Endstück erlaubt.
Dennoch ist diese Konstruktion sowohl in axialer als auch in radialer
Richtung starr und vermag auch große Momente zu übertragen.
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Die
verschiedenen Kräfte
und Momente werden vom Endstück über den
Nabenmotor und das Kreuzgelenk auf den Walzenkörper übertragen. In der in 2 als
Beispiel gezeigten Lösung
erfolgt die Kraftübertragung über die
am Endstück
befestigten Halter 25 über
das horizontale Gelenkpaar 28' auf das Kreuzstück 26.
Vom Kreuzstück 26 wird
die Kraft über
das vertikale Gelenkpaar 28 weiter auf die Scheibenkonstruktion 24 übertragen.
Von der Scheibenkonstruktion 24 wird die Kraft dann über den Flansch 21 zum
Gehäuse 20 und
von da weiter über die
Stirnscheibe 23 auf den Walzenkörper 13 übertragen.
Auf diese Weise wird die Drehbewegung des Nabenmotors auf den Walzenkörper übertragen,
und die Lager des Nabenmotors können
als einzige Lager benutzt werden, wobei das Kreuzgelenk Winkelabweichung
des Walzenkörpers
erlaubt.
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In 3a–3c sind
die erfindungsgemäße Walzenkörperkonstruktion
und deren voneinander gelösten
Hauptbauteile gezeigt. In 3c ist
der Walzenkörper 13 dargestellt,
dessen Stirnscheibe 23 eine Öffnung 29 für den Nabenmotor
hat. Um die Öffnung 29 herum
ist eine passende Anzahl Bohrungen 30 zur Befestigung des
Nabenmotors am Walzenkörper 13 angeordnet.
Die Stirnscheibe 23 ist außerdem etwas in den Walzenmantel 23 hinein
versetzt, so dass im Wesentlichen die gesamte Kraftübertragungseinrichtung
im Inneren des Walzenkörpers 13 untergebracht
werden kann. In 3b ist aus dem Nabenmotor 18 und
dem Kreuzgelenk 22 eine Komponente gebildet, die vor der
eigentliche Montage des Kompaktors zusammengebaut werden kann. In dem
Beispiel wird diese Komponente zunächst über den Nabenmotor am Walzenkörper 13 befestigt.
Danach werden der Walzenkörper 13 und
der Walzenrahmen 10 aneinandergepasst und die Halter 25 an das
Endstück 11 montiert.
Das Endstück 11 weist
zu diesem Zweck eine passende Anzahl Bohrungen 31 auf (3a). Über die
kleineren Öffnungen 32 des Endstücks 11 können die
Kugelgelenke 28' kontrolliert
und gewartet werden. Durch die größere Öffnung 33 des Endstücks 11 erstreckt
sich zum Beispiel der Hydraulikmotor 19. Auf die große Öffnung 33 kann eine
Schutzhaube aufgesetzt werden. Desgleichen wird auf das gesamte
Endstück 11 zum
Schluss ein Schutzdeckel 35 aufgesetzt, der die Anschlüsse des Hydraulikmotors 19 verdeckt.
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Die
erfindungsgemäße Kompaktor-Kraftübertragungseinrichtung
ist beträchtlich
einfacher als die bisherigen. Außerdem können dafür Standardkomponenten eingesetzt
werden, wodurch sich die Instandhaltung des Kompaktors vereinfacht.
Diese Kraftübertragungseinrichtung
setzt auch der maximalen Breite des Walzenkörpers keine Grenzen, und die
erfindungsgemäße Lösung kann
auch auf andere als die hier beschriebenen Walzenkörper angewendet
werden. Die bei Anwendung auf Kompaktoren erzielbare Einfachheit
und Platzeinsparung bedeuten auf jeden Fall erhebliche Vorteile.