DE60120715T2

DE60120715T2 - Verbindunsanordnung zum minimieren von abriebverschleiss

Info

Publication number: DE60120715T2
Application number: DE60120715T
Authority: DE
Inventors: E. Thomas Dunlap OERTLEY
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2000-08-21
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2021-07-12
Also published as: EP1311360B1; DE60120715D1; JP4786860B2; AU781193B2; US6485116B1; EP1311360A1; AU7340001A; CA2384323A1; WO2002016060A1; JP2004506519A; CA2384323C

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsanordnung zur Verbindung einer sich drehenden Struktur, und insbesondere auf eine Anordnung mit einer Hülse, die zwischen sich drehenden Gliedern positioniert ist, um Widerstand gegen Fressen zu bieten.
Technischer Hintergrund
Verbindungsanordnungen, wie beispielsweise eine Raupenverbindung, werden gewöhnlicherweise durch eine Presspassung zwischen den Enden des Bolzens und den jeweiligen Bohrungen der Raupenverbindung oder Struktur zusammengehalten. Während der Anwendung der Verbindungsanordnung zwischen den Raupen werden die Verbindungen ungleichmäßige Belastung aufnehmen und eine Tendenz haben, sich auszulenken und zu biegen. Das Auslenken und Biegen des Raupenbolzens relativ zur Raupenhülse könnte eine Kantenbelastung auf den verschiedenen Komponenten zur Folge haben. Die Kantenbelastung könnte Spannungen auf die verschiedenen Komponenten aufbringen, so dass wenn die Komponenten sich relativ zueinander bewegen, die Komponenten sich abnutzen werden oder eine Tendenz haben, Nuten zu bilden, oder die verschiedenen Komponenten sich Fressen.
US-A-6 045 200 offenbart eine Raupenanordnung für eine Raupenmaschine, die eine Raupenhülse aufweist, die erste und zweite Endteile und erste und zweite Dichtungsendstirnseiten definiert, die von den jeweiligen Endteilen definiert werden. Die Raupenhülse definiert auch eine Bohrung, die sich dort hindurch zwischen ihren Endteilen erstreckt. Eine erste Lagerfläche ist auf der Bohrung benachbart zum ersten Endteil definiert, und eine zweite Lagerfläche ist auf der Bohrung benachbart zum zweiten Endteil definiert. Eine abriebsbeständige Beschichtung ist auf mindestens einer der ersten und zweiten Endflächen und der ersten und zweiten Lagerflächen abgelagert. Die Beschichtung ist aus der Gruppe ausgewählt, die aus Chromnitriden, Chromcarbonitriden und Mischungen davon besteht.
US-A-4 199 199 offenbart einen kartuschenartigen Schwenkstift und eine Hülsenverbindung, die einen zylindrischen Bolzen mit einem großen hohlen Metallzylinder aufweisen, der konzentrisch darauf zwischen den Enden davon angeordnet ist, und eine Vielzahl von vorgespannten beabstandeten trockenen selbst geschmierten zylindrischen Hülsen zwischen dem Bolzen und dem Zylinder zumindest benachbart zu den Enden des Zylinders. Trockene selbst geschmierte ringförmige Schub- bzw. Axiallager sind konzentrisch auf dem Bolzen benachbart zu den Enden des Zylinders montiert, und ringförmige Schublagerhalter bzw. Axiallagerhalter sind unbeweglich auf dem Bolzen axial außerhalb und anliegend an den Axiallagern pressgepasst, um durch Druck diese vorzuspannen. Die Halter haben abgerundete oder abgeschrägte Kanten, um die Presspassung zu erleichtern, und ringförmige Dichtungsaufnahmenuten radial außerhalb des äußeren radialen Endes der Axiallager, wobei das Ende von jeder der Nuten zum Ende des Zylinders hin angeordnet ist. Elastische Dichtungen sind in den Nuten angeordnet, um dichtend mit den Endteilen des Zylinders in Eingriff zu kommen. Die selbst geschmierten zylindrischen Hülsen können metallgestützt bzw. metallverstärkt sein, und die Halter können so hergestellt sein, dass die Wandteile eine primäre Dichtung bilden.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 offenbart. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können aus den abhängigen Ansprüchen gewonnen werden. Die Verbindungsanordnung ist geeignet, um eine erste Struktur mit einer zweiten Struktur zu verbinden. Die Gelenk- bzw. Verbindungsanordnung weist eine Hülse auf, die in der ersten Struktur positioniert ist. Die Hülse weist einen ersten Endteil, einen zweiten Endteil und einen Zwischenteil auf. Eine Boh rung erstreckt sich dort hindurch. Ein die Kantenbelastung bzw. Kantenpressung reduzierender Einsatz ist innerhalb der Bohrung der Hülse positioniert. Der Einsatz hat einen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser. Ein Bolzen ist in der zweiten Struktur positioniert und ist innerhalb des Zwischenteils der Hülse und des Einsatzes angeordnet.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Gelenk- bzw. Verbindungsanordnung mit einem Einsatz vor, der zwischen einer Hülse und einem Bolzen positioniert ist, um die Kantenpressung des Bolzens und der Hülse zu reduzieren, um die Abnutzung und das Fressen der sich drehenden Komponenten zu reduzieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine diagrammartige Schnittansicht einer Struktur, die die vorliegende Erfindung verwendet; und
2 ist eine diagrammartige Schnittansicht einer alternativen Struktur der vorliegenden Erfindung.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Mit Bezug auf 1 ist eine Gelenk- bzw. Verbindungsanordnung 10 der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Die Verbindungsanordnung 10 erstreckt sich axial entlang einer Achse 11. Die Verbindungsanordnung 10 weist eine erste Struktur auf, wie beispielsweise ein erstes Paar von beabstandeten Raupenverbindungen 12, und eine zweite Struktur, wie beispielsweise ein zweites Paar von beabstandeten Raupenverbindungen bzw. Raupengliedern 14. Eine Hülse, wie beispielsweise eine Raupenhülse 16 ist in der ersten Struktur 12 positioniert. Ein Bolzen 18 ist innerhalb der zweiten Struktur 12 und der Raupenhülse 16 positioniert. Ein Einsatz 20 ist zwischen der Raupenhülse 16 und dem Bolzen 18 positioniert. Ein Schubring bzw. Axialring 19 ist zwischen dem Einsatz 20 und der zweiten Struktur 14 positioniert.
Die ersten und zweiten Strukturen 12, 14 sind als Paare von beabstandeten Raupenverbindungen bzw. Raupengliedern gezeigt, jedoch kann die vorliegende Erfindung bei irgend welchen Strukturen mit einer Drehbewegung dazwischen verwendet werden. Die erste Struktur 12 weist eine erste Raupenverbindung 22 und eine zweite Raupenverbindung 24 auf. Die erste Raupenverbindung 22 weist eine Bohrung 26 auf, und die zweite Raupenverbindung 24 weist eine Bohrung 28 auf. Die Bohrungen 26, 28 sind entlang der Achse 11 ausgerichtet. Die zweite Struktur 14 weist eine erste Raupenverbindung 29 und eine zweite Raupenverbindung 30 auf. Die erste Raupenverbindung 29 weist eine Bohrung 31 auf, und die zweite Raupenverbindung 30 weist eine Bohrung 32 auf. Die Bohrungen 31, 32 sind mit dem Bohrungen 26, 28 der ersten Struktur entlang der Achse 11 ausgerichtet.
Die Raupenhülse 16 ist in den Bohrungen 26, 28 angeordnet und erstreckt sich axial zwischen den ersten und zweiten Raupenverbindungen 22, 24. Die Raupenhülse 16 weist einen ersten Endteil 33, einen zweiten Endteil 34, einen Zwischenteil 35 und eine gestufte Bohrung 36 auf, die sich axial dort hindurch erstreckt. Die gestufte Bohrung 36 in den ersten und zweiten Endteilen hat einen ersten vorbestimmten inneren Durchmesser 38, und die Bohrung 36 in dem Zwischenteil hat einen zweiten vorbestimmten Innendurchmesser 40. Der zweite vorbestimmte Innendurchmesser 40 ist bezüglich der Größe kleiner als der erste vorbestimmte Durchmesser 38. Eine Wand 42 erstreckt sich zwischen dem ersten Durchmesser 38 und dem zweiten Durchmesser 40.
Der Bolzen 18 ist innerhalb der Raupenhülse 16 angeordnet und weist Endteile 44, 46 auf, die sich axial über die Raupenhülse 16 und einen äußeren vorbestimmten Außendurchmesser 48 erstrecken. Die Endteile 44, 46 erstrecken sich über die erste Struktur 12 hinaus und erstrecken sich in die Bohrungen 31, 32 der zweiten Struktur 14. Der Bolzen 18 wird in den Bohrungen 31, 32 der zweiten Struktur 14 durch eine Presspassung gehalten, um eine axiale Bewegung der Strukturen relativ zueinander zu verhindern.
Der Einsatz 20 ist frei schwimmend um den Bolzen 18 herum positioniert und innerhalb des ersten Durchmesser 38 der Bohrung 36 in den Endteilen 30, 32 der Hülse 16. Der Einsatz 20 weist einen vorbestimmten Innendurchmesser 50 auf, der eine kleinere Größe hat als die ersten und zweiten Durchmesser 38, 40 der Raupenhülse 16, und der größer ist, als der Außendurchmesser 48 des Bolzens 18. Der Einsatz 20 weist einen Außendurchmesser 52, eine erste Seitenfläche 54 und eine zweite Seitenfläche 56 auf. Der Außendurchmesser 52 hat eine Kronenform bzw. abgerundete Form 58, um die Kantenbelastung bzw. Kantenpressung zu reduzieren. Eine gleitende Drehung tritt zwischen der Außenfläche des Einsatzes 20 und der Hülse 16, der Seitenfläche 56 des Einsatzes 20 und der Wand 42, dem Innendurchmesser 50 des Einsatzes 20 und dem Bolzen 18 und der Seitenfläche 54 und dem Schub- bzw. Axialring 19 auf.
Mit Bezug auf 2 wird eine alternative Verbindungsanordnung 60 offenbart. Eine Hülse 62 ist in der ersten Struktur 12 positioniert, und die Hülse weist eine Bohrung 66 auf. Ein abgestufter Bolzen 68 ist in der zweiten Struktur 14 positioniert und erstreckt sich in die Bohrung 66 der Hülse 62. Der Bolzen 68 weist eine Wand 72 auf. Der Einsatz 20 ist um den Bolzen 68 herum positioniert und wirkt verschiebbar mit der Wand 72 zusammen. Der Schubring bzw. Axialring 19 ist um den Bolzen 68 herum positioniert und berührt verschiebbar den Einsatz 20. Die Hülse 62 hat eine gerade Bohrung 66, und der Bolzen 68 ist gestuft.
Industrielle Anwendbarkeit
Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung wird eine Verbindungsanordnung 10 vorgesehen. Die Verbindung weist die erste beabstandete Struktur 12 auf, die durch die Hülse 16 verbunden ist, und die zweite beabstandeten Struktur 14, die durch den Bolzen 18 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Bolzen 18 und der zweiten Struktur 14 ist eine Presspassung, um eine seitliche Relativbewegung zwischen den Strukturen zu verhindern. Der abgerundete Einsatz 20 ist zwischen der Hülse 16 und dem Bolzen 18 posi tioniert, um ein Fressen und eine Abnutzung zwischen den Komponenten zu verhindern, wenn die Komponenten sich um die Achse 11 drehen. Der Einsatz 20 schwimmt frei. Wenn die Struktur eine ungleiche Belastung aufnimmt, könnten sich der Bolzen und/oder die Hülse verbiegen. Der abgerundete Einsatz wird die Belastungskräfte auf die Mitte des Einsatzes leiten. Eine Kantenpressung wird verringert, und der Einsatz wird einer Verbiegung des Bolzens folgen. Wenn die Strukturen sich drehen, kann eine Gleitdrehung zwischen der Wand 42 der Hülse 16 und der Seitenfläche 56 des Einsatzes, zwischen der Seitenfläche 54 des Einsatzes und dem axial- bzw. Schubring 19, zwischen dem Einsatz und dem Bolzen und zwischen der abgerundete Oberfläche des Einsatzes 20 und der Hülse 16 auftreten.
Im Hinblick auf das Vorangegangene ist es leicht offensichtlich, dass die Struktur der vorliegenden Erfindung die Abnutzung und das Fressen zwischen den verschiedenen Strukturen verringert.
Andere Aspekte und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Claims

Verbindungsanordnung (10), die geeignet ist, um eine erste Struktur (12) mit einer zweiten Struktur (14) zu verbinden, wobei die Verbindungsanordnung (10) Folgendes aufweist: eine Hülse (16), die in der ersten Struktur (12) positioniert ist, wobei die Hülse (16) einen ersten Endteil (33), einen zweiten Endteil (34), einen Zwischenteil (35) und eine Bohrung (36) hat, die sich dort hindurch erstreckt; einen die Kantenpressung reduzierenden Einsatz (20), der innerhalb der Bohrung (36) des Endteils (33, 34) der Hülse (16) positioniert ist, wobei der Einsatz (20) einen Innendurchmesser (50) und einen Außendurchmesser (52) hat; und einen Bolzen (18), der in der zweiten Struktur (14) positioniert ist und in dem Zwischenteil (35) der Hülse (16) und dem Einsatz (20) angeordnet ist.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei die erste Struktur (12) erste und zweite beabstandete Glieder (22, 24) aufweist, wobei die zweite Struktur (14) erste und zweite beabstandete Glieder (29, 30) aufweist, und wobei die erste Struktur (12) und die zweite Struktur (14) sich relativ zueinander bewegen.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei die Bohrung (26) in der Hülse (16) eine gestufte Bohrung ist, die eine größere Größe hat als die ersten und zweiten Endteile (33, 34).
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei der Bolzen (18) gestuft ist und eine Wand (72) aufweist, die verschiebbar mit dem Einsatz (20) in Gegenwirkung tritt.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei die Bohrung (36) in der Hülse (16) eine gestufte Bohrung (36) ist, die in den ersten und zweiten Endteilen (33, 34) der Hülse (16) einen ersten vorbestimmten Innendurchmesser (38) hat, und die im Zwischenteil (35) einen zweiten vorbestimmten Innendurchmesser (40) hat, der eine kleinere Größe hat, als der erste vorbestimmte Durchmesser der ersten und zweiten Endteile; und wobei der Einsatz (20) einen vorbestimmten Innendurchmesser (50) aufweist, der eine kleinere Größe hat als die ersten und zweiten vorbestimmten Innendurchmesser der Hülse, wobei der Einsatz (20) eine erste Seitenfläche (54) und eine zweite Seitenfläche (56) hat.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 5, wobei der Außendurchmesser (52) des Einsatzes (20) eine abgerundet geformte Oberfläche (58) aufweist, um die Kantenpressung des Bolzens (18) und der Hülse (16) zu reduzieren.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 5, wobei der Einsatz (20) frei zwischen dem Bolzen (18) und der Hülse (16) schwimmt.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 7, die eine Wand (42) aufweist, die sich zwischen dem ersten Durchmesser (38) und dem zweiten Durchmesser (40) der Hülse (16) erstreckt.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 8, wobei die gleitende Drehung zwischen der abgerundet geformten Oberfläche (58) des Einsatzes (20) und einer Innenfläche des Endteils (33, 34) der Hülse (16) auftritt.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 9, wobei die gleitende Drehung zwischen der zweiten Seitenfläche (56) des Einsatzes (20) und der Wand (42) der Hülse (16) auftritt.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 10, wobei die gleitende Drehung zwischen dem Innendurchmesser (50) des Einsatzes (20) und dem Bolzen (18) auftritt.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei die erste Struktur (12) ein erstes Paar von beabstandeten Raupenverbindungen bzw. Raupengliedern (22, 24) aufweist; wobei die zweite Struktur (14) ein zweites Paar von beabstandeten Raupenverbindungen bzw. Raupengliedern (29, 30) aufweist; wobei die Hülse (16) sich zwischen dem ersten Paar von beabstandeten Verbindungen (22, 24) erstreckt, wobei die Bohrung (36) eine gestufte Bohrung aufweist, die sich axial dort hindurch erstreckt; wobei der Bolzen (18) sich zwischen dem zweiten Paar von beabstandeten Verbindungen (29, 30) erstreckt, und wobei der Einsatz (20) um den Bolzen (18) herum angeordnet ist und zwischen dem Bolzen (18) und der Hülse (16) positioniert ist.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 12, wobei die Bohrung (36) einen ersten vorbestimmten Innendurchmesser (38) in den Endteilen (33, 34) der Hülse (16) aufweist, und einen zweiten vorbestimmten Durchmesser (40) in dem Zwischenteil (35) der Hülse (16), wobei der zweite vorbestimmte Durchmesser (40) eine kleinere Größe hat als der erste vorbestimmte Durchmesser (38).
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 13, wobei der Einsatz (20) einen vorbestimmten Innendurchmesser (50) aufweist, der eine kleinere Größe hat als die ersten und zweiten vorbestimmten Innendurchmesser (38, 40) der Hülse (16), wobei der Einsatzes (20) eine erste Seitenfläche (54) und eine zweite Seitenfläche (56) hat und in der Bohrung (36) der ersten und zweiten Endteile (33, 34) der Hülse (16) positioniert ist.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 14, wobei der Außendurchmesser (52) des Einsatzes (20) eine abgerundet geformte Ober fläche (58) aufweist, um die Kantenpressung des Bolzens (18) und der Hülse (16) zu reduzieren.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 15, wobei der Einsatz (20) frei zwischen dem Bolzen (18) und der Hülse (16) schwimmt.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 16, die eine Wand (42) aufweist, die sich zwischen dem ersten Durchmesser (38) und dem zweiten Durchmesser (40) der Hülse (16) erstreckt.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 17, wobei die gleitende Drehung zwischen der abgerundet geformten Oberfläche (58) des Einsatzes (20) und einer Innenfläche (38) des Endteils (33) der Hülse (16) auftritt.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 18, wobei die gleitende Drehung zwischen der zweiten Seitenfläche (56) des Einsatzes (20) und der Wand (42) der Hülse (16) auftritt.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei der Bolzen (68) gestuft ist und eine Wand (72) aufweist, die verschiebbar mit dem Einsatz (20) in Gegenwirkung ist.