EP0717003A1 - Wheel for conveying device, in particular for cranes or crane crabs or similar - Google Patents

Wheel for conveying device, in particular for cranes or crane crabs or similar Download PDF

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EP0717003A1
EP0717003A1 EP95250135A EP95250135A EP0717003A1 EP 0717003 A1 EP0717003 A1 EP 0717003A1 EP 95250135 A EP95250135 A EP 95250135A EP 95250135 A EP95250135 A EP 95250135A EP 0717003 A1 EP0717003 A1 EP 0717003A1
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wheel
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conical
impeller
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EP95250135A
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Klaus-Jürgen Winter
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C9/00Travelling gear incorporated in or fitted to trolleys or cranes
    • B66C9/08Runners; Runner bearings

Definitions

  • the invention relates to an impeller for conveying means, in particular for cranes or crane trolleys and the like, which has a curved running surface which is adapted to the counter-running surface, so that there is a defined contact surface with a wheel contact point which is distant from the outer edge of the counter-running surface.
  • trolleys specially adapted to the track are previously attached to the chassis frame in the manufacture of trolleys.
  • This procedure means that at least two different impellers must be kept in stock for each load range (for each impeller size) in order to meet short-term needs or to be able to provide spare parts at short notice.
  • This way of handling has a disadvantageous effect on the storage costs and thus on the production costs of such subsidies.
  • the position of the wheel contact point on the tread is of particular importance in all the wheel shapes described. Because of the wheel load introduced at this point, local flange bending stresses arise in the raceway cross-section, which overlap with the main stresses from the beam bending of the road beam. In order to keep these additional stresses as low as possible, the wheel contact point is moved as far as possible from the outer edge of the carrier towards the center of the carrier. The subject of DE 34 15 868 also proceeds from this point of view.
  • the present invention has for its object to eliminate the disadvantage of the double impeller shape per size described above and the resulting costs and logistics disadvantages while maintaining the advantages of the relatively large distance of the wheel contact point from the outer edge of the counter surface.
  • the wheel profile is formed in each case from the same or different radii of curvature in addition to the wheel contact point and cooperates with conical or with counter-running surfaces parallel to the wheel axis. Accordingly, the total area between the impeller and the counter-running area is divided into at least two partial areas with the same or different radii of curvature, the two radii of curvature intersecting at the wheel contact point.
  • Such a wheel profile can advantageously be used both for inclined and for flat counter-running surfaces.
  • a "kink" that arises at the intersection of the two radii is of minor importance, since it is leveled by consciously calculated wear after a relatively short distance.
  • the initially punctiform contact surface between the impeller and counter-running surface therefore flattened out quickly, so that a pressure ellipse is formed in a corresponding form, which can then be treated arithmetically with known equations.
  • the wheel contact point is in the same place, regardless of whether it is a plane or an inclined counter-running surface. It is therefore possible to shift the wheel contact point in the desired direction, for example in the direction of the web in the case of a flange-shaped counter surface, by selecting these angles.
  • the wheel contact point is arranged approximately centrally between two roller bearings supporting the impeller.
  • the impeller 1 for conveying means in particular cranes or crane trolleys 2, has a curved wheel running surface 3 which is adapted to a counter running surface 4 located on a rail. Due to the curvature and the load, a defined contact surface 5, which may initially be linear, with a wheel contact point 6 is created. For reasons of a reduction in the load, the wheel contact point 6 is located as far as possible from an outer edge 7 of the counter contact surface 4.
  • the wheel profile 8 is formed on both sides next to the wheel contact point 6 from radii of curvature R1 and R2 of the same size or different sizes.
  • Such a wheel profile 8 adapts both to a conical shape or with counter-running surfaces 4 parallel to the impeller axis 1a in sufficient surface formation under load.
  • the wheel contact point 6 is placed approximately centrally between two roller bearings 12 and 13 supporting the impeller 1. This requires an inclination of 14% corresponding to 8 degrees.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Carriers, Traveling Bodies, And Overhead Traveling Cranes (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

Alongside its point of rail etc. contact (6), the wheel profile (8) is curved to dissimilar radii (R1,R2) so as to work with conical opposing surfaces (4a,4b) of surfaces running parallel to the wheel axis (1a). The centres of the profile curvature (9) are arranged so that the contact points of the wheel stand at equal distance (11) from the outside edge (7) of both conical and wheel-parallel opposing surfaces. The point of wheel contact stands equi-distant between the roller bearings which support the wheel. In detail, the wheel running surface (3) conforms to the opposing rail etc. surface so the load and curvature give rise to a defined contact area (5) and contact point (6) maximally spaced from the outside edge (7) of the rail. The wheel profile with its differing degrees of curvature can work with conical or parallel opposing surfaces as involved, so that the intercept (A1) for a parallel surface lies below the wheel diameter (D) at a centre point (9) for offset angle (beta ), as against intercept (A2) for a conical rail etc. surface where the centre of curvature (11) lies on a diameter (D) normal to axis (1a) at radius (R2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für Fördermittel, insbesondere für Krane oder Kranlaufkatzen u.dgl., das eine gekrümmte Lauffläche aufweist, die der Gegenlauffläche angepaßt ist, so daß eine definierte Berührungsfläche mit einem Radaufstandspunkt besteht, der von der Außenkante der Gegenlauffläche entfernt liegt.The invention relates to an impeller for conveying means, in particular for cranes or crane trolleys and the like, which has a curved running surface which is adapted to the counter-running surface, so that there is a defined contact surface with a wheel contact point which is distant from the outer edge of the counter-running surface.

Es ist bekannt (DE 34 15 868 A1) ein Kranlaufrad mit einer Verjüngung zwischen Lauffläche und Spurkranz auszubilden. Der Winkel der Verjüngung beträgt 3 Grad und die Verjüngung ist etwa so lang wie die zylindrische Lauffläche, die mit einer Abrundung in die Stirnfläche des Kranlaufrades übergeht. Die Verjüngung geht mit einer Rundung in den Spurkranz über, dessen Fuß breiter ist als die Spitze. Der Rand eines parallel zur Laufradachse verlaufenden Trägers liegt im Bereich der Verjüngung und wird vom Kranlaufrad nicht belastet.It is known (DE 34 15 868 A1) to form a crane impeller with a taper between the tread and the flange. The angle of the taper is 3 degrees and the taper is about as long as the cylindrical tread, which merges into the end face of the crane impeller. The taper merges with a curve in the wheel flange, the foot of which is wider than the tip. The edge of a beam running parallel to the impeller axis lies in the area of the taper and is not loaded by the crane impeller.

Die Laufräder für Fördermittel werden gewöhnlich auf Ebenen oder geneigten Walzprofilen oder Kastenträgern verfahren. Im allgemeinen sind die Laufräder mit ihren Laufflächen den verschiedenen Laufbahnprofilen speziell angepaßt. Dabei lassen sich die Tragprofile mit ihren Laufflächen grundsätzlich in folgende Formen einteilen:

  • a) mit zylindrischer Lauffläche und
  • b) mit kegeliger Lauffläche.
The impellers for conveyors are usually moved on levels or inclined rolled sections or box girders. Generally are the wheels with their treads specially adapted to the different race profiles. The support profiles with their treads can basically be divided into the following shapes:
  • a) with a cylindrical tread and
  • b) with a tapered tread.

Charakteristisch ist hierbei, daß bei der Fertigung von Laufkatzen bisher auftragsgebunden die der Laufbahn speziell angepaßten Laufräder am Fahrwerksrahmen angebaut werden. Diese Vorgehensweise bedeutet, daß für jeden Lastbereich (für jede Laufradgröße) mindestens zwei verschiedene Laufräder bevorratet werden müssen, um kurzfristige Bedürfnisse zu erfüllen bzw. Ersatzteile kurzfristig zur Verfügung stellen zu können. Diese Handhabungsweise wirkt sich nachteilig auf die Lagerhaltungskosten und damit auf die Herstellkosten derartiger Fördermittel aus.It is characteristic here that the trolleys specially adapted to the track are previously attached to the chassis frame in the manufacture of trolleys. This procedure means that at least two different impellers must be kept in stock for each load range (for each impeller size) in order to meet short-term needs or to be able to provide spare parts at short notice. This way of handling has a disadvantageous effect on the storage costs and thus on the production costs of such subsidies.

Von besonderer Bedeutung ist bei allen beschriebenen Radformen die Lage des Radaufstandpunktes an der Lauffläche. Wegen der an dieser Stelle eingeleiteten Radlast entstehen im Laufbahnquerschnitt örtliche Flanschbiegespannungen, die sich mit den Hauptspannungen aus der Balkenbiegung des Fahrbahnträgers überlagern. Um diese Zusatzbeanspruchungen möglichst gering zu halten, verlegt man den Radaufstandspunkt möglichst weit von der Außenkante des Trägers in Richtung Trägermitte. Von diesem Gesichtspunkt geht auch der Gegenstand der DE 34 15 868 aus.The position of the wheel contact point on the tread is of particular importance in all the wheel shapes described. Because of the wheel load introduced at this point, local flange bending stresses arise in the raceway cross-section, which overlap with the main stresses from the beam bending of the road beam. In order to keep these additional stresses as low as possible, the wheel contact point is moved as far as possible from the outer edge of the carrier towards the center of the carrier. The subject of DE 34 15 868 also proceeds from this point of view.

Weitere Kriterien für die Gestaltung der Lauffläche sind außerdem: Zulässige Pressung zwischen Rad und Schiene, Beanspruchung der Lager im Rad und Beanspruchung des Achszapfens.Further criteria for the design of the tread are also: permissible pressure between wheel and rail, stress on the bearings in the wheel and stress on the axle journal.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehend beschriebenen Nachteil der doppelten Laufradform je Baugröße und der dadurch entstehenden Kosten und Logistiknachteile zu beseitigen bei gleichzeitiger Beibehaltung der Vorteile des relativ großen Abstandes des Radaufstandpunktes von der Außenkante der Gegenlauffläche.The present invention has for its object to eliminate the disadvantage of the double impeller shape per size described above and the resulting costs and logistics disadvantages while maintaining the advantages of the relatively large distance of the wheel contact point from the outer edge of the counter surface.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Radprofil neben dem Radaufstandspunkt jeweils aus gleichen oder unterschiedlichen Krümmungsradien gebildet ist und mit kegeligen oder mit zur Laufradachse parallelen Gegenlaufflächen zusammenwirkt. Hierbei wird demzufolge die Gesamtfläche zwischen Laufrad und Gegenlauffläche in zumindest zwei Teilflächen aufgeteilt mit gleichen oder unterschiedlichen Krümmungsradien, wobei sich die beiden Krümmungsradien im Radaufstandspunkt schneiden. Vorteilhafterweise kann ein solches Radprofil sowohl für geneigte als auch für ebene Gegenlaufflächen eingesetzt werden. Ein etwa an der Schnittstelle der beiden Radien entstehender "Knick" ist von untergeordneter Bedeutung, da er bereits nach relativ kurzer Fahrstrecke durch bewußt einkalkulierten Verschleiß eingeebnet wird. Die anfangs punktförmige Kontaktfläche zwischen Laufrad und Gegenlauffläche plattet sich daher schnell ab, so daß sich eine Druckellipse in entsprechender Form ausbildet, die dann rechnerisch mit bekannten Gleichungen behandelt werden kann.The object is achieved according to the invention in that the wheel profile is formed in each case from the same or different radii of curvature in addition to the wheel contact point and cooperates with conical or with counter-running surfaces parallel to the wheel axis. Accordingly, the total area between the impeller and the counter-running area is divided into at least two partial areas with the same or different radii of curvature, the two radii of curvature intersecting at the wheel contact point. Such a wheel profile can advantageously be used both for inclined and for flat counter-running surfaces. A "kink" that arises at the intersection of the two radii is of minor importance, since it is leveled by consciously calculated wear after a relatively short distance. The initially punctiform contact surface between the impeller and counter-running surface therefore flattened out quickly, so that a pressure ellipse is formed in a corresponding form, which can then be treated arithmetically with known equations.

Vorteilhaft ist sodann, daß bei gleichem Winkel einer geneigten Gegenlauffläche und dem gleich großen Winkel zur Radialen (Senkrechten auf der Laufradachse) der Radaufstandspunkt an gleicher Stelle liegt, gleichgültig, ob es sich um eine Ebene oder eine geneigte Gegenlauffläche handelt. Es ist daher möglich, durch Wahl dieser Winkel den Radaufstandspunkt in der gewünschten Richtung, z.B. in Richtung des Steges bei einer flanschförmigen Gegenlauffläche, zu verschieben.It is then advantageous that with the same angle of an inclined counter-running surface and the same angle to the radial (perpendicular to the wheel axis) the wheel contact point is in the same place, regardless of whether it is a plane or an inclined counter-running surface. It is therefore possible to shift the wheel contact point in the desired direction, for example in the direction of the web in the case of a flange-shaped counter surface, by selecting these angles.

Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß die Krümmungsmittelpunkte der Krümmungsradien derart gelegt sind, daß die Radaufstandspunkte sowohl für kegelige als auch für parallele Gegenlaufflächen den gleichen Abstand von der Außenkante der Gegenlauffläche aufweisen.Further features of the invention consist in that the centers of curvature of the radii of curvature are placed in such a way that the wheel contact points have the same distance from the outer edge of the counter-running surface for both conical and parallel counter-running surfaces.

Vorteilhaft ist ferner, daß der Radaufstandspunkt etwa mittig zwischen zwei das Laufrad stützenden Wälzlagern angeordnet ist.It is also advantageous that the wheel contact point is arranged approximately centrally between two roller bearings supporting the impeller.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1
eine Vorderansicht des Laufrades zwischen alternativ geformten Schienen bzw. Flanschen
Figur 2
einen Querschnitt durch Laufrad mit Lagerung und Schiene in einer ersten Ausführungsform und
Figur 3
denselben Querschnitt wie Figur 2 durch Laufrad und Schiene für eine andere Ausführungsform der Schiene.
Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it:
Figure 1
a front view of the impeller between alternatively shaped rails or flanges
Figure 2
a cross section through impeller with storage and rail in a first embodiment and
Figure 3
the same cross section as Figure 2 through the impeller and rail for another embodiment of the rail.

Das Laufrad 1 für Fördermittel, insbesondere Krane oder Kranlaufkatzen 2, weist eine gekrümmte Radlauffläche 3 auf, die an eine an einer Schiene befindliche Gegenlauffläche 4 angepaßt ist. Aufgrund der Krümmung und der Last entsteht eine definierte Berührungsfläche 5, die anfangs linienförmig sein kann, mit einem Radaufstandspunkt 6. Aus Gründen einer Reduzierung der Belastungsbeanspruchung liegt der Radaufstandspunkt 6 von einer Außenkante 7 der Gegenlauffläche 4 mit größtmöglichem Abstand entfernt.The impeller 1 for conveying means, in particular cranes or crane trolleys 2, has a curved wheel running surface 3 which is adapted to a counter running surface 4 located on a rail. Due to the curvature and the load, a defined contact surface 5, which may initially be linear, with a wheel contact point 6 is created. For reasons of a reduction in the load, the wheel contact point 6 is located as far as possible from an outer edge 7 of the counter contact surface 4.

Um nunmehr beliebig geformte Gegenlaufflächen 4 als Führung zu erhalten, ist das Radprofil 8 beidseitig neben dem Radaufstandspunkt 6 jeweils aus gleich großen oder unterschiedlich großen Krümmungsradien R1 und R2 gebildet. Ein solches Radprofil 8 paßt sich sowohl kegeligen oder mit zur Laufradachse 1a parallelen Gegenlaufflächen 4 in ausreichender Flächenbildung unter Last an.In order to obtain any counter surfaces 4 as a guide, the wheel profile 8 is formed on both sides next to the wheel contact point 6 from radii of curvature R1 and R2 of the same size or different sizes. Such a wheel profile 8 adapts both to a conical shape or with counter-running surfaces 4 parallel to the impeller axis 1a in sufficient surface formation under load.

Bei einer parallelen Gegenlauffläche 4a (Figur 1) entsteht bei Versatz eines Krümmungsmittelpunktes 9 um den Winkel Beta eine Schnittstelle A1 unter dem Durchmesser D des Laufrades 1, wobei die Schnittstelle A1 mehr in Richtung auf einen Steg 10 (kleinerer Abschnitt A gegenüber dem Abschnitt I1) wandert.In the case of a parallel counter-running surface 4a (FIG. 1), when a center of curvature 9 is offset by the angle beta, an interface A1 is formed under the diameter D of the impeller 1, the interface A1 more in the direction of a web 10 (smaller section A compared to section I1) wanders.

Bei einer kegeligen Gegenlauffläche 4b (Figur 1) und einer Lage eines Krümmungsmittelpunktes 11 auf dem Durchmesser D (senkrecht zum Verlauf der Laufradachse 1a) für einen Radius R2 bei einem Winkel Alpha wandert die entstehende Schnittstelle A2 noch näher an den Steg 10 heran, wodurch sich die Beanspruchung der Schiene vermindert.With a conical counter-running surface 4b (FIG. 1) and a position of a center of curvature 11 on the diameter D (perpendicular to the course of the impeller axis 1a) for a radius R2 at an angle alpha, the resulting interface A2 moves even closer to the web 10, as a result of which reduces the stress on the rail.

Die Schnittstellen A1 und A2 können nunmehr durch Bemessung der Radien R1 und R2 so gelegt werden, daß die Krümmungsmittelpunkte 9 und 11 der Krümmungsradien R1 und R2 so zu liegen kommen, daß sowohl für parallele als auch für kegelige Gegenlaufflächen 4a bzw. 4b die Radaufstandspunkte 6 den gleichen Abstand I1 und I2 von der Außenkante 7 der Gegenlaufflächen 4a bzw. 4b aufweisen, und zwar nach der Formel I2 = I1 + R1 x Sin (Alpha - Beta).

Figure imgb0001
The interfaces A1 and A2 can now be placed by dimensioning the radii R1 and R2 in such a way that the centers of curvature 9 and 11 of the radii of curvature R1 and R2 come to lie such that the wheel contact points 6 for both parallel and tapered mating surfaces 4a and 4b have the same distance I1 and I2 from the outer edge 7 of the mating surfaces 4a and 4b, according to the formula I2 = I1 + R1 x Sin (Alpha - Beta).
Figure imgb0001

Der Radaufstandspunkt 6 ist nach einem weiteren Ausführungsbeispiel (Figuren 2 und 3) zwischen zwei das Laufrad 1 stützenden Wälzlagern 12 und 13 etwa mittig gelegt. Hierbei wird eine Neigung von 14% entsprechend 8 Winkelgrad vorausgesetzt.According to a further exemplary embodiment (FIGS. 2 and 3), the wheel contact point 6 is placed approximately centrally between two roller bearings 12 and 13 supporting the impeller 1. This requires an inclination of 14% corresponding to 8 degrees.

BezugszeichenlisteReference list

11
LaufradWheel
1a1a
LaufradachseImpeller axis
22nd
KranlaufkatzeCrane trolley
33rd
RadlaufflächeWheel tread
44th
GegenlaufflächeMating surface
4a4a
parallele Gegenlaufflächeparallel counter surface
4b4b
kegelige Gegenlaufflächeconical counter surface
55
BerührungsflächeTouch area
66
RadaufstandspunktWheel contact point
77
AußenkanteOuter edge
88th
RadprofilWheel profile
99
KrümmungsmittelpunktCenter of curvature
1010th
Stegweb
1111
KrümmungsmittelpunktCenter of curvature
1212th
Wälzlagerroller bearing
1313
Wälzlagerroller bearing
R1R1
Radiusradius
R2R2
Radiusradius
A1A1
Schnittstelleinterface
A2A2
Schnittstelleinterface
I1I1
Abstanddistance
I2I2
Abstanddistance

Claims (3)

Laufrad für Fördermittel, insbesondere für Krane oder Kranlaufkatzen u.dgl., das eine gekrümmte Radlauffläche aufweist, die der Gegenlauffläche angepaßt ist, so daß eine definierte Berührungsfläche mit einem Radaufstandspunkt besteht, der von der Außenkante der Gegenlauffläche entfernt liegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Radprofil (8) neben dem Radaufstandspunkt (6) jeweils aus gleichen oder unterschiedlichen Krümmungsradien (R1;R2) gebildet ist und mit kegeligen oder mit zur Laufradachse (1a) parallelen Gegenlaufflächen (4a,4b) zusammenwirkt.
Impeller for conveying means, in particular for cranes or crane trolleys and the like, which has a curved wheel running surface which is adapted to the counter running surface, so that there is a defined contact surface with a wheel contact point which is distant from the outer edge of the counter running surface,
characterized,
that the wheel profile (8) next to the wheel contact point (6) is formed in each case from the same or different radii of curvature (R1; R2) and cooperates with conical or with the impeller axis (1a) parallel counter surfaces (4a, 4b).
Laufrad nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Krümmungsmittelpunkte (9) der Krümmungsradien (R1,R2) derart gelegt sind, daß die Radaufstandspunkte (6) sowohl für kegelige als auch für parallele Gegenlaufflächen (4a,4b) den gleichen Abstand (I1;I2) von der Außenkante (7) der Gegenlauffläche (4a,4b) aufweisen.
Impeller according to claim 1,
characterized,
that the centers of curvature (9) of the radii of curvature (R1, R2) are placed in such a way that the wheel contact points (6) are the same distance (I1; I2) from the outer edge (7) for both conical and parallel mating surfaces (4a, 4b) the counter surface (4a, 4b).
Laufrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Radaufstandspunkt (6) etwa mittig zwischen zwei das Laufrad (1) stützenden Wälzlagern (12,13) angeordnet ist.
Impeller according to one of claims 1 or 2,
characterized,
that the wheel contact point (6) is arranged approximately centrally between two roller bearings (12, 13) supporting the impeller (1).
EP95250135A 1994-06-24 1995-06-07 Wheel for conveying device, in particular for cranes or crane crabs or similar Withdrawn EP0717003A1 (en)

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