EP4403345B1

EP4403345B1 - Pendelarm für einen walzenverdichter zum verdichten von abfallstoffen

Info

Publication number: EP4403345B1
Application number: EP24152812.4A
Authority: EP
Inventors: Heinz Bermann
Original assignee: Heinz Bergmann oHG Maschinen Fuer Die Abfallwirtschaft
Current assignee: Heinz Bergmann oHG Maschinen Fuer Die Abfallwirtschaft
Priority date: 2023-01-19
Filing date: 2024-01-19
Publication date: 2025-11-05
Anticipated expiration: 2044-01-19
Also published as: DE102023101271A1; EP4403345A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Pendelarm für einen Walzenverdichter zum Verdichten von Abfallstoffen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
EP 0 106 268 A1 zeigt eine Abfallverdichtungsvorrichtung, bei der ein etwa zylindrischer Behälter vorgesehen ist, in dessen Zentrum eine Achse angeordnet ist. Ein angetriebener Walzenkörper ist senkrecht zu der Achse angeordnet. Er wird drehangetrieben und läuft um die Achse auf einer Kreisbahn im Behälter.
Ein weiterer Walzenverdichter wurde von der Anmelderin erstmals in der DE 30 23 508 C1 beschrieben. Eine Walze, die am Ende eines gelenkig gelagerten Pendelarms geführt ist, bewirkt die Verdichtung. Die Rotation der Walze führt zur Umschichtung der oberflächennahen Schichten der Abfälle im Container und ermöglicht deren Bewegung in Längsrichtung des Containers. Der Walzenverdichter ist insbesondere für trockene Abfälle mit großen Hohlräumen wie Sperrmüll oder Holzkisten gut geeignet. Das Fassungsvermögen des Containers wird gegenüber unverdichteten Abfällen erheblich gesteigert.
In weiteren Fortentwicklungen, wie sie beispielsweise in der DE 20 2011 000 241 U1 und EP 2 808 161 A1 , wobei EP2808161A1 einen Pendelarm gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart, beschrieben sind, ist der Trägerarm jeweils auf einem Stativ außerhalb des Containers positioniert, um das gesamte Containervolumen für Abfälle nutzen zu können. Auch ist es dadurch möglich, einen stationären Walzenverdichter mit mehreren Wechselcontainern zu verwenden. Dabei ist ein zweiteiliger Knickarm vorgesehen. Der erste, mit dem Stativ verbundene Teil des Knickarms kann über einen Aktor, wie beispielsweise einen Hydraulikzylinder, angehoben werden, um die Walze aus dem Container auszuheben. Über ein Schwenkgelenk ist an seinem anderen Ende ein Pendelarm angebunden, an dessen Ende wiederum die rotierbare Walze gelagert ist. Diese bewirkt die Verdichtung allein aufgrund ihres Eigengewichts, also ohne Anpressdruck seitens des Arms.
Als Problem wurden Torsionsbelastungen des Pendelarms und insbesondere des Schwenklagers, an dem der Pendelarm aufgehängt ist, erkannt. Diese treten vor allem auf, wenn nur einer der beiden Walzenkörper im Eingriff mit den zu zerkleinernden Abfällen im Container ist und/oder in dem Moment, in dem die Drehrichtung der Walzenkörper umgekehrt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen Pendelarm der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die Torsionsbelastungen auf den Pendelarm und insbesondere auf sein oberes Schwenklager reduziert werden.
Diese Aufgabe wird durch einen Pendelarm für einen Walzenverdichter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dieser Pendelarm ist eine autarke Einheit, so dass er gut zur Umrüstung vorhandener Walzenverdichter eingesetzt werden kann. Zusammen mit einem Stativ und einem wenigstens einteiligen Tragarm bildet er einen kompletten Walzenverdichter.
Allen Ausführungsformen der Erfindung ist gemeinsam, dass zwischen dem Getriebehalterelement und den sich anschließenden Abschnitten des Pendelarms oder innerhalb eines in mehrere Teile unterteilten Pendelarms wenigstens eine Torsionsausgleichskupplung angeordnet ist, die zumindest zwei miteinander koppelbare Kupplungsteilelemente umfasst.
Das Grundprinzip der Erfindung beruht darauf, dass die Kupplungsteilelemente in beiden möglichen Schwenkrichtungen über einen kleinen Winkel noch frei drehbar sind und am Ende des Schwenkbereichs nicht hart aneinander anschlagen. Das wird zum einen dadurch erreicht, dass die Kupplungsteilelemente in beiden möglichen Schwenkrichtungen um die Ausgleichsachse wirksame Anschlagflächen aufweisen, und zum anderen dadurch, dass zwischen sich kontaktierenden Anschlagflächen der Kupplungsteilelemente jeweils wenigstens ein elastomeres Anschlagelement wirksam ist. "Wirksam" bedeutet, dass durch die sich kontaktierenden Anschlagflächen der Schwenkwinkel begrenzt wird und dass das direkte Anschlagen von insbesondere metallischen Anschlagflächen aneinander verhindert wird. Dabei kann die Position und Ausbildung des elastomeren Anschlagelements unterschiedlich sein. Es kann sich um elastomere Beläge oder Überzüge einer oder beider Anschlagflächen handeln oder auch um gesonderte Elemente, die zwischen den Anschlagflächen positioniert sind.
Die Erfindung sieht also nicht ein Element wie z. B. eine Torsionsfeder vor, das verdreht wird, oder ein anderes Federelement, das direkt mit Beginn der Verdrehung gespannt wird.
Vielmehr ermöglicht eine bevorzugte Ausführungsform der Torsionsausgleichskupplung im Pendelarm der Erfindung drei Phasen der Bewegung:

1) In einer ersten Phase erfolgt eine freie Bewegung der beiden Kupplungsteilelemente zueinander, bis beide Anschlagflächen an dem elastomeren Element anliegen bzw. eine Anschlagfläche ohne elastomere Beschichtung an der anderen Anschlagfläche mit elastomerer Beschichtung anliegt.
2) In einer zweiten Phase erfolgt die Kompression des elastomeren Anschlagelements, das elastisch verformt wird. Insbesondere diese Phase dient dem Abfedern von Lastspitzen.
3) Nach Erreichen einer maximalen Kompression des elastomeren Anschlagelements wird das Drehmoment unvermindert von einem Kupplungsteilelement auf das andere Übertragen, was für das Kompaktieren von Abfallstoffen über den Pendelarm und die Walzeneinheit erforderlich ist.

Die Kupplungsteilelemente sind insbesondere flanschartige Platten, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Vorzugsweise besitzen sie wenigstens eine Ausnehmung im Zentrum, um elektrische, pneumatische oder hydraulische Leitungen durch die Torsionsausgleichskupplung hindurch vom Pendelarm auf das Getriebehalterelement bzw. auf einen weiteren Abschnitt des Pendelarms überleiten zu können.
Die Kupplungsteilelemente können in Bezug auf eine sich parallel zur Längsrichtung des Pendelarms erstreckende Ausgleichsache gegeneinander verschwenkt werden, wobei der Schwenkwinkel jeweils formschlüssig begrenzt wird. Zumindest bei Erreichen der Endebereichen des möglichen Schwenkwinkels, ggf. auch schon vorher während der Schwenkbewegung, wird wenigstens ein zwischen den Kupplungsteilelementen angeordnetes Federelement und/oder ein elastomeres Anschlagelement verformt, so dass Drehmomentspitzen gemildert werden und die Torsionsbelastung auf den Pendelarm und seine Lagerung am Tragarm reduziert wird.
Mehrere Ausführungsformen sehen vor, dass ein Kupplungsteilelement einen Achsstummel aufweist, der parallel zur Längsachse des Pendelarms oder in Flucht damit ausgerichtet ist und der in eine Lagerbuchse am anderen Kupplungsteilelement eingreift und dort formschlüssig so gesichert ist, dass darüber Zug- und Druckkräfte ebenso wie Biegemomente übertragen werden können.
Bei mehreren Ausführungsformen ist vorgesehen, dass wenigstens ein vorspringendes Element an einem elastomeren Anschlagelement in eine Ausnehmung am anderen Kupplungsteilelement eingreift, so dass der mögliche Schwenkwinkel formschlüssig begrenzt ist.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung ist vorgesehen, dass an einem der Kupplungsteilelemente beidseits neben einer zentralen Achse Halterungen für elastomere Anschlagelemente vorgesehen sind. Darüber kann bevorzugt oberhalb und unterhalb der Achse jeweils wenigstens ein Paar elastomerer Anschlagelemente angeordnet werden, zwischen denen jeweils ein spaltförmiger Zwischenraum besteht. An dem anderen Kupplungsteilelement sind oberhalb und/oder unterhalb einer Achsaufnahme jeweils vorstehende, flügelartige Mitnehmerelemente vorgesehen. Das Mitnehmerelement bewegt sich in dem Zwischenraum zwischen den paarweise angeordneten Anschlagelementen zunächst frei und schlägt dann im Endbereich der vorgesehenen Schwenkbewegung an eines der Anschlagelemente an. Vorzugsweise gibt es je ein Mitnehmerelement ober- und unterhalb der Achse und zwei diesen zugeordnete Paare von Anschlagelementen.
Bei einer leicht abgewandelten, zweiten Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung ist vorgesehen, dass an der zentralen Achse wenigstens ein radial vorstehendes, flügelartiges Mitnehmerelement angebracht ist und dass am anderen Kupplungsteilelement, das die Lagerbuchse für die Achse aufweist, wenigstens zwei elastomeren Anschlagelementen mit Abstand zueinander angebracht sind. Das Mitnehmerelement bewegt sich in dem Zwischenraum zwischen den Anschlagelementen zunächst frei und schlägt dann im Endbereich der vorgesehenen Schwenkbewegung an eines der Anschlagelemente an. Vorzugsweise gibt es zwei flügelartige Mitnehmerelemente an diametral gegenüberliegenden Seiten der Achse und zwei Paare von Anschlagelementen.
Ähnlich ist eine weitere Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung aufgebaut, bei der die Begrenzung des Schwenkwinkels dadurch erreicht wird, dass beide Kupplungsteilelemente an ihren zueinander weisenden Seiten jeweils eine X-förmige Stegstruktur besitzen, wobei die X-förmige Stegstruktur des einen Kupplungsteilelements enger ist als die X-förmige Stegstruktur an dem anderen Kupplungsteilelement und axial weiter nach vorn ragt. Dadurch können die Stegstrukturen formschlüssig ineinandergreifen und bleiben gegeneinander verschwenkbar bis sich die Stege gegenseitig berühren. An den Kontaktstellen zwischen den Stegstrukturen sind elastomere Anschlagelemente angebracht, um bei Erreichen der Endlage die Bewegung zu bremsen und dann zu stoppen.
Bei einer weiteren Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung ist außermittig über eine gemeinsame Achse ein Pendellager zwischen den Kupplungsteilelementen ausgebildet, insbesondere im oberen oder im unteren Randbereich. Im vertikal entgegengesetzten unteren oder oberen Randbereich des einen Kupplungsteilelements ist außerdem ein Führungsstift vorgesehen, der in eine kreisbogenförmige Führungskulisse am anderen Kupplungsteilelement eingreift.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass bei der Torsionsausgleichskupplung flanschartige Kupplungsteilelemente vorgesehen sind, die über eine Lagerbuchse an dem einen Kupplungsteilelement und eine darin eingreifende Achse an dem anderen Kupplungsteilelement schwenkbar miteinander gekoppelt sind, wobei zwischen mehreren Eckbereichen der rechteckigen Flansche der Kupplungsteilelemente je ein Anschlagelement eingefügt ist, durch das die Kupplungsteilelemente gelenkig miteinander verbunden sind. Der Schwenkwinkel zwischen den Kupplungsteilelementen wird durch Führungsstifte an dem einen Kupplungsteilelement, die in Führungskulissen an dem anderen Kupplungsteilelement eingreifen, formschlüssig begrenzt.
Vorzugsweise ist bei der Torsionsausgleichskupplung wenigstens ein Endlagenschalter wie insbesondere ein induktiver Näherungsschalter vorgesehen, der möglicherweise schon bei Erreichen der Endlage der Schwenkbewegung ein Signal für eine Notabschaltung des Walzenantriebs abgibt, spätestens aber bei starker Kompression der in den Endlagen vorgesehenen Feder- und/oder Anschlagelemente.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, die jeweils in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1: einen Walzenverdichter mit einem Pendelarm zur Verdichtung von Abfallstoffen in seitlicher Ansicht;
Fig. 2: einen erfindungsgemäßen Pendelarm mit einer Walzeneinheit in Ansicht von oben;
Fig. 3: eine erste Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung in Explosionsansicht;
Fig. 4: die montierte Torsionsausgleichskupplung gemäß Figur 3 in perspektivischer Ansicht;
Fig. 5: die Torsionsausgleichskupplung gemäß Figur 3 in seitlicher Ansicht;
Fig. 6: einen Endabschnitt des Pendelarms mit einer zweiten Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung in perspektivischer Ansicht;
Fig. 7-9: Teile der Torsionsausgleichskupplung gemäß Fig. 6, jeweils in perspektivischer Ansicht;
Fig. 10: eine dritte Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung für einen Pendelarm in perspektivischer Ansicht;
Fig. 11: eine vierte Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung für einen Pendelarm in perspektivischer Ansicht;
Fig. 12: die Torsionsausgleichskupplung gemäß Fig. 11 von vorn;
Fig. 13: eine fünfte Ausführungsform eines Pendelarms mit einer Torsionsausgleichskupplung, in perspektivischer Ansicht; und
Fig. 14: eine sechste Ausführungsform eines Pendelarms mit einer Torsionsausgleichskupplung, in perspektivischer Ansicht.

Fig. 1 zeigt einen Walzenverdichter 100 zur Verdichtung von Abfallstoffen 203. Ein Container 200 besitzt eine vordere Stirnwand 201 und eine rückwärtige Stirnwand 202. Die Linie im Container 200 kennzeichnet die Oberseite einer Schüttung von Abfallstoffen 203. Hinter der rückwärtigen Stirnwand 202 ist ein Stativ 12 des Walzenverdichters 100 angeordnet, welches mit nach vorne springenden Kufen bis unter den Boden des Containers 200 reicht, um die Abstützung zu verbessern. Ein Tragarm 10 ist über ein Gelenk 15 mit dem Stativ 12 verbunden. Am oberen Ende des Tragarms 10 ist über ein weiteres Gelenk 11 ein Pendelarm 20 angebunden. Zwischen dem Tragarm 10 und dem Pendelarm 20 sind keine Aktoren vorgesehen, sodass der Pendelarm 20 frei um das Gelenk 11 schwenken kann. Am Ende des Pendelarms 20 ist ein Getriebehalterelement angebracht, welches unter anderem Lagerelemente und ein Getriebe für eine Walzeneinheit 30 enthält, um eine Walze 31 anzutreiben. Außerdem ist zwischen dem Stativ 12 und dem Tragarm 10 ein hier nicht dargestellter Hubzylinder als Aktor vorgesehen, um den Tragarm 10 anheben und senken zu können. Mit dem Anheben und Senken des Tragarms 10 bewegt sich das Gelenk 11 auf einer kreisbogenförmigen Bahn 17.
In Fig. 1 ist in der Nähe der Stirnwände 201, 202 jeweils das Ende des Pendelarms 20 mit der Walzeneinheit 30 nochmal abgebildet. Dies sind die Endpositionen, die die Walzeneinheit 30 erreichen kann, indem sich der Tragarm 10 gegenüber dem Stativ 12 bewegt, wodurch die Achse des Gelenks 11 auf der Kreisbahn 17 bewegt wird. Über den Tragarm 10 wird keinerlei Anpresskraft ausgeübt, d. h., die Verdichtung der Abfallstoffe 203 im Container 200 erfolgt allein aufgrund der Rotation und der Masse der Walzeneinheit 30 sowie den am Außenmantel der Walzen 31 angebrachten, scharfkantigen Stegelementen zum Fördern und Brechen der Abfallstoffe. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf den Pendelarm 20 samt der Walzeneinheit 30 des Walzenverdichters 100; in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Torsionsausgleichskupplung 40 zwischen dem Pendelarm 20 und der Walzeneinheit 30 vorgesehen.
Der Pendelarm 20 ist in Fig. 2 separat von den übrigen Teilen eines Walzenverdichters dargestellt, und zwar in Ansicht von oben auf eine Mittelachse 36 der Walzeneinheit 30. Der Pendelarm 20 umfasst in dem Ausführungsbeispiel zwei äußere Trägerprofile 22, die sich an ein gemeinsames Kopfelement 26 anschließen, welches Lageraufnahmen 21 zur Ausbildung des Schwenklagers 11 besitzt. Am anderen Ende ist über die Torsionsausgleichskupplung 40 ein Fußelement 23 angeschlossen, das hohl ausgebildet ist und im Inneren einen Elektromotor 39 aufnimmt. Das Fußelement 23 besitzt an der von den Trägerprofilen 22 abgewandten Seite einen Verbindungsflansch 24, an dem das Getriebehalterelement 25 für ein Getriebe 35 befestigt ist.
Der Pendelarm 20 nach der Erfindung ist mit einer Motoreinheit verbunden, die neben dem Elektromotor 39 eine Ausgleichskupplung 38, eine Antriebswelle 37 und eine in Fig. 2 nicht sichtbare Steckkupplung zur Verbindung der Antriebswelle 37 mit dem Getriebe 35 besitzt.
Die Walzeneinheit 30 umfasst die Walzenkörper 31, 32, die jeweils an Flanschen 33, 34 einer Abtriebswelle des Getriebes 35 befestigt sind. Die beiden Walzenkörper 31, 32 bilden zusammen einen in der Außenansicht nahezu ununterbrochenen Zylinderkörper, in dessen Innerem ein Teil des Getriebehalterelements 25 aufgenommen ist, an dem wiederum das Getriebe 35 befestigt ist.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung 40, die in Figur 3 in einer Explosionsansicht dargestellt ist, umfasst zwei Kupplungsteilelemente 41, 42. Das plattenförmige Kupplungsteilelement 41 besitzt eine rechteckige Flanschplatte 41.1, die fest mit einer zylindrischen Achse 44 verbunden ist. Zu beiden Seiten davon ist je ein Haltewinkel 41.2 an der Flanschplatte 41.1 angeordnet. Die Haltewinkel 41.2 dienen zur Befestigung je eines Trägerelements 43, an dem zwei elastomere Anschlagelemente 45 befestigt werden können. Dadurch, dass die Anschlagelemente 45 an dem vom Kupplungsteilelement 41 über Verschraubungen leicht lösbaren Trägerelement 43 befestigt sind, sind sie leicht austauschbar. Sind beide Trägerelemente 43 an den Haltewinkeln 41.2 befestigt, so sind die Anschlagelemente 45 mit planparallelen Oberflächen zueinander positioniert, wobei dazwischen ein schmaler Spalt ausgebildet ist.
An einem zweiten Kupplungsteilelement 42 sind oberhalb und/oder unterhalb einer Lageraufnahme 47 für die zylindrische Achse 44 in einer Flanschplatte 42.1 jeweils vorstehende, flügelartige Mitnehmerelemente 46 angebracht, die jeweils über eine mit der Flanschplatte 42.1 verbundene Dreiecksplatte 42.2 ausgesteift sind. Auf einen Endabschnitt 44.1 der Achse 44, welcher in die Lageraufnahme 47 an dem Kupplungsteilelement 42 eingeschoben wird, sind zur Ausbildung eines Gleitlagers verschleißmindernde Lagerschalen 48 aufgeschoben. Der Endabschnitt 44.1 der Achse 44 weist eine Nut auf, die bei der montierten Torsionsausgleichskupplung 40 über die rückwärtige Fläche der Flanschplatte 42 hinausragt. Zur axialen Sicherung der beiden Kupplungsteilelemente 41, 42 aneinander ist ein zweiteiliges Wellensicherungsblech 42.3 vorgesehen, das im zusammengebauten Zustand in die Nut am Endabschnitt 44.1 der Achse 44 eingreift und so die axiale Sicherung herstellt.
Fig. 4 zeigt die montierte Torsionsausgleichskupplung 40 in perspektivischer Ansicht. Der durch das Kupplungsteilelement 42 hindurch geführte Endabschnitt 44.1 der Achse ist durch einen Sicherungsring gesichert, so dass die Kupplungsteilelemente 41, 42 gegeneinander rotierbar sind, aber axial zueinander gesichert sind. Die Rotation ist auf einen kleinen Winkel begrenzt, da die Mitnehmerelemente 46 des Kupplungsteilelements 42 dicht vor den Anschlagelemente 45 des Kupplungsteilelements 41 liegen. Das Mitnehmerelement 46 bewegt sich bei einer auf den Pendelarm wirkenden Torsionsbelastung in dem Zwischenraum zwischen den paarweise angeordneten Anschlagelementen 45 und schlägt dann im Endbereich der vorgesehenen Schwenkbewegung an eines der elastomeren Anschlagelemente 45 an. Danach endet die freie Schwenkbewegung, und danach ist noch eine geringfügige elastische Verformung der Anschlagelemente 45 möglich. Diese geringe Schwenkbewegung um einen kleinen Winkel ist ausreichend, um im Betrieb des Pendelarms hohe Torsionsspannungen zu mindern.
Figur 5 zeigt die Torsionsausgleichskupplung 40 in seitlicher Ansicht, woraus deren geringe Ausdehnung in der in Fig. 5 von links nach rechts verlaufenden Längsrichtung des Pendelarms deutlich wird. Damit ist auch eine Nachrüstung vorhandener Pendelarme möglich, da eine Längenänderung, die durch die Einfügung der Torsionsausgleichskupplung 40 in den Pendelarm bewirkt wird, für den Betrieb eines mit diesem Pendelarm ausgerüsteten Walzenverdichters ohne Bedeutung ist.
In Fig. 6 ist ein Endabschnitt eines Pendelarms 20 nach einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht von seitlich vorn dargestellt. Zwischen dem Pendelarm 20 und dem Getriebehalterelement 25 ist eine Torsionsausgleichskupplung 40' gemäß einer zweiten Ausführungsform angebracht. Die Torsionsausgleichskupplung 40' umfasst zwei Kupplungsteilelemente, von denen das eine mit dem Getriebehalterelement 25 und das andere mit dem Pendelarm 20 verbunden ist. Ein Kupplungsteilelement besitzt eine Achse 44', die in einer Lageraufnahme im anderen Kupplungsteilelement so gelagert ist, dass eine Verschwenkung um einen kleinen Winkel von maximal 10° zu jeder Seite möglich ist. Die Verschwenkung ist dadurch begrenzt, dass die Achse 44' seitliche Mitnehmerelemente 46' besitzt und jedes Mitnehmerelement 46' in einem Freiraum zwischen zwei elastomeren Anschlagelementen 45' positioniert ist. Wenn die Grenze des vorgesehenen Schwenkwinkels erreicht ist, stoßen die Mitnehmerelemente 46' jeweils gegen eines der Anschlagelemente 45'. Zugkräfte und Biegemomente werden durch die Achse 44' und das Lager zwischen dem Pendelarm 20 und dem Getriebehalterelement 25 übertragen. Auch diese Ausführungsform verwirklicht das Grundprinzip der Erfindung, dass die Kupplungsteilelemente in beiden möglichen Schwenkrichtungen über einen kleinen Winkel noch frei drehbar sind und am Ende des Schwenkbereichs nicht hart aneinander anschlagen, da die Kupplungsteilelemente beidseits Anschlagflächen aufweisen, mit denen sie ein elastomeres Anschlagelement kontaktieren und über dieses gegeneinander abstützbar sind.
Figur 7 zeigt ein erstes Kupplungsteilelement 41' der Torsionsausgleichskupplung 40' aus Figur 6. Dieses umfasst einen rechteckigen Flansch 41.1' zur Verbindung entweder mit dem Pendelarm 20 oder dem Getriebehalterelement 25. Der Flansch 41.1' besitzt eine zentrale, als Gleitlager ausgebildete Lageraufnahme 47' zur Aufnahme der Achse 44'. Seitlich, an gegenüberliegenden Kanten des Flansches 41.1', sind jeweils Winkelprofile 43' angebracht, die quaderförmige Gummiklötze halten, welche als Anschlagelemente 45' dienen. Die Anschlagelemente 45' sind mit Abstand zueinander angeordnet, so dass ein Zwischenraum 45.1' gebildet ist.
Figur 8 zeigt das Kupplungsteilelement 41' von der Rückseite her. Sobald die mit dem anderen Kupplungsteilelement 42' verbundene Achse 44' in die Lageraufnahme 47' eingesteckt wird, wird ein Sicherungsring 49' auf das Ende der Achse aufgesetzt und daran gesichert, so dass über die Torsionsausgleichskupplung 40' hinweg Zug- und Druckkräfte vom Pendelarm 20 auf die Walzeneinheit übertragbar sind.
Figur 9 zeigt das zweite Kupplungsteilelement 42' der Torsionsausgleichskupplung 40' von schräg von der Rückseite. Dieses besitzt ebenfalls einen rechteckigen Flansch 42.1' zur Verbindung entweder mit dem Pendelarm 20 oder dem Getriebehalterelement 25. Eine Achse 44' ist fest mit dem Flansch 42.1' verbunden. Am Außenumfang der Achse 44' sind an diametral gegenüberliegenden Seiten die Mitnehmerelemente 46' angeschweißt, die in den Zwischenräumen 45.1' des anderen Kupplungsteilelements 41' positionierbar sind.
Figur 10 zeigt Teile des Pendelarms 20 und der Walzeneinheit mit einer dritten Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung 50 in perspektivischer Ansicht. Ein Kupplungsteilelement 51 ist mit dem Getriebehalterelement 25 verbunden und ist als flanschartige Platte gestaltet. Eine Ausnehmung in der Mitte dient der Durchführung von Signal- und Energieleitungen. Am oberen Rand ist ein Pendellager 55 ausgebildet. Im unteren Bereich ist ein Führungsstift 53 vorgesehen. Der Pendelarm 20 schließt mit einem flanschartigen Kupplungsteilelement 52 ab. Dieses besitzt am oberen Rand auch ein Pendellager 54. Eine Pendelachse 56 verbindet die beiden Pendellager 54, 55.
Im unteren Bereich, also mit deutlichem Abstand zu den Pendellagern 54, 55, ist eine kreisbogenförmige Führungskulisse 58 ausgebildet, in die der Führungsstift 53 des Kupplungsteilelements 51 eingreift. Der mögliche Schwenkwinkel wird somit formschlüssig über den in der Führungskulisse 59 geführten Führungsstift 53 begrenzt.
In Fig. 11 ist eine vierte Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung 60 in perspektivischer Ansicht abgebildet. Es sind zwei flanschartige Kupplungsteilelemente 61, 62 vorgesehen, die mit dem Pendelarm bzw. dem Getriebehalterelement zu verbinden sind. Über eine Achse 64 an dem Kupplungsteilelement 62 und eine Lagerbuchse 65 an dem Kupplungsteilelement 61 können sie schwenkbar miteinander gekoppelt werden. Über diese Verbindung können Zug- und Druckkräfte vom Pendelarm 20 auf die Walzeneinheit 30 übertragen werden. Die Rotation wird durch einen Formschluss zwischen den Kupplungsteilelementen 61, 62 begrenzt. Um diesen herbeizuführen, besitzen beide Kupplungsteilelemente 61, 62 eine X-förmige Stegstruktur 66, 67. Dabei ist die X-förmige Stegstruktur 67 am Kupplungsteilelement 61 enger als die X-förmige Stegstruktur 66 am Kupplungsteilelement 62. Dadurch können die Stegstrukturen 66, 67 ineinandergreifen und können gegeneinander verschwenkt werden, bis sich die Stege der Stegstruktur 66 seitlich an die Stege in der Stegstruktur 67 anlegen. Um den Anschlag zu dämpfen, ist wenigstens eine der Stegstrukturen 66, 67 an den Kontaktpunkten mit Anschlagelementen 63 versehen. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 11 sind solche Anschlagelemente 63 seitlich außen an der Stegstruktur 67 am Kupplungsteilelement 61 angebracht.
Fig. 12 zeigt das Kupplungsteilelement 62 mit der Stegstruktur 66 und der zentralen Achse 64 von vorn.
In Fig. 13 ist eine fünfte Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung 70 in perspektivischer Ansicht abgebildet. Es sind zwei flanschartige Kupplungsteilelemente 71, 72 vorgesehen, die im Zentrum eine Lagerbuchse 77 bzw. eine Achse 75 aufweisen. Die zentrale Achse 75 wird in die ebenfalls zentral angeordnete Lagerbuchse 77 gesteckt. Über diese Verbindung, die eine Verschwenkung der Kupplungsteilelemente 71, 72 zueinander erlaubt, können Zug- und Druckkräfte vom Pendelarm 20 auf die Walzeneinheit 25 übertragen werden. Zwischen mehreren Eckbereichen der rechteckigen Flansche der Kupplungsteilelemente 71, 72 ist je ein elastomeres Anschlagelement 76 eingefügt. Die vier Anschlagelemente 76 verbinden die Kupplungsteilelemente 71, 72 gelenkig miteinander. Der Schwenkwinkel der Rotation zwischen den Kupplungsteilelementen 71, 72 bzw. dem Pendelarm 20 und der Walzeneinheit 25 ist wiederum formschlüssig begrenzt, indem Führungsstifte 73 am Kupplungsteilelement 71 in Führungskulissen 74 am Kupplungsteilelement 72 eingreifen.
Die in Fig. 14 in perspektivischer Ansicht gezeigte, sechste Ausführungsform einer Torsionsausgleichskupplung 90 umfasst zwei ringförmige Kupplungsteilelemente 91, 92. Diese sind über einen Kugeldrehkranz 93 miteinander verbunden, so dass die Walzeneinheit 30 gegenüber dem Pendelarm 20 schwenkbar ist. Die Schwenkbewegung wird begrenzt, indem axial vorstehende Mitnehmerelemente 95 am Kupplungsteilelement 91 jeweils zwischen ein Paar von Anschlagelementen 94 an dem Kupplungsteilelement 92 eingreifen. Die Anschlagelemente 94 und/oder die Mitnehmerelemente 95 sind vorzugsweise an den gegenseitigen Kontaktflächen mit Gummielementen belegt.

Bezugszeichen:

100: Walzenverdichter
10: Tragarm
11: Gelenk
15: Gelenk
12: Stativ
17: kreisbogenförmige Bahn

20: Pendelarm
21: Lageraufnahmen
22: Trägerprofile
23: Fußelement
24: Verbindungsflansch
25: Getriebehalterelement
26: Kopfelement

30: Walzeneinheit
31, 32: Walzenkörper
33, 34: Flansche
35: Getriebe
36: Mittelachse
37: Antriebswelle
38: Ausgleichskupplung
39: Elektromotor

40: Torsionsausgleichskupplung
41, 42: Kupplungsteilelemente
41.1: Flanschplatte
41.2: Haltewinkel
42.1: Flanschplatte
42.2: Dreiecksplatte
42.3: Wellensicherungsblech
43: Trägerelement
44: Achse
44.1: Endabschnitt mit Nut
45: Anschlagelemente
46: Mitnehmerelemente
47: Lagerbuchse
48: Lagerschalen

40': Torsionsausgleichskupplung
41', 42': Kupplungsteilelemente
41.1': Flanschplatte
43': Winkelprofile
44': Achse
45': Anschlagelemente
45.1': Zwischenraum
46': Mitnehmerelemente
47': Lagerbuchse
49': Sicherungsring

50: Torsionsausgleichskupplung
51, 52: Kupplungsteilelemente
53: Führungsstift
54, 55: Pendellager
56: Pendelachse
58: Führungskulisse

60: Torsionsausgleichskupplung
61,62: Kupplungsteilelemente
63: Anschlagelemente
64: Achse
65: Lagerbuchse
66,67: Stegstrukturen

70: Torsionsausgleichskupplung
71, 72: Kupplungsteilelemente
73: Führungsstifte
74: Führungskulissen
75: Achse
76: Anschlagelemente
77: Lagerbuchse

90: Torsionsausgleichskupplung
91, 92: Ringförmige Kupplungsteilelemente
93: Kugeldrehkranz
94: Mitnehmerelemente
95: Anschlagelemente

200: Container
201: vordere Stirnwand
202: rückwärtige Stirnwand
203: Abfallstoffe

Claims

Pendelarm (20) für einen Walzenverdichter (100) zum Verdichten von Abfallstoffen (203),
wenigstens umfassend:
- ein an einem oberen Ende angeordnetes Schwenkgelenk (11) zur frei schwenkbaren Anbindung des Pendelarms (20) an einen Tragarm (10) des Walzenverdichters (100);

- ein Getriebehalterelement (25) an einem unteren Ende des Pendelarms (20);

- eine Walzeneinheit (30), die an dem Getriebehalterelement (25) gelagert ist und die wenigstens zwei rotierbare Walzenkörper (31, 32) besitzt, welche beidseits des Getriebehalterelements (25) angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,
- dass am Ende des Pendelarms (20) und/oder innerhalb des Pendelarms (20) wenigstens eine Torsionsausgleichskupplung (40; 40', 50; 60; 70; 90) angeordnet ist, die wenigstens zwei miteinander koppelbare Kupplungsteilelemente (41, 42; 41'; 42', 51, 52; 61, 62; 71, 72; 91, 92) umfasst, die um eine Ausgleichsache gegeneinander verschwenkbar sind, und

- dass die Kupplungsteilelemente (41, 42; 41'; 42', 51, 52; 61, 62; 71, 72; 91, 92) in beiden möglichen Schwenkrichtungen um die Ausgleichsachse wirksame Anschlagflächen aufweisen, über welche sie gegeneinander abstützbar sind, und

- dass zwischen sich kontaktierenden Anschlagflächen der Kupplungsteilelemente (41, 42; 41'; 42', 51, 52; 61, 62; 71, 72; 91, 92) jeweils wenigstens ein elastomeres Anschlagelement (45, 45'; 55; 65; 75; 95) wirksam ist.
Pendelarm (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elastomere Anschlagelement (45, 45'; 55; 65; 75; 95) mit einer der beiden sich gegenseitig abstützenden Anschlagflächen fest verbunden ist.
Pendelarm (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsausgleichskupplung (40) wenigstens umfasst:
- ein erstes Kupplungsteilelement (41) mit einer Flanschplatte (41.1) und einer zentralen Achse (44), an der wenigstens zwei elastomere Anschlagelemente (45) mit Abstand zueinander angebracht sind;

- ein zweites Kupplungsteilelement (42 ) mit einer Flanschplatte (42.1), an der wenigstens ein radial vorstehendes Mitnehmerelement (46) angebracht ist und die eine Lagerbuchse (47) zur Aufnahme der Achse (44) aufweist,
wobei die Achse (44) des einen Kupplungsteilelements (42) in der Lagerbuchse (47) des anderen Kupplungsteilelements (41) schwenkbar geführt ist und wobei das Mitnehmerelement (46) des einen Kupplungsteilelements (42) zwischen den elastomeren Anschlagelementen (45) des anderen Kupplungsteilelements (41) angeordnet ist.
Pendelarm (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsausgleichskupplung (40') wenigstens umfasst:
- ein erstes Kupplungsteilelement (41') mit einer Flanschplatte (41.1') und einer zentralen Achse (44'), an der wenigstens ein radial vorstehendes Mitnehmerelement (46') angebracht ist,

- ein zweites Kupplungsteilelement (42') mit einer Flanschplatte (42.1'), an der wenigstens zwei elastomere Anschlagelemente (45') mit Abstand zueinander angebracht sind und die eine Lagerbuchse (47') zur Aufnahme der Achse (44') aufweist,
wobei die Achse (44') des einen Kupplungsteilelements (42') in der Lagerbuchse (47') des anderen Kupplungsteilelements (41) schwenkbar geführt ist und wobei das Mitnehmerelement (46') des einen Kupplungsteilelements (42') zwischen den elastomeren Anschlagelementen (45') des anderen Kupplungsteilelements (41') angeordnet ist.
Pendelarm (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Torsionsausgleichskupplung (50) Kupplungsteilelemente (51, 52) umfasst, bei denen jeweils im oberen oder im unteren Umfangsrandbereich ein Pendellager (54; 55) mit einer gemeinsamen Achse (56) ausgebildet ist und

- dass in einer vom Pendellager (54; 55) beabstandeten Position an wenigstens einem Kupplungsteilelements (51) ein Führungsstift (53) vorgesehen ist und am jeweils anderen Kupplungsteilelement (52) wenigstens eine kreisbogenförmige Führungskulisse (58) ausgebildet ist, in der der Führungsstift (53) formschlüssig geführt ist.
Pendelarm (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Torsionsausgleichskupplung (60) flanschartige Kupplungsteilelemente (61, 62) umfasst, die über eine Lagerbuchse (65) an dem einen Kupplungsteilelement (61) und eine darin eingreifende Achse (64) an dem anderen Kupplungsteilelement (62) schwenkbar miteinander gekoppelt sind,

- dass beide Kupplungsteilelemente (61, 62) an ihren zueinander weisenden Seiten jeweils eine X-förmige Stegstruktur (66, 67) besitzen, wobei die X-förmige Stegstruktur (67) des einen Kupplungsteilelements (61) enger ist als die X-förmige Stegstruktur (66) an dem anderen Kupplungsteilelement (62), wobei die Stegstrukturen (66, 67) ineinandergreifen und gegeneinander verschwenkbar sind, werden, bis sich die Stege der Stegstruktur (66) seitlich an die Stegstruktur (67) anlegen und

- dass an den Kontaktstellen zwischen den Stegstrukturen (66, 67) elastomere Anschlagelemente (63) an den Kupplungsteilelementen (61, 62) angebracht sind.
Pendelarm (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Torsionsausgleichskupplung (70) flanschartige Kupplungsteilelemente (71, 72) umfasst, die über eine Lagerbuchse (75) an dem einen Kupplungsteilelement (71) und eine darin eingreifende Achse (74) an dem anderen Kupplungsteilelement (72) schwenkbar miteinander gekoppelt sind,

- dass zwischen mehreren Eckbereichen der rechteckigen Flansche der Kupplungsteilelemente 71, 72 je ein Anschlagelement 76 eingefügt ist, durch das die Kupplungsteilelemente 71, 72 gelenkig miteinander verbunden sind

- dass der Schwenkwinkel zwischen den Kupplungsteilelementen (71, 72) durch Führungsstifte (73) an dem einen Kupplungsteilelement (71), die in Führungskulissen (74) an dem anderen Kupplungsteilelement (72) eingreifen, formschlüssig begrenzt ist.
Pendelarm (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsausgleichskupplung (90) mit zwei ringförmigen Kupplungsteilelementen (91, 92) und einem dazwischen eingefügten Kugeldrehkranz (93) ausgebildet ist, wobei die Schwenkbewegung zwischen den Kupplungsteilelementen (91, 92) durch wenigstens ein axial vorstehendes Mitnehmerelement (95) an einem Kupplungsteilelement (91) begrenzt ist, das zwischen ein Paar von Anschlagelementen (94) am anderen Kupplungsteilelement (92) eingreift.
Pendelarm (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Kupplungsteilelement (41, 42; 41'; 42', 51, 52; 61, 62; 71, 72; 91, 92) ein Näherungssensor oder -schalter angebracht ist.
Pendelarm (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsteilelemente (41, 42; 41'; 42', 51, 52; 61, 62; 71, 72; 91, 92) um eine sich parallel zur Längsrichtung des Pendelarms (20) erstreckende Ausgleichsache gegeneinander verschwenkbar sind.
Walzenverdichter (100) zum Verdichten von Abfallstoffen (30), wenigstens umfassend:
- eine ortsfeste Stativeinheit (12);

- einen Tragarm (10), der über ein Gelenk (15) und wenigstens ein Aktorelement mit der Stativeinheit (12) verbunden ist und

- einen Pendelarm (20) mit einer Walzeneinheit (30) und einer Torsionsausgleichskupplung (40; 40', 50; 60; 70; 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der über das Schwenkgelenk (11) mit dem Tragarm (10) verbunden ist.
Walzenverdichter (100) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Torsionsausgleichskupplung (40; 40', 50; 60; 70; 90) zwischen dem Getriebehalterelement (25) und dem Pendelarm (20) angeordnet ist.
Walzenverdichter (100) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Torsionsausgleichskupplung (40; 40', 50; 60; 70; 90) zwischen dem Gelenk (15) und dem Pendelarm (20) angeordnet ist.