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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Ein Rahmen für eine Arbeitsmaschine weist erste und zweite Wandteile mit einer darin positionierten axial ausgerichteten Bohrung auf. Ein Ausleger ist zwischen den ersten und zweiten Wandteilen positioniert und hat eine Bohrung, die mit den Bohrungen in den ersten und zweiten Wandteilen auszurichten ist. Ein erster Einsatz ist innerhalb der Bohrung des ersten Wandteils des Rahmens angeordnet, und ein zweiter Einsatz ist innerhalb der Bohrung des zweiten Wandteils des Rahmens angeordnet, wobei jeder Einsatz eine Bohrung dort hindurch aufweist. Eine Stifteinsatzanordnung ist in den Bohrungen der ersten und zweiten Einsätze und des Auslegers positioniert. Die Stifteinsatzanordnung weist einen Stift mit ersten und zweiten Endteilen und einer Außenfläche auf. Ein erster Bund mit einer Durchgangsbohrung und einer Senkung an einem Ende ist vorgesehen, wobei der Bund um die Außenfläche des Stiftes herum angeordnet ist. Ein zweiter Bund mit einer Durchgangsbohrung und einer Senkung an einem Ende ist vorgesehen, wobei der Bund um die Außenfläche des Stiftes herum angeordnet ist. Eine Hülse hat eine gestufte Bohrung, die drehbar um die Außenfläche des Stiftes herum angeordnet ist. Ein Paar von Hülsenlagern ist vorgesehen, wobei jedes zwischen der Senkung der ersten und zweiten Bünder und der gestuften Bohrung der Hülse angeordnet ist.
    公开号:DE102004018840A1
    申请号:DE102004018840
    申请日:2004-04-19
    公开日:2005-01-13
    发明作者:Thomas E. Dunlap Oertley
    申请人:Caterpillar Inc；
    IPC主号:E02F3-28
    专利说明:
    [0001] DieseErfindung bezieht sich allgemein auf eine Stiftverbindung und insbesondereauf eine abgedichtete und geschmierte Stiftkartusche bzw. einenStifteinsatz.
    [0002] BeiBaumaschinen mit Materialhandhabungsmöglichkeiten, wie beispielsweisebei Radladern, Baggerladern und so weiter sind Stiftverbindungenwohlbekannt, um einen Hubarm oder einen Ausleger an dem Rahmen derMaschine anzubringen, und zwar zur Anwendung einer Schaufel odereines anderen Werkzeugs. Im Allgemeinen erzeugen Stiftverbindungen,die fürdiese Funktion verwendet werden, Kräfte auf der umgebenden Strukturaufgrund der Relativbewegung des Hubarms oder des Auslegers um denStift herum. Zusätzlichkann der Stift in einem Punktkontakt mit der umgebenden Struktur verbogenwerden, und zwar derart, dass der Stift beschädigt wird. Das Management derschädigenden Effektedieser Kräfteund der Stiftverbiegung erfordert gewöhnlicherweise die Anwendungvon Lageranordnungen mit einen größeren Verhältnis von Länge zu Durchmesser und größere Stiftdurchmesser.Weiterhin müssendie Verbindungen in regelmäßigen Intervallengeschmiert werden, um die Stiftverbindung vor einer Schädigung zuschützen.Unglücklicherweisemuss die Schmierung der Stiftverbindung alle paar Stunden während desBetriebs vollendet werden, was Zeit und Energie vom Bediener verlangt.Der Bediener hat auch die Last, diesen Schmierungsplan ohne Ausfallaufrechtzuerhalten, weil ein möglicher Schadenan der Maschine auftreten kann.
    [0003] Einesolche Konstruktion wird offenbart im US-Patent 5769557, ausgegebenam 23. Juni 1998 an Charles E. Beals und andere und ist der Halterin dervorliegenden Anmeldung zu eigen. Diese Konstruktion verwendet eineab gedichtete und geschmierte Stiftverbindung mit einem profiliertenStift. Der profilierten Stift ist dazu ausgelegt, einen Linienkontaktmit dem Lager und den Hülsenkomponenten zuerzeugen, um den Stift nicht fressen zu lassen oder ausbrechen zulassen.
    [0004] Dievorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die oben dargelegtenProbleme zu überwinden.
    [0005] Gemäß einesAspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Stiftkartuschen Anordnungbzw. Stifteinsatzanordnung füreine Stiftverbindung vorgesehen. Der Stifteinsatz weist einen Stiftauf, der erste und zweite Endteile und eine Außenfläche hat. Ein erster Bund hateine Durchgangsbohrung und eine Senkung bzw. Gegenbohrung am anderenEnde. Der Bund ist um die Außenfläche desStiftes herum angeordnet. Ein zweiter Bund hat eine Durchgangsbohrungund eine Senkung am anderen Ende. Der zweite Bund ist um die Außenfläche deserwähntenStiftes herum angeordnet. Eine Hülsehat eine gestufte Bohrung und ist drehbar um die Außenfläche desStiftes herum angeordnet. Eines von einem Paar von Hülsenlagernist zwischen der Senkung der ersten und zweiten Bünder undder gestufte Bohrung der Hülse angeordnet.
    [0006] Gemäß noch einesweiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zurMontage eines Stifteinsatzes in einer Stiftverbindung einer Arbeitsmaschinevorgesehen.
    [0007] 1 ist eine diagrammartigeAnsicht einer Baumaschine, die eine Hubarmanordnung aufweist, welchedie vorliegende Erfindung verkörpert;
    [0008] 2 ist eine diagrammartigeAnsicht einer Stiftverbindungsanord nung aufgenommen entlang derLinie 2-2 der 1; und
    [0009] 3 ist eine vergrösserte Ansichteiner Dichtungsanordnung innerhalb der Stiftverbindungsanordnung,die entlang der Linie 3-3 in 2 aufgenommenist.
    [0010] MitBezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 ist eine Arbeitsmaschine im allgemeinenmit dem Bezugszeichen 10 gezeigt. In diesem Beispiel istdie Arbeitsmaschine 10 als ein Radlader gezeigt, es seijedoch bemerkt, dass andere Arbeitsmaschinen, wie beispielsweiseBagger, Materialhandhabungsmaschinen und ähnliches die hier beschriebenenKomponenten verwenden könnten.Die Arbeitsmaschine 10 hat einen Strukturrahmen 12 mit einemVorderteil 14 und einem Hinterteil 16. Eine Vielzahlvon mit dem Boden in Eingriff stehenden Gliedern 20 istmit dem vorderen Teil 14, wobei eines davon gezeigt ist,und dem hinteren Teil 16 des Strukturrahmens 12 durchAchsen, Antriebswelle oder andere (nicht gezeigte) Mitte! verbunden.
    [0011] EineScharnieranordnung 34 verbindet schwenkbar den vorderenTeil 14 mit dem hinteren Teil 16 mittels einesPaares von Scharnierverbindungen 38. Der Vorderteil 14 desRahmens 12 weist voneinander beabstandete erste und zweiteWandteile 40, 42 auf, wie am besten in 2 zu sehen. Eine Hubarmanordnungbzw. einen Ausleger 44 ist schwenkbar mit dem Vorderteil 14 desRahmens 12 durch eine Stiftverbindung 45 verbunden,wobei ein Hubzylinder 43 schwenkbar zwischen dem Vorderteil 14 desRahmens 12 und der Hubarmanordnung bzw. des Auslegers 44 eingeschlossenist. Ein Kippzylinder 46 ist zwischen dem vorderen Teil 14 undder Verbindungsanordnung 48 angeschlossen. Der Ausleger,der Hubzylinder 43, der Kippzylinder 46 und die Verbindungsanordnungen 48 sehendie Mittel zum Anheben, Absenken und zur Winkelbewegung eines Werkzeugs 50 vor,welches, wie eine Schaufel, währendder Beladungs- und Entladungsbetriebsvorgänge angebracht ist.
    [0012] MitBezug auf 2 haben dieersten und zweiten Wandteile 40, 42 jeweils einedarin positionierte Bohrung 52, wobei die Bohrung 52 indem ersten Wandteil 40 axial mit der Bohrung 52 indem zweiten Wandteil 42 ausgerichtet ist und somit eineMittelachse 54 definiert. Ein erster Einsatz 56 istin dem ersten Wandteil 40 positioniert, und ein zweiterEinsatz 58 ist in dem zweiten Wandteil 42 positioniert. Ersteund zweite Einsätze 56, 58 sindim allgemeinen zylindrisch geformt und weisen eine Bohrung 59 auf. DieBohrungen 59 der ersten und zweiten Einsätze 56, 58 sindkoaxial mit der Mittelachsen 54 ausgerichtet. Der kleinereAussendurchmesser der Einsätze 56, 58 wirdinnerhalb der Bohrungen 52 durch eine Übergangspresspassung gehalten,weiter durch schweißenoder in einer anderen Weise, um sicherzustellen, dass es keine Drehungrelativ zu den ersten und zweiten Teilen 40, 42 gibt.Scheiben 60 sind zwischen den ersten und zweiten Einsätzen 56, 58 undden ersten bzw. zweiten Wandteilen 40, 42 positioniert.Die Scheiben 60 werden während der Montage verwendet,um die Distanz zwischen der Außenfläche 62 desersten Einsatzes 56 und der Außenfläche 64 des zweitenEinsatzes 58 sicherzustellen, und zwar in einer vorbestimmtenDistanz gehalten. Der erste Einsatz 56 weist auch eineVielzahl von halben Bohrungen 65 auf, die gleichmäßig innerhalbder Bohrung 59 beabstandet sind und sich von der Außenseite 62 nachinnen erstrecken. Ein Endteil 66 des Auslegers 44 gegenüberliegendzum Werkzeugs 50 weist eine Bohrung 68 auf undhat erste und zweite Lagerteile 70, 72. Der zweiteLagerteil 72 ist bezüglichdes Durchmessers kleiner als der erste Lagerteil 70. DieAbmessungsunterschiede helfen bei der Montage und werden später genauererklärt.
    [0013] EineStifteinsatzanordnung 80 wird verwendet, um schwenkbarden Ausleger 44 innerhalb der Bohrungen 59 derersten bzw. zweiten Einsätze 56, 58 zumontieren. Die Stiftkartuschenanordnung bzw. Stifteinsatzanordnung 80 weisterste und zweite Bünder 82, 84 auf,die in geeigneter Weise in die Bohrungen 59 eingepasstsind, wie beispielsweise durch eine lose Gleitetpassung. Es seibemerkt, dass die Bohrung 59 des zweiten Einsatzes 58 bezüglich des Durchmesserskleiner ist als die Bohrung 59 des ersten Ein satzes 56.Ein Aussendurchmesser 86 des zweiten Bundes 84 hateinen geringfügigkleineren Durchmesser als ein Aussendurchmesser 88 des erstenBundes 82. Diese Abmessungsdifferenzen helfen bei der Montageund werden spätergenauer erklärt.Die ersten und zweiten Bünder 82, 84 haben eineSenkung 90, die in einem Ende positioniert ist, und eineVielzahl von Gewindeöffnungen 92,die in dem gegenüberliegendenEnde davon positioniert sind, wie am besten in 3 zu sehen. Eine Stirnseitendichtung 94 istinnerhalb jeder der Gegenbohrungen bzw. Senkungen 90 positioniert.Der erste Bund 82 hat zusätzlich eine Vielzahl von halbenBohrungen 96, die zwischen der Vielzahl von Gewindeöffnungen 98 positioniertsind und mit den halben Bohrungen 65 des ersten Einsatzes 56 ausgerichtetsind.
    [0014] Dieersten und zweiten Bünder 92, 94 sind aufgegenüberliegendeEnden eines Stiftes 100 pressgepasst und werden dort durchschweißen oder ineiner anderen geeigneten Weise gehalten. Der Stift 100 hateine Außenfläche 102 undeine Gewindeöffnung 104,die in den gegenüberliegendenEnden davon angeordnet sind. Eine Hülse 106 ist drehbarum den Stift 100 zwischen den ersten und zweiten Bündern 82, 84 angeordnet.Die Hülse 106 weist einegestufte Bohrung 108 auf, die sich dort hindurch erstreckt.Beginnend von den gegenüberliegenden Enden der Hülse 106 undsich mittig innerhalb der gestuften Bohrung 108 erstreckendsind erste, zweite, dritte und vierte Bohrungen 110, 112, 114, 116. Dieerste Bohrung 110 hat einen größeren Durchmesser als die zweitenund dritten Bohrungen 112, 114. Eine gehärtete Scheibe 118 miteiner geeigneten gegen Korrosion und Abrieb beständigen Beschichtung, die daraufaufgebracht ist, ist in die erste Bohrung 110 pressgepasst.Eine Lagerhülse 120 ist miteiner lose Passung innerhalb jeder der zweiten Bohrungen 112 angeordnet.Die dritte Bohrung 114 ist verschiebbar um die Außenfläche 102 desStiftes 100 herum angeordnet und erzeugt eine Schulter 122,die benachbart zu einem Ende von jedem Hülsenlager 120 positioniertist. Die vierte Bohrung 116 hat einen größeren Durchmesserals die dritte Bohrung 114 und erzeugt einen Hohlraum 124,um ein geeignetes Schmierölzu halten. Die Hülse 106 weist zusätzlich eineAußenfläche 111 miteinem ersten äußeren Teil 113 undeinem zweiten äußeren Teil 115 auf.Der zweite äußeren Teil 115 hateinen kleineren Durchmesser als der erste äußeren Teil 113. Wiederumhelfen diese Abmessungsunterschiede bei der Montage und werden später genauererklärt.Eine Gewindebohrung 126 erstreckt sich von der Außenseite 111 nachinnen in die vierte Bohrung 116 der Hülse 106. Ein Stecker 128 istverschraubbar innerhalb der Gewindebohrung 126 angeordnet,um das Schmierölzurückzuhalten.
    [0015] JedeHülse 120 hateine vorbestimmte Längeund erstreckt sich axial von der Schulter 122 der Hülse 106 radialnach innen von den Stirnseitendichtungen 94 und benachbartzum Unterteil der Senkung 90 der ersten und zweiten Bünder 82, 84.
    [0016] DieHalter 130 sind an gegenüber liegenden Enden der Stiftkartuschebzw. des Stifteinsatzes 80 befestigt, wie beispielsweisedurch Befestigungsmittel, die innerhalb der Vielzahl von Gewindeöffnungen 98 positioniertsind. Eine Vielzahl von Dübelnbzw. Passstiften 132 ist innerhalb der halben Bohrungen 65 desersten Einsatzes 56 und der Vielzahl von halben Bohrungen 96 desersten Bundes 92 positioniert. Die Halter 130 werdengegen die Außenfläche 62 des erstenEinsatzes 56 und die Außenfläche 64 des zweitenEinsatzes 58 in dem zu Ende montierten Zustand gehalten.
    [0017] DerStifteinsatz 80 ist vormontiert, Schmieröl wird inden Hohlraum 124 eingeleitet, und der Stecker 128 wirdin die Gewindebohrung 126 eingesetzt, so dass Schmierströmungsmitteldie Außenfläche 102 desStiftes 100 in wohlbekannter Weise umgibt. Der Hohlraum 124 wirktals abgeschlossenes Ölreservoir.
    [0018] Wennder Halter 130 aus dem zweiten Bund 86 entferntwird, kann der zweite Bund 86 in der Bohrung 59 desersten Einsatzes 56 angeordnet sein. Die Abmessungsunterschiededer Bohrungen 59 der ersten und zweiten Einsät ze 56, 68,die Aussendurchmesser 88, 86 der ersten und zweitenBünder 82, 84 unddie ersten und zweiten Endteile 113, 115 der Hülse 106 undder Innendurchmesser der ersten und zweiten Lagerteile 70, 72 desAuslegers 44 gestatten, dass der Stifteinsatz durch dieersten und zweiten Einsätze 56, 58 unddie Bohrung 68 des Auslegers um ungefähr 90% des Weges eingesetztbzw. positioniert werden kann. An diesem Punkt wird eine (nichtgezeigte) mechanische Presse in die Gewindeöffnung 104 des Stiftes 100 geschraubt.Die Presse kann dann die Stiftkartusche bzw. den Stifteinsatz 80 über dierestliche Distanz auf Grund der unterschiedlichen Durchmesser derersten und zweiten Bünder 82, 84 undder ersten und zweiten Endteile 113, 115 der Hülse 106 undder Innendurchmesser der ersten und zweiten Einsätze 56, 58 undder ersten und zweiten Lagerteile 70, 72 der Bohrung 68 desAuslegers 44 ziehen, wie oben erklärt. Der restliche Halter 130 wirddann von dem ersten Bund 82 entfernt, und die Stiftkartuschewird gedreht, bis die halben Bohrungen 65, 96 desersten Einsatzes 56 und des ersten Bundes 82 ausgerichtetsind. Eine Vielzahl von Dübelnbzw. Passstiften 132 wird dann zwischen dem ersten Einsatz 56 unddem ersten Bund 82 angeordnet, und die Halter 130 werdendann ersetzt.
    [0019] Während desBetriebs der Arbeitsmaschine 10 wird der Stift 100 gegeneine axiale Bewegung durch die Halter 130 eingeschränkt undgegen eine Drehung bezüglichder ersten und zweiten Wandteile 40, 42 des vorderenTeils 14 des Rahmens 12 durch die Passstifte 132 abgehalten.Jedoch schwenkt der Auslegers 44 um den Stift 100 aufGrund einer Presspassung der Hülse 106 inden ersten und zweiten Lagerteilen 70, 72 derBohrung 68, um spezielle Bewegungen des Werkzeugs 50 zuerreichen. Die Schwenkbewegung kann bewirken, dass der Stift 100 sichbiegt. Aufgrund der losen Passung zwischen der Außenfläche 102 desStiftes 100 und der Lagerhülse 20 und der zweitenBohrung 112 der Hülseund der begrenzten axialen Bewegung der Hülsenlager 102 undder Schulter bzw. des Absatzes 132 und dem Boden der Senkung 90 schmiertdas Schmieröl kontinuierlichalle diese Komponenten. Somit wird ein Fressen und Einlaufen desStiftes 100 verringert.
    [0020] DieStirnseitendichtungen 94 verhindern, dass Öl innerhalbdes Stifteinsatzes 80 durch die ersten und zweiten Bünder 82, 84 unddie Hülse 106 entweicht.Die Lagerhülsen 120 helfenweiter dabei, die axiale Bewegung der Hülse 106 zu begrenzenund die Belastung der Stirnseitendichtungen 94 zu begrenzen.Die gehärtetenScheiben 118 bieten zusätzlichWiderstand gegen Abnutzung und Korrosion, was weiter gegen einenvorzeitigen Verlust von Schmierölhilft.
    [0021] Essei bemerkt, dass die Möglichkeit, Öl innerhalbdes Stifteinsatzes 80 zu verwenden, die Belastungs- undEnergiekapazitätdes Systems auf Grund der verbesserten Schmierung an den Lagerhülsen 120 derSchnittstelle der Lageranordnung 136, 140 unddes Stiftes 156 steigert. Die verbesserte Schmierung gestattetwiederum die Anwendung von Lageranordnungen 136, 140 vonkürzererLänge.Lagerhülsen 120 miteinem Verhältnisvon kürzererLänge zumDurchmesser reduzieren die Biegemomente, die im Stift 100 erzeugtwerden. Zusätzlich eliminiertdie Abdichtung des Ölsinnerhalb des Stifteinsatzes 80 nahezu die Anforderungder täglichen Schmierung.
    [0022] AndereAspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium derZeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erlangt werden.
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] Stifteinsatzanordnung (80), die Folgendesaufweist: einen Stift (100) mit ersten und zweitenEndteilen und einer Außenfläche (102); einenersten Bund (82) mit einer Durchgangsbohrung und einerSenkung (90) an einem Ende, wobei der Bund um die Außenfläche desStiftes herum angeordnet ist; einen zweiten Bund (84)mit einer Durchgangsbohrung und einer Senkung (90) an einemEnde, wobei der Bund um die Außenfläche desStiftes herum angeordnet ist; eine Hülse (106) mit einergestuften Bohrung (108), wobei die Hülse drehbar um die Außenfläche des Stiftesangeordnet ist; ein Paar von Hülsenlagern (120),wobei jedes der Hülsenlagerzwischen der Senkung der ersten und zweiten Bünder und der gestuften Bohrungder Hülse positioniertist.
    [2] Stifteinsatzanordnung nach Anspruch 1, die eine Stirnseitendichtung(94) aufweist, die in der Senkung (90) der erstenund zweiten Bünder(82, 84) positioniert ist, wobei die Stirnseitendichtungso positioniert ist, dass sie gegen eine Hülsenendfläche abdichtet.
    [3] Stifteinsatz nach Anspruch 2, wobei die Stirnseitendichtunggegen eine gehärteteScheibe (118) abdichtet, wobei die Scheibe in eine ersteBohrung (110) der Hülsepressgepasst ist.
    [4] Stifteinsatzanordnung nach Anspruch 1, wobei einEnde von jedem der Hülsenlagernbenachbart zu einer Schulter (122) in einer zweiten Bohrung(112) der Hülsepositioniert ist, und wobei das gegenüberliegende Ende benachbartzu einem Unterteil der Senkung des ersten und zweiten Bundes positioniert ist.
    [5] Stifteinsatzanordnung nach Anspruch 1, wobei dieersten und zweiten Bünderin den ersten bzw. zweiten Einsätzen(56, 58) positioniert sind, wobei die ersten undzweiten Einsätzein einem Rahmenglied (12) einer Arbeitsmaschine (10)positioniert sind.
    [6] Stifteinsatzanordnung nach Anspruch 5, wobei eineVielzahl von Passstiften (132) innerhalb einer Vielzahlvon halben Bohrungen (65) in dem ersten Einsatz und einerVielzahl von halben Bohrungen in dem ersten Bund positioniert ist,wobei die Passstifte einer Relativbewegung des Stifteinsatzes zumRahmenglied verhindern.
    [7] Stifteinsatzanordnung nach Anspruch 6, wobei dieHülse (106)erste und zweite Endteile (113, 115) aufweist,die in erste und zweite Lagerteile (70, 72) einerBohrung in einem Ausleger (44) pressgepasst sind.
    [8] Stifteinsatzanordnung nach Anspruch 7, die einenHalter (130) aufweist, der mit einer Außenfläche (62) des erstenEinsatzes (56) verbunden ist, und einen Halter (130),der mit einer Außenfläche (64)des zweiten Einsatzes (58) verbunden ist.
    [9] Stifteinsatzanordnung nach Anspruch 1, wobei dieHülse (106)einen Hohlraum (124) aufweist, der zwischen der gestuftenBohrung (108) und der Außenfläche (102) des Stiftes(100) positioniert ist, wobei der Hohlraum Schmieröl enthält.
    [10] Stifteinsatzanordnung nach Anspruch 9, wobei eineGewindebohrung (126) sich von der Außenfläche der Hülse zu der gestuften Bohrungerstreckt.
    [11] Stifteinsatzanordnung nach Anspruch 1, wobei dererste Bund an dem ersten Endteil des Stiftes befestigt ist, undwobei der zweite Bund an dem zweiten Endteil des Stiftes befestigtist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-07-14| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110419 |
    2012-07-10| R016| Response to examination communication|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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