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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Baustoffmischer mit einer Mischertrommel,
die von einem Mischerantrieb rotatorisch antreibbar ist, wobei die Mischertrommel
an einem ihrer stirnseitigen Enden durch den Mischerantrieb an einem
Mischerrahmenteil, insbesondere Fahrwerksrahmenteil, drehbar gelagert
ist und der Mischerantrieb einen Antriebsteil, insbesondere Hydromotor,
und ein mit der Mischertrommel verbundenes Antriebsgetriebe aufweist.
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Bei
Baustoffmischern in Form von Fahrmischern, die üblicherweise zur Anlieferung
von vorgemischtem Beton zu Baustellen genutzt werden, wirken auf
die Mischertrommel oft große
dynamische Kräfte,
beispielsweise bei Anfahrt über
holprige Zufahrtswege, so dass die oft schwer beladenen Mischertrommeln
beträchtliche
dynamische Lagerkräfte
verursachen. Zum anderen kommt es bei Fahren auf unebenem Gelände zu Verwindungen
des Fahrwerkrahmens, auf dem die Mischertrommel gelagert ist, so
dass sich Fluchtungsfehler der Lagerstellen ergeben bzw. sich die
rahmenseitige Lagerstelle gegenüber
der trommelseitigen Lagerstelle verwindet. Diese Verwindungen und
dynamischen Lagerbeanspruchungen sind besonders auf der Seite der
Mischertrommel problematisch, die durch den Mischerantrieb gelagert
ist, da derartige Verwindungen bzw. dynamische Lagerkräfte nicht
ohne weiteres in das Getriebe des Mischerantriebs eingeleitet werden
können.
Um die genannten Verwindungen und Fluchtungsfehler in Folge von
Rahmenverwindungen ausgleichen bzw. zulassen zu können, wird herkömmlicherweise
die Verbindung zwischen Mischerantrieb und Mischertrommel nachgiebig
ausgebildet, indem ein verwindungsfähiges Anschlussteil für die Mischertrommelbefestigung
verwendet wird. Die 3 zeigt einen herkömmlichen
Mischerantrieb, genauer gesagt dessen Getriebe, das als zweistufiges
Planetengetriebe ausgebildet ist, welches eingangsseitig von einem
nicht näher
dargestellten Antriebsmotor angetrieben wird und ausgangsseitig
einen Trommelflansch antreibt, der in der 3 rechts
gezeichnet ist und mit der Mischertrommel starr verbunden wird.
Das Getriebegehäuse
des in 3 gezeigten Mischergetriebes wird auf einem mit
dem Fahrwerk starr verbundenen Lagerbock starr verschraubt. Verwindungen
des den Mischerantrieb tragenden Fahrwerksrahmens gegenüber der Mischertrommel
bzw. umgekehrt können
durch den verwindungsfähig
ausgebildeten Trommelflansch bis zu einem gewissen Maß kompensiert
werden. Wie 3 zeigt, ist der besagte Trommelflansch
unmittelbar an der Abtriebswelle des Mischergetriebes angeformt,
jedoch recht dünn
ausgebildet, so dass er Verwindungen in Folge von Kippbewegungen
zulässt. Zudem
ist die Lagerung der den Trommelflansch tragenden Abtriebswelle
durch schräggestellte
Kegelrollenlager derart ausgebildet, dass auch hierüber die Verwindungssteifigkeit
recht begrenzt gehalten ist, um Ausgleichsbewegungen zuzulassen.
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Das
Zulassen der genannten Verwindungen und ihre Kompensation kann jedoch
Ermüdungsprobleme
mit sich bringen. Zudem kann die Schwingungsproblematik in Folge
dynamischer Belastungen durch die bislang bekannten Lösungen nur
unbefriedigend gelöst
werden. Auch wäre
es wünschenswert, kleinbauendere
Lösungen
zu erreichen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde,
einen verbesserten Baustoffmischer der genannten Art zu schaffen, der
Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter
Weise weiterbildet.
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Insbesondere
soll eine bessere Kompensation von Verwindungen des den Mischerantrieb
tragenden Rahmenteils gegenüber
der Mischertrommel mit einer kleinbauenden, kompakten Lageranordnung
erreicht werden, die gleichzeitig auch die dynamischen Belastungen
von der Mischertrommel her abfängt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch einen Baustoffmischer gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es
wird also vorgeschlagen, die Verwindungen zwischen Mischerrahmen
und Mischertrommel nicht mehr bzw. nicht mehr nur an der Schnittstelle zwischen
Mischergetriebe und Mischertrommel abzufangen, sondern den gesamten
Mischerantrieb beweglich am Mischerrahmen zu befestigen, so dass der
gesamte Mischerantrieb Verwindungsbewegungen der Mischertrommel
gegenüber
dem Fahrwerksrahmen mitmacht bzw. umgekehrt Verwindungsbewegungen
des Fahrwerksrahmens an der Schnittstelle zwischen Mischerrahmen
und Mischerantrieb kompensiert werden. Erfindungsgemäß ist der Mischerantrieb
durch bewegliche, Kippbewegungen zulassende Lagermittel an dem Mischerrahmenteil beweglich
gelagert. Die Mischertrommel ist dabei an dem Getriebegehäuse des
Antriebsgetriebes befestigt, wodurch ein über das Antriebsgetriebe überstehender
Trommelflansch eingespart und hierdurch die axiale Baulänge der
Anordnung verkürzt
werden kann. Im Gegensatz zu bisherigen Lösungen wird die Abtriebsbewegung
des Mischergetriebes nicht mehr über
eine Getriebewelle und einen daran befestigten Trommelflansch, sondern über das
Getriebegehäuse des
Mischergetriebes auf die Mischertrommel übertragen. Dementsprechend
ist das Getriebegehäuse nicht
mehr starr am Mischerrahmenteil befestigt, sondern drehbar gelagert.
Hierdurch kann nicht nur eine axial kürzer bauende Anordnung erreicht,
sondern auch ein besserer Kraftfluss hinsichtlich der von der Mischertrommel
induzierten Lagerkräfte
erreicht werden. Die Getriebewelle wird nicht mehr den bekannten
hohen Biegekräften
ausgesetzt, zudem ergibt sich durch ein Zusammenrücken der
rahmenseitigen Lagerstelle und der mischertrommelseitigen Lagerstelle
ein geringer Hebelarm, der insge samt zu einer geringeren Beanspruchung
des Mischerantriebs und insbesondere des Mischergetriebes auf Verwindung führt.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist dabei die Mischertrommel an einer
Trommellagerstelle des Getriebegehäuses befestigt, die von der
der Mischertrommel zugewandten Stirnseite des Antriebsgetriebes
zum Antriebsteil des Mischerantriebs hin zurückversetzt ist derart, dass
das Antriebsgetriebe von der genannten Trommellagerstelle aus zu
der Mischertrommel hin bzw. in die Mischertrommel hinein vorspringt.
Die Trommellagerstelle ist also zum Antriebsmotor hin zurückversetzt,
wodurch die an der Trommellagerstelle in das Getriebegehäuse eingeleiteten Lagerkräfte eine
geringe Hebellänge
bezüglich
der rahmenseitigen Lagerstelle haben und ein günstiger Kraftfluss bezüglich der
Lagerkräfte
erreicht werden kann.
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Insbesondere
kann das Getriebegehäuse
einen mantelflächenseitig
vorspringenden Befestigungsflansch aufweisen, an dem die Mischertrommel bzw.
ein Mischertrommelanschlussstück
starr befestigt ist, beispielsweise durch Schraubbolzen fest angeschraubt
ist. Der genannte Befestigungsflansch kann hierbei beispielsweise
nach Art eines Reifens auf das Getriebegehäuse aufgesetzt und dort starr befestigt,
beispielsweise angeschweißt
oder verschraubt sein. In Weiterbildung der Erfindung ist der Befestigungsflansch
vorzugsweise integral an das Getriebegehäuse angeformt.
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Die
rahmenseitigen Lagermittel, mittels derer der Mischerantrieb am
Mischerrahmen bezüglich
der Antriebsdrehachse drehfest, jedoch in einer Kippbewegungen quer
hierzu zulassender Weise gelagert ist, greifen vorteilhafterweise
an einer Lagerstelle des Mischerantriebs an, die im Bereich des
Antriebsteils, insbesondere des Hydromotors des Mischerantriebs liegt.
Vorzugsweise kann die genannte rahmenseitige Lagerstelle des Mischerantriebs
etwa mittig zur axialen Erstreckung eines Motorkorpus des Mischerantriebs
liegen.
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Dementsprechend
sind also die Lagerstellen des Mischerantriebs, nämlich die
rahmenseitige Lagerstelle einerseits und die mischertrommelseitige Lagerstelle
an dererseits, zusammengefahren, so dass sich insgesamt günstige Verhältnisse
bezüglich des
Kraftflusses und der Ableitung der Lagerkräfte ergeben. Zudem wird eine
besonders kompakte Bauweise erreicht, die sich durch geringen axialen
Platzbedarf auszeichnet.
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Die
vorgenannten Lagermittel zur beweglichen, Kippbewegungen zulassenden
Lagerung des Mischerantriebs an dem Mischerrahmen sind dabei vorteilhafterweise
elastisch und bewegungsdämpfend,
insbesondere gummielastisch ausgebildet, so dass nicht nur Verwindungen
und Fluchtungsfehler zwischen Rahmenteil und Mischertrommel kompensiert,
sondern auch dynamische Lagerkräfte
in günstiger
Weise abgefangen und unerwünschte
Schwingungen vermindert werden können.
Die Lagermittel umfassen dabei insbesondere zumindest ein gummielastisches
Lagerelement, durch das der Mischerantrieb am Mischerrahmenteil
befestigt ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist das zumindest eine Gummilagerelement
dabei derart eingebaut und/oder ausgebildet, dass das Gummilagerelement
keine Zugbeanspruchungen erfährt,
sondern stets nur auf Druck und/oder Scherung beansprucht wird.
Insbesondere kann das Gummilagerelement unter einer ausreichend
starken Vorspannung eingebaut sein, die das Auftreten von Zugbeanspruchungen
des Gummilagerelements verhindern.
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Das
Lagerelement braucht dabei nicht zwangsweise ein Gummilagerelement
sein, es kann auch ein entsprechende Eigenschaften aufweisendes
Kunststofflagerelement oder ein Lagerelement aus einem anderen Material
vorgesehen sein, welches die gewünschten
elastischen und/oder schwingungsdämpfenden Eigenschaften aufweist.
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Die
Lagermittel zur beweglichen, Kippbewegungen zulassenden Lagerung
des Mischerantriebs am Rahmen können
dabei grundsätzlich
hinsichtlich ihres Aufbaus verschieden ausgebildet sein. Nach einer
vorteilhaften Ausführung
der Erfindung kann ein Lagerring vorgesehen sein, in dem ein vorzugsweise zylindrisches
und/oder ringförmiges
Lagerinnenteil sitzt derart, dass das Lagerinnenteil gegen über dem Lagerring
bezüglich
der Drehachse des Antriebs drehfest gehalten ist, sich jedoch gegenüber dem
Lagerring bewegen kann, und zwar insbesondere in Form von Kippbewegungen
um eine zur Drehachse des Mischerantriebs und/oder der Mischertrommel querverlaufenden
Kippachse, wobei die Beweglichkeit vorteilhafterweise derart ausgebildet
ist, dass Kippbewegungen um eine Vielzahl von Kippachsen, die in
einer zur Mischertrommeldrehachse senkrechten Ebene liegen, möglich sind.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist dabei zwischen dem genannten Lagerring
und dem darin sitzenden Lagerinnenteil zumindest ein elastisches
Lagerelement, vorzugsweise ein Gummilagerelement, vorgesehen, durch
das der Lagerring und der Lagerinnenteil beweglich zueinander gehalten
sind. In Weiterbildung der Erfindung können dabei zwischen dem Lagerring
und dem darin sitzenden Lagerinnenteil mehrere elastische Lagerelemente
aufeinander geschichtet sein, wobei zwischen den einzelnen Lagerelementen
ringförmige
Zwischenstücke
vorgesehen sein können.
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Der
genannte Lagerring braucht dabei nicht zwangsweise die Form eines
geschlossenen Ringes besitzen, es kann auch ein Lagerring in Form
eines Ringsegments nach Art eines halbring- oder dreiviertelringförmigen Lagerbetts
oder einer Lagergabel vorgesehen sein. Vorzugsweise jedoch ist ein
vollumfänglicher
Lagerring vorgesehen, in dem das Lagerinnenteil vollumfänglich umschlossen
sitzt. Das Lagerinnenteil ist hierbei vorteilhafterweise etwa zylindrisch
und insbesondere ebenfalls ringförmig
ausgebildet, wobei die Mantelaußenseite
des Lagerinnenteils ballig gewölbt
sein kann.
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In
Weiterbildung der Erfindung umschließt der Lagerring ein den Antriebsteil
des Mischerantriebs, insbesondere dessen Hydromotor, umgebendes
Gehäuseteil,
an dem das vorgenannte Lagerinnenteil vorgesehen ist. Das Lagerinnenteil
kann hierbei als separates Bauteil ausgebildet und an dem Gehäuseteil
starr befestigt sein. Alternativ kann das Lagerinnenteil auch unmittelbar
an dem Gehäuseteil integral
ausgebildet sein.
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Der
das genannte Gehäuseteil
umgebende Lagerring kann an dem Mischerrahmenteil starr befestigt
sein, beispielsweise durch Schraubbolzen angeschraubt sein.
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Das
die Mischertrommel tragende Getriebegehäuse kann grundsätzlich verschieden
aufgebaut sein. Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung besitzt
das Getriebegehäuse
einen mit der Mischertrommel verbundenen Mantelflächenteil,
der drehbar an einem Gehäuseanschlussteil
gelagert ist, der durch die vorgenannten Lagermittel am Mischerrahmen
abgestützt
ist. Das Gehäuseanschlussstück kann
hierbei vorteilhafterweise den Antriebsteils des Mischerantriebs,
insbesondere dessen Motorkorpus, umgeben und/oder ein Gehäuseteil
für diesen
Antriebsteil bilden.
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Um
eine einfache Wartung des Motors des Mischerantriebs und eine gute
Zugänglichkeit
hierzu zu ermöglichen,
kann in vorteilhafter Weise das den Antriebsteil umgebende Gehäuseanschlussstück eine
Aufnahmekammer bilden, in die der Antriebsteil, insbesondere der
Motor des Mischerantriebs, stirnseitig nach Art eines separaten
Moduls einsetzbar ist. Dementsprechend braucht der Motor lediglich
axial auf das Getriebe aufgeschoben werden, wobei er umgekehrt auch
in einfacher Weise demontiert werden kann. Vorzugsweise ist hierzu
zwischen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle eine durch Axialbewegung
schließbare
und lösbare
Kupplung vorgesehen.
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Um
eine Überbeanspruchung
der beweglichen Lagermittel zur Lagerung des Mischerantriebs durch übergroße Verwindungen
zu vermeiden, ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die
Beweglichkeit der Mischerantriebslagerung begrenzt. Hierzu kann
ein Anschlag vorgesehen sein, der eine Verkippung des Mischerantriebs
gegenüber
dem Mischerrahmen begrenzt. Der Anschlag kann dabei grundsätzlich in
verschiedener Weise ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Ausführung der
Erfindung kann der Anschlag ein von dem Lagerring gebildetes Anschlagteil
sowie ein von dem Getriebegehäuse
gebildetes oder damit verbundenes An schlagteil umfassen, die bei
Erreichen einer vorbestimmten Größe der Kippbewegung
aufeinanderfahren.
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In
Weiterbildung der Erfindung besitzt die bewegliche Lagerung des
Mischerantriebs an dem Mischerrahmenteil eine Beweglichkeit in Form
eines zugelassenen Winkelversatzes von mehr als 2° und vorzugsweise
weniger als 10°.
Vorteilhafterweise kann der zugelassene Winkelversatz zwischen 4° und 8°, insbesondere
etwa 6° betragen,
was einerseits eine ausreichende Kompensation von Rahmenverwindungen
ermöglicht
und andererseits eine Schwingungsproblematik durch übergroße Beweglichkeit
verhindert.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
und zugehöriger
Zeichnungen näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1:
einen Längsschnitt
durch den Mischerantrieb eines Fahrmischers und dessen Lagerung
auf einem am Fahrwerksrahmen befestigten Rahmenbock,
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2:
einen Längsschnitt
durch den Mischerantrieb und dessen Lagerung aus 1,
wobei der Mischerantrieb gegenüber
dem ihn lagernden Rahmenbock durch die Beweglichkeit der Lagerung verkippt
ist, und
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3:
einen Längsschnitt
durch einen herkömmlichen
Mischerantrieb, bei dem das Getriebegehäuse starr am Lagerbock verschraubt
und die Mischertrommel über
einen auf einer Getriebeabtriebswelle sitzenden Trommelflansch befestigt
ist.
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Der
in den 1 und 2 gezeigte Mischerantrieb 1 sitzt über eine
Mischerlagerung 2 auf einem Lagerbock 3, der mit
dem Fahrwerksrahmen 4 eines im Übrigen nicht dargestellten
Fahrmischers gelagert ist. Der Fahrmischer umfasst dabei in an sich
bekannter Weise ein mehrachsiges Fahrwerk mit entsprechenden Rädern, das
den genannten Fahrwerksrahmen 4 trägt, auf dem in ebenfalls an sich
bekannter Weise eine Fahrerkabine angeordnet ist, hinter der der
Mischerantrieb und die davon angetriebene Mischertrommel 5 liegen.
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Wie 1 zeigt,
umfasst der Mischerantrieb 1 einen Antriebsteil 6 zur
Erzeugung einer rotatorischen Antriebsbewegung sowie ein Antriebsgetriebe 7,
das eingangsseitig von dem genannten Antriebsteil 6 angetrieben
wird und ausgangsseitig die Mischertrommel 5 rotatorisch
antreibt. In der gezeichneten Ausführung ist das Antriebsgetriebe 7 als zweistufiges
Planetengetriebe ausgebildet, dessen Sonnenrad der ersten Stufe über die
Eingangswelle 8 von dem Antriebsteil 6 her angetrieben
wird.
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In
der gezeichneten Ausführung
umfasst das Antriebsteil 6 einen Hydromotor 9 in
Form eines hydraulischen Axialkolbenmotors, dessen Antriebswelle 10 mit
der Eingangswelle 8 des Antriebsgetriebes 7 drehfest
kuppelbar ist. Der Antriebsteil 6 sitzt dabei stirnseitig
an dem Antriebsgetriebe 7, vgl. 1.
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Wie 1 zeigt,
umfasst das Antriebsgetriebe 7 ein Gehäuse 11, das einen
Mantelflächenteil 12 umfasst,
der die Getriebestufen des Planetengetriebes umfangsseitig umgibt.
An dem Mantelflächenteil 12 ist
etwa axial mittig ein radial vorspringender Trommelflansch 13 vorgesehen,
an dem die Mischertrommel 5, welche in 1 nur
angedeutet ist, durch Schraubbolzen 14 starr befestigbar
ist. Der besagte Trommelflansch 13 ist dabei von der der
Mischertrommel 5 zugewandten Stirnseite 15 des
Antriebsgetriebes 7 zum Antriebsteil 6 hin zurückversetzt,
vgl. 1, so dass das Antriebsgetriebe 7 bzw.
dessen Getriebegehäuse 11 zur
Mischertrommel 5 hin vorspringt.
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Der
Mantelflächenteil 12 des
Getriebegehäuses 11 ist
dabei durch ein Wälzlager 16 drehbar
an einem Gehäuseanschlussteil 17 gelagert,
das einerseits das Antriebsgetriebe 7 stirnseitig abdeckt
und andererseits eine Aufnahmekammer 18 begrenzt, in die
der Hydromotor 9 des Antriebsteils 6 stirnseitig eingesetzt
ist, vgl. 1. Hierdurch kann der Hydromotor 9 nach
Art eines separaten Moduls einfach an das Antriebsgetriebe 7 angesetzt
bzw. in das Gehäuseanschlussteil 17 eingesetzt
werden, indem es durch Schraubbolzen 19 befestigt ist.
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Der
Gehäuseanschlussteil 17 ist
durch die Mischerlagerung 2 drehfest bezüglich der
Motordrehachse, jedoch kippbar um hierzu quer verlaufende Kippachsen
an dem Lagerbock 3 des Fahrwerksrahmens 4 gelagert.
Die Kippbarkeit des Mischerantriebs 1 ist dabei nach Art
eines Kugelgelenks in alle Richtungen gegeben, d. h. die Kippbarkeit
kann um mehrere in einer zur Zeichenebene der 1 senkrechten
Ebene verlaufende Kippachsen erfolgen. 2 zeigt
eine verkippte Lage, wobei der maximale Kippwinkel 6° eingezeichnet
ist.
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Die
Mischerlagerung 2 umfasst hierbei beweglich ausgebildete,
die Kippbewegungen quer zur Antriebsachse zulassende Lagermittel 20,
die elastisch und dämpfend,
insbesondere gummielastisch, ausgebildet sind.
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In
der gezeichneten Ausführungsform
umfassen die Lagermittel 20 vorteilhafterweise mehrere elastische,
deformierbare Lagerelemente 21, die insbesondere in Form
von Gummilagerelementen ausgebildet sein können, durch die der Mischerantrieb 1 auf
dem mit dem Fahrwerksrahmen 4 verbundenen Lagerbock 3 befestigt
ist.
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Vorteilhafterweise
umfassen die Lagermittel 20 dabei einen Lagerring 22,
in dem ein ebenfalls ringförmig
ausgebildetes Lagerinnenteil 23 sitzt, das gegenüber dem
Lagerring 22 verkippt werden kann. Dies wird durch die
elastisch verformbaren Lagerelemente 21 ermöglicht,
die zwischen dem Lagerring 22 und dem Lagerinnenteil 23 sitzen,
vgl. 1. Die Lagerelemente 21 können hierbei
Ringschalensegmente bilden, vorzugsweise jedoch als Lagerringelemente
ausgebildet sein und einen flachgedrückten, länglichen Querschnitt besitzen,
vgl. 1. In der gezeichneten Ausführung sitzen dabei mehrere
ringförmige
elastische Lagerelemente 21 übereinander bzw. ineinander,
wobei die Lagerelemente 21 durch ebenfalls ringförmige Zwischenstücke 24 voneinander
getrennt sind, vgl. 1. Die elastischen, insbesondere
gummielastischen Lagerelemente 21 sind dabei derart zwischen
dem Lagerring 22 und dem Lagerinnenteil 23 vorgespannt,
dass sie auch bei Verformun gen, wie sie 2 zeigt,
nur auf Druck bzw. Scherung, nicht jedoch auf Zug beansprucht werden. Durch
die elastischen Lagerelemente 21 sind der Lagerring 22 und
das Lagerinnenteil 23 zueinander beweglich und insbesondere
kippbar, wie dies 2 zeigt, so dass die Lagermittel 20 insgesamt
bzw. die Mischerlagerung 2 eine Beweglichkeit aufweist,
die Kippbewegungen des Mischerantriebs 1 um nahezu beliebige
Kippachsen quer zur Antriebsachse zulässt.
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Die
Verkippbarkeit des Mischerantriebs 1 gegenüber dem
Lagerbock 3 ist hierbei begrenzt durch einen Anschlag 25,
der einerseits von einer Stirnseite des Lagerrings 22 und
andererseits einem Abdeckring 26 gebildet wird, der den
Lagerspalt zwischen dem Mantelflächenteil 12 des
Getriebegehäuses 11 und
dessen Gehäuseanschlussteil 17 abdeckt
und an letzterem Gehäuseanschlussteil 17 befestigt
ist.