DE19741202C5

DE19741202C5 - Gleitlager für Teleskopteile

Info

Publication number: DE19741202C5
Application number: DE19741202A
Authority: DE
Inventors: Franz Paschke; Kurt Vohdin; Manfred Wilts; Hans Neumann; Gerd Erdmann
Original assignee: Grove US LLC
Current assignee: Manitowoc Crane Group France SAS
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2017-09-19
Also published as: CA2247666C; CA2247666A1; EP0903316A1; DE19741202C1; DE69813705D1; KR19990029951A; DE69813705T2; US6108985A; JP3065296B2; EP0903316B1; JPH11157779A; ES2194263T3

Abstract

Gleitlager für Teleskopteile mit einem Formgleitstück (13), das zwischen den Gleitflächen der Teleskopteile (11, 12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
– das Gleitstück (23) an seiner Innen- und/oder Außenfläche Längsnuten (16) aufweist, die Ausgleichselemente (14), vorzugsweise längliche Streifen, aufnehmen, und daß
– die Gleitstückanordnung, bestehend aus dem Gleitstück (13), den Ausgleichselementen (14) und den Längsnuten (16) so ausgestaltet ist, daß sie durch eine Keilwirkung zwischen den Teleskopteilen (11, 12) in Position gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitlager für Teleskopteile mit einem im wesentlichen großflächigen und justierbaren Gleitstück, das zwischen den Gleitflächen der Teleskopteile angeordnet ist.
Teleskopausleger, beispielsweise solche von feststehenden oder mobilen Kranen, sind aus mehreren ineinandergeschachtelten Teleskopteilen aufgebaut, die zur Verlängerung des Auslegers ausgefahren werden können. Die Teleskopteile sind gleitbar ineinander gelagert, wobei das innere Teleskopteil in einem am vorderen Abschnitt des äußeren Teleskopteils befestigten Kragen und im Fußbereich des inneren Teleskopteils am Schaftstück des äußeren Teleskopteils geführt wird. Beim Ausfahren eines inneren Teleskopteils entstehen deshalb Lagerbelastungen im Kragen des äußeren Teleskopteils und im Fußbereich des inneren mit Höchstwerten am Kragen unten und am Fuß oben.
Um das Ausfahren der Teleskopteile zu ermöglichen und die genannten Lagerlasten aufzunehmen, ist an den Belastungsstellen zwischen den beiden Teleskopteilen dem Stand der Technik nach jeweils eine Gleiteinrichtung vorgesehen. Beispielsweise sind im unteren vorderen Kragenbereich und im oberen hinteren Fußbereich eines im wesentlichen rechteckigen Trägers Gleitblöcke eingesetzt, die der Form des Spaltes zwischen Kragen und innerem Teleskopteil angepaßt sind und auf denen die Teleskopteile ineinander gleiten können.
Nachteilig wirkt sich bei nur in den Ecken angebrachten Gleitblöcken die Tatsache aus, daß die Krafteinleitung vom inneren Teleskopteil in den Kragen hauptsächlich über einen Teilbereich der vorhandenen Fläche der Gleitböcke stattfindet, hauptsächlich in den an die Abkantungen des inneren Teleskopteils angrenzenden äußeren Gleitstückflächen. Wegen der entstehenden hohen Andruckkräfte wird aufgrund der geringen Breite hier ein relativ langes Gleitstück nötig, was ein Ausgleichen in Auslegerlängsachse erfordern kann. Außerdem entstehen zusätzliche Biegespannungen in den Abkantungsbereich des inneren Teleskopteils abhängig vom Biegeradius und Gleitstückmaterial. Desweiteren müssen die Gleitblöcke durch konstruktive Maßnahmen in Position gehalten werden, beispielsweise durch eine relativ genaue Anpassung ihrer Oberflächenkrümmung oder durch eine Ausbuchtung des Kragens zur Aufnahme der Blöcke.
Aus der DE 296 13 042 U1 ist ein Gleitlager für ineinandergelagerte schalenförmige Körper bekannt, das für Teleskopausleger eines Fahrzeugkrans bestimmt ist. Dieses Gleitlager besteht aus schalenförmig gekrümmten Streifen aus Kunststoff oder einem anderen Material mit guten Gleiteigenschaften, wobei die Streifen oder Platten aus an ihren Längsseiten gelenkig miteinander verbundenen lamellenartigen Leisten bestehen. Hier wird also eine Art "Gleitkette" vorgeschlagen, die zwischen die Teleskopteile eingesetzt wird.
Solche kettenartigen Gleitlager haben den Nachteil, daß sie, wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, nicht positionstreu sind, d. h. sich entlang der Umfangsrichtung der Teleskopteile verschieben können. Deshalb müssen beispielsweise Anschläge für die Bewegung dieser Gleitlager zwischen den Teleskopteilen vorgesehen werden.
Ein weiterer Nachteil dieser Lagerkonstruktion und auch der oben angesprochenen Blocklagerung besteht darin, daß eine Anpassung der Gleitstücke an spezielle Anforderungen, beispielsweise in der Praxis auftretende Fertigungsabweichungen (Toleranzen) oder eine Beeinflussung der Lage der Teleskopteile untereinander über die Gleitlager sehr aufwendig ist. Die Gleitlager haben eine vorgegebene Position und Dicke, die nicht in einfacher Weise angepaßt bzw. geändert werden können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gleitlager für Teleskopteile bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile nicht mehr aufweist. Insbesondere soll die Positionstreue der Gleitstücke sichergestellt sowie eine anpaßbare und einfach herstellbare Gleitlagerkonstruktion geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gleitstück des Gleitlagers, das zwischen den Gleitflächen der Teleskopteile angeordnet ist, so ausgestaltet ist, daß es durch die Keilwirkung zwischen den Teleskopteilen in Position gehalten wird, und daß das Gleitstück an seiner Innen- und/oder Außenfläche Längssuten aufweist, die Ausgleichselemente, vorzugsweise längliche Streifen, aufnehmen.
Einer der Vorteile der erfindungsgemäßen Gleitlagerausgestaltung liegt in deren Positionstreue. Indem das Gleitstück der Form der Teleskopteile angepaßt wird, kann es sich, insbesondere wenn Profile mit Knickstellen im Querschnitt verwendet werden, nach dem Einsetzen des inneren Teleskopteils auf das Gleitstück im äußeren Teleskopteil nicht mehr in Umfangsrichtung des Querschnitts verschieben.
Ein weiterer großer Vorteil des Gleitlagers gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft dessen Anpassungsfähigkeit. Aufgrund von Fertigungstoleranzen sind die Oberflächen der Teleskopteile nicht immer so ausgestaltet, daß ein überall gleichmäßig dickes Gleitstück den gesamten Spalt zwischen den Gleitstücken ausfüllen kann. Hierbei würde eine verschlechterte Führung des inneren Teleskopteils sowie eine ungleichmäßige Krafteinlenkung entstehen. Die in den Längsnuten des erfindungsgemäßen Gleitstückes eingebrachten Ausgleichselemente können aber so in der Dicke bemessen werden, daß die Lagerung gleichmäßig über die gesamte Gleitstückfläche erfolgt. Damit können zuzätzliche Biegebeanspruchungen im Teleskopteil durch ungleichmäßiges Tragen vermieden werden.
Die Anpassung der jeweiligen Stellendicke des Gleitstückes kann relativ einfach vorgenommen werden; es müssen nämlich lediglich an den jeweiligen Umfangsabschnitten geeignet dicke Ausgleichselemente eingesetzt werden. Dies vereinfacht die Handhabung solcher Gleitstücke.
Die gute Anpaßbarkeit der erfindungsgemäßen Gleitlager zeigt sich aber auch dann von Vorteil, wenn die Teleskopteile zueinander ausgerichtet werden müssen. Hier kann durch die Auswahl verschieden dicker Ausgleichselemente an geeigneten Umfangspositionen direkt auf die Ausrichtung der Teleskopteile Einfluß genommen werden.
Weiterhin vorteilhaft wirkt sich aus, daß durch die Auswahl unterschiedlicher Materialien oder die Variation der Auflagerflächen der Ausgleichselemente eine Einstellung der Steifigkeit in verschiedenen Bereichen der Gleitführung vorgenommen werden kann. Die damit erreichte günstige Lastverteilung erhöht die Stabilität des Gesamtquerschnittes im Lasteinleitungsbereich.
Insgesamt kann also die Lagerung eines auszuschiebenden Teleskopteils im weiten Umfang durch die erfindungsgemäße Gleitlagerkonstruktion beeinftußt und damit das Tragverhalten des Gesamtauslegers erheblich verbessert werden. Gerade in dem Lagerbereich, in dem hohe Belastungen auftreten, kann somit Störeinflüssen und Zusatzmomenten entgegengewirkt werden.
Vorteilhafterweise sind die Ausgleichselemente flache längliche Streifen, die einen rechtwinkligen Querschnitt haben.
Insbesondere bei Kranauslegern, deren Teleskopteile am vorderen Ende einen Kragen zur Aufnahme eines inneren Teleskopteils aufweisen, sind erfindungsgemäße Gleitstücke vorteilhafterweise im vorderen unteren Bereich des Kragens und/oder im oberen Fußbereich des inneren Teleskopteils angeordnet.
Die Ausgleichselemente in den Längsnuten des Gleitstückes sind bevorzugt in ihrer Dicke etwas größer als die Tiefe der Längsnuten, wodurch ein Überstand der Ausgleichselemente über die mit den Nuten versehene Fläche hinaus bewirkt wird. Es entsteht hierbei zwischen den Stellen der Gleitstückoberfläche, die keine Nuten zur Aufnahme der Ausgleichselemente aufweisen, und der angrenzenden Teleskopteilfläche ein Luftspalt. Da das Gleitstück oben nicht mit einem Ausgleichselement endet, sondern definiert übersteht, wird somit ein weicher Übergang gewährleistet und das Verformungsverhalten des inneren Teleskopteils im Einleitungsbereich positiv beeinflußt.
Die Ausgleichselemente können vorteilhafterweise bezüglich ihrer Höhe jeweils an die Breite des Spaltes zwischen den Teleskopteilen angepaßt sein. Hierdurch wird eine gleichmäßige Anlage über den gesamten Querschnitt erreicht. Die Ausgleichselemente haben dann jeweils Kontakt mit dem Gleitstück sowie mit dem angrenzenden Kragen, wobei die Nutführungen das Ausgleichselement gegen tangentielles Verschieben sichern.
Bei einer Ausführungsform der vorlegenden Erfindung erstreckt sich das Gleitstück, das im wesentlichen der Form der Teleskopteile angepaßt ist, über den gesamten belasteten Lagerquerschnitt. Dieser belastete Lagerquerschnitt wird, wie schon oben bemerkt, etwa jeweils einen im wesentlichen U-förmigen Abschnitt im vorderen unteren Lagerbereich sowie im hinteren oberen Lagerbereich ausbilden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gleitlagers sind die Ausgleichselemente an der dem äußeren Teleskopteil zugewandten Seite des Gleitstückes angeordnet.
Bisher war von einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleitlagers die Rede, bei der das Gleitstück einstückig ausgebildet ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, solche Gleitstücke mehrteilig auszugestalten.
Bei einer solchen "mehrteiligen Ausführungsform" wird das Gleitstück des Gleitlagers aus mehreren Formteilen gebildet, die bevorzugt an den Längskanten aneinanderstoßen und somit wiederum eine ganzheitliche Lagerung sicherstellen.
Die entsprechende Teilung des Gleitstückes erfolgt nach einer Funktions- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Wieviele Einzelteile verwendet werden, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall, den Herstellungsmöglichkeiten und Stabilitätskriterien ab.
Als Material für die Gleitstücke wird naturgemäß ein solches verwendet, das gute Gleiteigenschaften im Langzeitbetrieb sicherstellt, beispielsweise kann Polyamid verwendet werden. Die Ausgleichselemente können je nach den erforderlichen Steifigkeiten aus unterschiedlichen Materialien bestehen, vorzugsweise aus Polyamid oder Stahl.
Die Erfindung wird im weiteren anhand der beiliegenden einzigen Figur näher erläutert, die in einer Darstellung zwei verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
Im rechten Halbschnitt der Figur ist die "einteilige" Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gleitlagers 10 dargestellt. Gezeigt wird hier der vordere untere Bereich der Lageranordnung, also beispielsweise der vordere untere Teil eines Kragens 12 eines äußeren Teleskopteils sowie das innere Teleskopteil 11, das im Kragen 12 gelagert wird. Für die Lagerung des Teleskopteils 11 im Kragen 12 sorgt das Gleitstück 13. Dies ist in seiner Außenkontur im wesentlichen an beiden Oberflächen der Kontur des Kragens 12 sowie des Teleskopteils 11 angepaßt. Im dargestellten Beispiel hat die untere Kragenform einen Knick. Durch die Keilwirkung, die zwischen dem inneren Teleskopteil 11 und dem Kragen 12 entsteht, kann das Gleitstück 13, wenn es einmal zwischen diesen beiden Teilen eingebracht ist, nicht mehr in Umfangsrichtung verrutschen. Es bleibt in seiner Position.
Das Gleitstück 13 weist an seiner äußeren Oberfläche, also derjenigen Oberfläche, die dem Kragen zugewandt ist, Längsnuten 16 auf, die sich senkrecht zur Zeichenblattebene erstrecken. Diese Längsnuten 16 sind rechtwinklig ausgestaltet. Sie nehmen ebenso rechtwinklig ausgestaltete Ausgleichsstreifen 14 auf, deren Höhe etwas größer ist als die Tiefe der Längsnuten 16.
Die Höhe der Ausgleichsstreifen 14 muß nicht für alle Streifen dieselbe sein. Sie kann an die Kontur, d. h. die tatsächliche Breite des Spaltes zwischen dem Kragen 12 und dem Teleskopteil 11 an den jeweiligen Stellen angepaßt werden, so daß eine Auflage über den gesamten Umfang ermöglicht wird.
Hiermit wird die Lastverteilung, d. h. die Krafteinleitung über den Umfang vergleichmäßigt. An den Stellen, wo das Gleitstück 13 an seinem Außenumfang keine Längsnuten aufweist, verbleibt zwischen der Krageninnenwand und der Außenfläche des Gleitstücks 13 ein Luftspalt. Ein solcher Luftspalt ist mit den Bezugszeichen 15 und 15a angedeutet. Über die Kraglänge des Gleitstücks 13 sowie über die Breite des Luftspalts 15a, die von der Höhe der daneben eingesetzten Ausgleichsstreifen 14 abhängt, kann das Verformungsverhalten des inneren Teleskopteils im Einleitungsbereich beeinflußt werden.
Über die Höhe der Ausgleichsstreifen 14, die in einfacher Weise in verschiedenen Dicken in das Gleitstück 13 eingesetzt werden können, ist es möglich, die Ausrichtung des Teleskopteils 11 vorzunehmen und Toleranzen auszugleichen. Über die Variation der Steifigkeit der Ausgleichsstreifen 14 in verschiedenen Umfangsbereichen, beispielsweise durch die Auswahl unterschiedlicher Materialien oder die Variation der Auflagerflächen kann eine Stabilitätserhöhung wegen der gleichmäßigeren Lastverteilung erreicht werden.
Der linke Halbschnitt der Figur zeigt die mehrteilige Ausführungsvariante 20 eines erfindungsgemäßen Gleitlagers, das an derselben Stelle an einem Kragen 22 angebracht ist wie das Gleitlager 10 aus dem rechten Halbschnitt. Zwischen dem Kragen 22 und dem inneren Teleskopteil 21 liegt wiederum das Gleitstück. Dies ist hier mehrteilig aufgebaut; gezeigt sind die drei Einzel-Längsabschnitte 23a, 23b und 23c. Der mittlere Abschnitt 23b befindet sich etwa im Bereich der Kante des Trägerprofils, während die beiden Gleitstückteile 23a und 23c an seinen Längskanten anschließen. Auch bei dieser Ausgestaltung sorgt die Keilwirkung zwischen dem Teleskopteil 21 und dem Kragen 22 für die Positionstreue des mehrteiligen Gleitstückes.
Eine mehrteilige Konstruktion wird dann gewählt, wenn nach einer Funktions- und Wirtschaftlichkeitsanalyse eine solche Gestaltung vernünftiger erscheint. Beispielsweise kann es vorkommen, daß die Gleitstückteile 23a, 23b und 23c einzeln wirtschaftlicher herzustellen sind als ein integrales Gleitstück.
Auch die Gleitstücke 23a, 23b und 23c weisen an ihrer äußeren, dem Kragen zugewandten Fläche Nuten 26 auf, in denen rechtwinklige Ausgleichsstreifen 24 aufgenommen werden. Über diese Ausgleichsstreifen 24 findet wiederum der Kontakt mit dem Kragen 22 und die Krafteinleitung statt. Auch hier wiederum werden beispielsweise Luftspalte 25/25a zwischen den Ausgleichsstreifen 24 gebildet. Die Funktion dieser mehrteiligen Lagerausgestaltung 20 ist im Prinzip dieselbe wie diejenige der integralen Lagerkonstruktion 10. Auch die schon dargestellten Vorteile können über die mehrteilige Variante 20 erreicht werden.
Als bevorzugte Materialien wird für die Gleitstücke oder die Gleitstückteile das unter der Bezeichnung "Nylon 6" vertriebene Polyamid gewählt, während die Ausgleichsstreifen je nach Beanspruchung aus Materialien mit unterschiedlichen Elastizitätsmodulen bestehen können, bevorzugt aus Polyamid oder Stahl.

Claims

Gleitlager für Teleskopteile mit einem Formgleitstück (13), das zwischen den Gleitflächen der Teleskopteile (11, 12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß – das Gleitstück (23) an seiner Innen- und/oder Außenfläche Längsnuten (16) aufweist, die Ausgleichselemente (14), vorzugsweise längliche Streifen, aufnehmen, und daß – die Gleitstückanordnung, bestehend aus dem Gleitstück (13), den Ausgleichselementen (14) und den Längsnuten (16) so ausgestaltet ist, daß sie durch eine Keilwirkung zwischen den Teleskopteilen (11, 12) in Position gehalten wird.
Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitstückanordnung (13, 14, 16) im Kragen eines äußeren Teleskopteils (12) angeordnet ist.
Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichselemente (14) höher sind als die Längsnuten (16).
Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Ausgleichselemente 14 jeweils an die Breite des Spaltes zwischen den Teleskopteilen (11, 12) angepaßt ist.
Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (13) sich, im wesentlichen der Form der Teleskopteile (11, 12) angepaßt, über den gesamten belasteten Lagerquerschnitt erstreckt.
Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichselemente (14) an der dem äußeren bzw. inneren Teleskopteil (12) zugewandten Seite des Gleitstückes (13) angeordnet sind.
Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (23) aus mehreren Formteilen (23a, 23b, 23c) gebildet wird, die insbesondere an ihren Längskanten aneinanderstoßen.
Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitstücke (13, 23) aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften, beispielsweise aus Polyamid bestehen.
Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichselemente, insbesondere in verschiedenen Bereichen der Gleitführung, aus Materialien mit verschiedenen Steifigkeiten, bevorzugt aus Polyamid, Aluminium oder Stahl bestehen.