用于升降装置的绕绳筒的联轴器
阅读说明：本技术 用于升降装置的绕绳筒的联轴器 (Coupling for a rope drum of a lifting device ) 是由 D·M·德赛 于 2020-02-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于升降装置的齿轮箱(10)和绕绳筒(20)之间连接的联轴器(30),其中联轴器包括内联轴器支撑元件(34)和外联轴器支撑元件(31),其中内联轴器支撑元件(34)和外联轴器支撑元件(31)被构造为围绕相互旋转轴线(50)旋转,其中联轴器(30)被构造为允许内联轴器支撑元件(34)和/或外联轴器支撑元件(31)从相互旋转轴线(50)转动。为了改善此种联接,建议联轴器(30)还包括传动装置(32；33)和轴承(36；37),其中传动装置(32；33)被构造为将旋转和扭矩从齿轮箱(10)传送到绕绳筒(20),并且轴承(36；37)被构造为将径向力和轴向力从绕绳筒(20)传送到齿轮箱(10),其中传动装置(32；33)和轴承(36；37)两者均包括外件(32；37)和内件(33；36),其中传送装置(32)的外件是外联轴器支撑元件(31)的一体部分或安置在外联轴器支撑元件(31)中,并且轴承(37)的外件是外联轴器支撑元件(31)的一体部分或安置在外联轴器支撑元件(31)中,并且传送装置(33)的内件是内联轴器支撑元件(34)的一体部分或安置在内联轴器支撑元件(34)上,并且轴承(36)的内件是内联轴器支撑元件(34)的一体部分或安置在内联轴器支撑元件(34)上。此外,本发明还涉及具有齿轮箱(10)、绕绳筒(20)和此种联轴器(30)的升降装置。(The invention relates to a coupling (30) for a connection between a gearbox (10) and a rope drum (20) of a lifting device, wherein the coupling comprises an inner coupling support element (34) and an outer coupling support element (31), wherein the inner coupling support element (34) and the outer coupling support element (31) are configured to rotate around a mutual axis of rotation (50), wherein the coupling (30) is configured to allow the inner coupling support element (34) and/or the outer coupling support element (31) to rotate from the mutual axis of rotation (50). In order to improve such a coupling, it is proposed that the coupling (30) further comprises a transmission (32; 33) and a bearing (36; 37), wherein the transmission (32; 33) is configured to transmit rotation and torque from the gearbox (10) to the rope drum (20) and the bearing (36; 37) is configured to transmit radial and axial forces from the rope drum (20) to the gearbox (10), wherein both the transmission (32; 33) and the bearing (36; 37) comprise an outer piece (32; 37) and an inner piece (33; 36), wherein the outer piece of the transmission (32) is an integral part of the outer coupling support element (31) or is arranged in the outer coupling support element (31) and the outer piece of the bearing (37) is an integral part of the outer coupling support element (31) or is arranged in the outer coupling support element (31) and the inner piece of the transmission (33) is an integral part of the inner coupling support element (34) or is arranged on the inner coupling support element (34) And the inner part of the bearing (36) is an integral part of the inner coupling support element (34) or is arranged on the inner coupling support element (34). The invention further relates to a lifting device having a gearbox (10), a rope drum (20) and such a coupling (30).)
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序所述的联轴器和根据权利要求12所述的升降装置。
背景技术
文献DE 20 2017 101 823 U1公开了一种圆筒联轴器。该类型的联轴器具有以下缺点：圆筒和支撑部件之间的接触面积非常小，因此必须应对高应力水平。同时，考虑到磨损造成的替换，该解决方案是昂贵的。
文献DE 26 48 118 A1公开了一种用于重型机械的缓慢旋转的套筒轴承，其不旨在用于绕绳筒。
与联轴器和轴承相关的另外的一般现有技术文献为US 2007/286544 A1、US 6,506,120 B1和DE 30 07 319 A1。
发明目的
鉴于以上所述，本发明的目的是改善用于升降装置的齿轮箱和绕绳筒之间的连接的联轴器，使得其更稳固并且其尺寸仍然紧凑。
发明内容
该目的通过包括根据权利要求1所述的特征的联轴器和包括根据权利要求12所述的特征的升降装置来实现。从属权利要求以及以下说明书描述了本发明的有利实施方案。
本发明涉及一种用于升降装置的齿轮箱和绕绳筒之间的连接的联轴器，特别地可单独使用或用于安装在可移动起重机吊运车上的起重机的绞车或钢绳绞车。然而，联轴器的其他应用也是可能的，例如在绞盘传送装置或吊盘绞车处。
联轴器包括内联轴器支撑元件和外联轴器支撑元件，其中内联轴器支撑元件和外联轴器支撑元件被构造为围绕相互旋转轴线旋转。
联轴器还被构造为允许内联轴器支撑元件和/或外部联接支元件从相互旋转轴线转动。
根据本发明，此种联轴器改善之处在于，其还包括传动装置和轴承，其中传动装置被构造为将旋转和扭矩从齿轮箱传送到绕绳筒，并且轴承被构造为将径向力和轴向力从绕绳筒传送到齿轮箱，其中传动装置和轴承两者均包括外件和内件。
根据本发明，此种联轴器同样以如下方式得到改善：传动装置的外部部件是外联轴器支撑元件的一体部分或安置在外联轴器支撑元件中，并且轴承的外部部件是外联轴器支撑元件的一体部分或安置在外联轴器支撑元件中，并且传动装置的内件是内联轴器支撑元件的一体部分或安置在内联轴器支撑元件上，并且轴承的内件是内联轴器支撑元件的一体部分或安置在内联轴器支撑元件上。
换句话讲，本发明预见到传动装置的外件和轴承的外件是联轴器的同一结构元件(即外联轴器支撑元件)的一体部分或安置在联轴器的同一结构元件中。此外，本发明预见到传动装置的内件和轴承的内件是联轴器的同一结构元件(即外联轴器支撑元件)的一体部分或安置在联轴器的同一结构元件上。
联轴器的该构造的主要有益效果是联轴器的紧凑尺寸，同时能够提供大的转动角度，从而在内联轴器支撑元件的旋转轴线和外联轴器支撑元件的旋转轴线之间不对准。例如，转动可因绕绳筒处的不均匀负载分布而发生，例如当绳部分展开时。未对准和/或转动的其他原因可能是齿轮箱或支撑结构的组装不准确、屈曲或弯曲，这可能引起水平力/轴向力、移动以及热膨胀。与根据本发明所述的解决方案一样，可实现大的转动角度，绕绳筒设计处的自由度得到扩展。另外，可利用根据本发明所述的该构型来减少部件的数量。
本发明的另一个有益效果是传送功能的解耦，即旋转和扭矩的传送以及径向力和轴向力的传送。由此，应力引入可分离到不同并且合适的机器元件，即轴承和传动装置，因此可减少磨损。
可以有利地前提条件是，内联轴器支撑元件被构造为辅助毂，其优选地形成为安置在轴上，和/或外联轴器支撑元件被构造为辅助毂，其优选地形成为安置在基座毂中，该基座毂优选地设计为绕绳筒的端部凸缘。
在一个优选的实施方案中，传动装置的外件是此种辅助毂的一体部分，该辅助毂形成为安置在绕绳筒的、由其端部凸缘中的一个端部凸缘形成的输入毂中，并且轴承的外件形成为安置在该辅助毂中。此外，在一个优选的实施方案中，传动装置的内件是此种辅助毂的一体部分，该辅助毂形成为安置在齿轮箱的输出轴上，并且轴承的内件安置在该辅助毂上。
然而，内联轴器支撑元件可以安置在其上的轴也可以是绕绳筒的输入轴。在这两种前述情况下，内联轴器支撑元件安置在这些轴类型中的一种轴上。另选地，内联轴器支撑元件也可以是轴本身，使得传动装置的内件和轴承的内件是轴承的一体部分或安置在轴上。
代替作为绕绳筒的输入毂(例如，呈绕绳筒的端部凸缘的形式)，上述基座毂也可以是齿轮箱的输出毂。在这两种前述情况下，外联轴器支撑元件安置在这些轮毂类型中的一种轮毂中。然而，外联轴器支撑元件也可以是基座毂本身，使得传动装置的外件和轴承的外件是基座毂的一体部分或安置在基座毂中。
内联轴器支撑元件和外联轴器支撑元件的其他构型也是可能的，因此任何其他机器元件都适用于旋转运动。
优选地，轴承被构造为球形套筒轴承，其中球形套筒轴承形成一定的球形半径，以便允许内联轴器支撑元件和/或外联轴器支撑元件从相互旋转轴线转动。
抽象地，球形套筒轴承表示安置于抽象碗(外件)中的抽象球(内件)，并且因此能够传送径向力以及轴向力。球在碗内的移动仅受球内置的构造的限制。可以调节半径，使得该构造允许各个升降装置应用所需的转动角度。通过球形轴承，与上述现有技术相比，有利地实现了在轴承的内件和外件之间保持线接触，而不是点接触。
球形轴承可由例如GGG 70、PU、Bronze或SAE 52100制成。轴承的内件和外件的接触表面优选地用滑动材料处理，特别是涂覆滑动材料。另选地和/或除此之外，可使用合适的润滑剂。
轴承的其他实施方案的应用也是可能的。
根据本发明所述的另一个方面，可以规定，根据技术功能，将轴承(特别是球形套筒轴承)的内件和外件中的每个件被分成两个部分，具体地两个半块，具体地两个几何半块，每个部分在相互旋转轴线的方向上位于传动装置的一侧上，并且每个部分被构造为应对径向力以及轴向力的一个方向。
换句话讲，轴承在其中心线处分裂成两部分，该中心线正交于相互旋转轴线并且正交于转动轴线布置。两个部分中的每个部分包括内件和外件，并且以使得两个部分在中心线的每一侧上捆绑传动装置的方式安置。
根据技术功能，半块意味着径向力相等地分开并且经由半块中的每个半块传送。
在一个优选的实施方案中，球形套筒轴承被分成两个几何半块。由于转动轴线与轴承的几何中心线相交或接近，因此该构型允许最大程度的转动。此外，该构型有利于联轴器的组装。
可以有利地前提条件是，在旋转方向和/或在旋转轴线的方向上，轴承的外件通过摩擦配合和/或型面配合固定到外联轴器支撑元件。
基本上存在四种不同的可能实施方案，即
1.通过摩擦配合在旋转方向和在旋转轴线的方向上的固定，
2.通过型面配合在旋转方向和在旋转轴线的方向上的固定，
3.通过型面配合在旋转方向和通过摩擦配合在旋转轴线的方向上的固定，或者
4.通过摩擦配合在旋转方向和通过型面配合在旋转轴线的方向上的固定。
第四实施方案是非常合适的，因为它可以有利地应对因型面配合引起的轴向力，可以应对其安置于外联轴器支撑元件中时的径向力，并且因为旋转和扭矩经由传动装置传送，所以不一定需要型面配合旋转。
此外，可以规定，轴承的内件(在旋转方向和/或在旋转轴线的方向上)通过摩擦配合和/或型面配合固定到内联轴器支撑元件。
类似于轴承的外件，内件的固定有四种相同的可能实施方案。在优选的第四实施方案中，旋转方向上的固定通过摩擦配合进行，并且在旋转轴线的方向上的固定通过型面配合进行。考虑到轴承的外件所述的有益效果也适用于轴承的内件。
根据本发明，还建议，在旋转轴线的方向上，轴承的外件比轴承的内件宽。由于内件能够在外件的端面之间移动，因此这有利地确保了在转动期间轴承的内件与轴承的外件接触。
以结构简单的方式，传动装置包括正齿轮。然而，其他类型的传动装置也是可能的。优选地，传动装置的内件在其齿处形成冠状半径，该冠状半径小于球形套筒轴承处的球形半径。由此，在轴承处获得所需的自由度。
可有利地前提条件是，在旋转轴线的方向上，传动装置的外件比传动装置的内件宽。由于内件能够在外件的端面之间移动，同时仍然啮合，因此这确保了在转动期间传动装置的内件与传动装置的外件接触。
以结构简单的方式，将传动装置的内件机加工到内联轴器支撑元件中和/或将传动装置的外件机加工到外联轴器支撑元件中。因此，可有利地分别进一步减少联轴器构造所需的部件数量。
还有一种升降装置，特别是可单独使用或用于安装在可移动起重机吊运车上的起重机的绞车或钢绳绞车，其具有齿轮箱、绕绳筒以及连接齿轮箱和绕绳筒的联轴器，其中该联轴器根据本发明所述进行构造，产生上述优点，并且因此可以更稳固且更紧凑的方式设计。此种升降装置是机动化的，原因在于驱动马达，优选地电动马达，驱动地连接到升降装置的齿轮箱。
在结合附图阅读以下说明书后，本发明的前述和另外的对象、优点、目的和特征将变得显而易见。
附图说明
图1示出了具有齿轮箱、绕绳筒和联轴器的升降装置的横截面；
图2示出了联轴器的分解图；
图3示出了未转动的联轴器的横截面；
图3a示出了顺时针转动的根据图3所述的联轴器的横截面，并且
图3b示出了逆时针转动的根据图3所述的联轴器的横截面。
具体实施方式
图1示出了机动化升降装置1的横截面，该机动化升降装置具有驱动马达(未示出)；连接到驱动马达的齿轮箱10；用于保持、引导、卷绕和退绕钢绳(未示出)的绕绳筒20；以及根据本发明所述的联轴器30。升降装置被设计为绞车，具体地为可单独使用或用于安装在活动起重机吊运车上的起重机的钢绳绞车(钢绳未示出)。
绕绳筒20在其纵向端部中的一个端部处经由联轴器30连接到齿轮箱10。在相对的纵向端部处，绕绳筒20连接到升降装置1的支撑件60，从而允许绕绳筒20相对于其纵向延伸的旋转轴线旋转。绕绳筒20的旋转轴线对应于联轴器30的外联轴器支撑元件31的旋转轴线52(参见图3a和图3b)。通过绕绳筒20的机动化旋转，钢绳可从绕绳筒20卷绕和退绕，以便提升和降低附接在钢绳的自由悬挂在绕绳筒20上的端部处的负载处理装置，例如负载钩。
绕绳筒20包括基座毂21和另一个端部凸缘，基座毂被构造为输入毂，被设计为端部凸缘并且布置在面向齿轮箱10的纵向端部处，另一个端部凸缘布置在面向支撑件60的相对纵向端部处。两个板形端部凸缘界定绕绳筒20。
齿轮箱10包括壳体和轴11，该轴被构造为输出轴并且输出由升降装置1的驱动马达引起的旋转和扭矩。
联轴器30包括内联轴器支撑元件34和外联轴器支撑元件31，其中内联轴器支撑元件34和外联轴器支撑元件31被构造为围绕其相互旋转轴线50旋转。联轴器30被构造为允许内联轴器支撑元件34和/或外联轴器支撑元件31从相互旋转轴线50转动。在图1中，绕绳筒20的上述旋转轴线与相互旋转轴线50重合。
联轴器30也包括传动装置32、33和轴承36、37(参见图2至图3b)，以便其可将旋转和扭矩从齿轮箱10传送到绕绳筒20，并且将径向力和轴向力从绕绳筒20传送到齿轮箱10。传动装置32、33和轴承36、37两者均包括外件32、37和内件33、36。
外联轴器支撑元件31被构造为辅助毂，该辅助毂安置在由绕绳筒20的端部凸缘形成的基座毂21中，并且例如通过螺栓(未示出)连接到绕绳筒20的基座毂21。此外，内联轴器支撑元件34被构造为辅助毂，该辅助毂安置在轴11上，并且通过型面配合连接到齿轮箱10的轴11，并且通过保持板42固定，该保持板通过锁紧螺钉43螺栓连接到轴。用于固定内联轴器支撑元件34的其他装置也是可能的。
内联轴器支撑元件34和外联轴器支撑元件31的其他构型也是可能的，因此任何其他机器元件都适用于旋转运动。内联轴器支撑元件34也可以是轴11本身，使得传动装置33的内件和轴承36的内件是轴11的一体部分或安置在该轴上。此外，外联轴器支撑元件31可以由基座毂21或绕绳筒20本身的相应端部凸缘形成，使得传动装置32的外件和轴承37的外件是基座毂21的一体部分或安置在该基座毂中。
图2示出了联轴器30的分解图。在该视图中，由于示出两次的元件的布置是对称的，因此联轴器30的基本结构元件(除了内联轴器支撑元件34和外联轴器支撑元件31以及传动装置32、33的内件和外件之外)被单独两次示出。
图示实施方案的轴承36、37被构造为球形套筒轴承，其中球形套筒轴承形成一定的球形半径，以便允许内联轴器支撑元件34和/或外联轴器支撑元件31从相互旋转轴线50转动。
球形套筒轴承的每个件(内件36和外件37)在其中心线53处被分成两个几何半块，该中心线正交于相互旋转轴线50并且正交于转动轴线布置。包括内件36和外件37的每个半块在相互旋转轴线50的方向上位于传动装置32、33的一侧，并且每个半块被构造为应对径向力以及轴向力的一个方向。
由于转动轴线与几何中心线53相交或靠近该几何中心线，因此该构型允许最大程度的转动。此外，由于两侧可单独安装，因此该构型有利于联轴器30的组装以用于生产和修理目的。
传动装置32、33包括正齿轮，然而，其他类型的传动装置也是可能的。传动装置32的内件被机加工到内联轴器支撑元件34中，因此是其一体部分，并且传动装置33的外件被机加工到外联轴器支撑元件31中，因此是其一体部分。因此，可有利地进一步减少联轴器构造所需的部件数量。传动装置33的内件在其齿处形成冠状半径，该冠状半径小于球形套筒轴承36、37处的球形半径。由此，在球形套筒轴承36、37处获得了所需的自由度。
在轴承36的内件与传动装置33的内件之间布置有间隔件35，以便保持用于转动的空间。保持环38用于在旋转轴线50、51的方向上固定轴承36的内件。
联轴器30借助于覆盖环40在两侧处闭合，该覆盖环借助于螺钉41螺栓连接到外联轴器支撑元件31。应用密封件39以便将润滑剂保持在联轴器30内。
图3示出了没有转动的联轴器30的横截面。内联轴器支撑元件34的旋转轴线51(参见图3a和3b)和外联轴器支撑元件31的旋转轴线52(参见图3a和3b)位于彼此之上，从而产生相互旋转轴线50并与其重合。
在旋转轴线50、51、52的方向上，轴承37的外件比轴承36的内件宽。由于内件36能够在面向旋转轴线50、51、52的方向的外件37的端面之间移动，因此这有利地确保了在转动期间轴承36的内件与轴承37的外件接触。
轴承37的外件通过摩擦配合在旋转方向和通过型面配合在旋转轴线50、52的方向上固定到外联轴器支撑元件31。轴承36的内件通过摩擦配合在旋转方向和通过型面配合在旋转轴线50、51的方向上固定到内联轴器支撑元件34。
由于型面配合，它可以应对轴向力，并且由于其安置在内联轴器支撑元件34和外联轴器支撑元件31中，它可以应对发生的径向力。由于旋转和扭矩经由传动装置32、33传送，因此它不一定需要型面配合旋转。
在旋转轴线50、51、52的方向上，传动装置32的外件比传动装置33的内件宽。由于内件33能够在面向旋转轴线50、51、52的方向的外件32的端面之间移动，同时仍然啮合，因此这确保了在转动期间传动装置33的内件与传动装置32的外件接触。
外联轴器支撑元件31还可包括用于轴承润滑的润滑系统。
另外，关于图2的描述也适用于图3。
图3a示出了根据图3的顺时针转动的联轴器30的横截面。外联轴器支撑元件31的旋转轴线52示例性地相对于内联轴器支撑元件34的旋转轴线51顺时针转动2°。因此，绕绳筒20相应地转动。
在该构型中，由于转动，传动装置33的内件已在旋转方向上移动，并且现在位于传动装置32的外件的外侧。在旋转轴线51、52上方，传动装置33的内件位于传动装置32的外件的左外侧，而在旋转轴线51、52下方，传动装置33的内件位于传动装置32的外件的右外侧。
此外，轴承36的内件已相对于轴承37的外件在旋转方向上移动。在旋转轴线51、52上方并且在中心线53的左手侧上，轴承36的内件现在位于轴承37的外件的左外侧。在旋转轴线51、52上方并且在中心线53的右手侧上，轴承36的内件现在位于轴承37的外件的左内侧。在旋转轴线51、52下方并且在中心线53的左手侧上，轴承36的内件现在位于轴承37的外件的右内侧。在旋转轴线51、52下方并且在中心线53的右手侧上，轴承36的内件现在位于轴承37的外件的右外侧。
另外，关于图3的描述也适用于图3a。
图3b示出了根据图3的逆时针转动的联轴器30的横截面。外联轴器支撑元件31的旋转轴线52示例性地相对于内联轴器支撑元件34的旋转轴线51逆时针转动2°。因此，绕绳筒20相应地转动。
另外，关于图3和图3a的描述也适用于图3b。
附图标号列表
10齿轮箱
11轴
20绕绳筒
21基座毂
30联轴器
31外联轴器支撑元件
32传动装置的外件
33传动装置的内件
34内联轴器支撑元件
35间隔件
36轴承的内件
37轴承的外件
38保持环
39密封件
40覆盖环
41螺钉
42保持板
43锁紧螺钉
50相互旋转轴线
51内联轴器支撑元件的旋转轴线
52外联轴器支撑元件的旋转轴线
53中心线
60支撑件
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