CH630859A5

CH630859A5 - Crawler chain

Info

Publication number: CH630859A5
Application number: CH164579A
Authority: CH
Inventors: Walter Haldimann; Fritz Prof Dr Held; Rudolf Fehr
Original assignee: Huber+Suhner Ag
Priority date: 1979-02-20
Filing date: 1979-02-20
Publication date: 1982-07-15
Also published as: DE3005002A1; NL8002121A

Description

Die Erfindung betrifft eine Raupenkette, deren Kettenglieder durch Verbindungsdorne gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die Dorne aus einem Metallbolzen und einer darauf unlösbar angeordneten, elastischen Umhüllung bestehen, welche beim Einschieben der Dorne in die Bohrungen der Kettenglieder elastisch verformbar ist. The invention relates to a caterpillar track, the chain links of which are articulated to one another by connecting pins, the pins consisting of a metal bolt and an elastic sheathing arranged thereon, which is elastically deformable when the pins are inserted into the holes in the chain links.

Es ist bekannt, die Kettenglieder von Raupenfahrzeugen mittels einfacher Stahlbolzen gelenkig miteinander zu verbinden. Bei stark beanspruchten Ketten, z.B. für Panzer, werden anstelle solcher Stahlbolzen Verbindungsdorne verwendet, die aus einem Stahlbolzenkern oder einer Stahlhülse bestehen mit aufvulkanisierten Gummiringen. Beim Einschieben in die Bohrungen der Kettenglieder verformen sich die Gummiringe und erzeugen dadurch eine Radialspannung. In Fachkreisen sind solche herkömmlichen Verbindungsdorne unter dem Namen «Torsibloc» bekannt. It is known to connect the chain links of crawler vehicles to one another in an articulated manner by means of simple steel bolts. With heavily used chains, e.g. for tanks, connecting pins are used instead of such steel bolts, which consist of a steel bolt core or a steel sleeve with vulcanized rubber rings. When inserted into the holes in the chain links, the rubber rings deform and create radial tension. Such conventional connecting mandrels are known in specialist circles under the name “Torsibloc”.

Die Vorteile derartiger Verbindungsdorne bei Kettenfahrzeugen sind geringerer Verschleiss, wesentlich reduzierte Geräuschbildung und infolge des Dämpfungseffektes geringere Vibrationen. Derartige Verbindungsdorne weisen aber auch gewisse Nachteile auf, vor allem dann, wenn sie stark belastet werden. Durch die Verformungen bilden sich Quetschfalten, die sich in einem erhöhten Spannungszustand befinden, was zu einer örtlichen Überbeanspruchung führt. The advantages of such connecting mandrels in tracked vehicles are less wear, significantly reduced noise generation and, due to the damping effect, less vibrations. Such connecting mandrels also have certain disadvantages, especially when they are heavily loaded. The deformations result in pinch folds that are in an increased state of tension, which leads to local overstressing.

Ferner bestehen an den Berührungsstellen der gequetschten Gummielemente Reibstellen Gummi/Gummi, was zu erhöhter Überhitzung und Zerstörung der elastischen Umhüllung und damit des Systems führen kann. Schliesslich bilden auch die Reibstellen Gummi/Stahl eine Schwächung, weil dort sowohl die Stahlhülse wie auch der Gummi durch Verschleiss stärker beansprucht werden. Schliesslich ist die Radialsteife in den meisten Fällen ungenügend und führt zu erhöhter Kettendehnung. Die Radialsteife kann nicht ohne weiteres durch Vergrösserung der Radialkräfte erhöht werden, weil sonst der Gummi überbeansprucht wird. Furthermore, there are rubbing points rubber / rubber at the contact points of the squeezed rubber elements, which can lead to increased overheating and destruction of the elastic covering and thus the system. Finally, the rubber / steel friction points also weaken because there both the steel sleeve and the rubber are subject to greater wear and tear. Finally, the radial stiffness is inadequate in most cases and leads to increased chain elongation. The radial stiffness cannot easily be increased by increasing the radial forces, because otherwise the rubber will be overstressed.

Bei den bekannten «Torsiblocs» ist die Gummifüllung des freien Bohrungsraumes etwa 94%. Durch Erhöhung des Füllungsgrades z.B. auf 100% liesse sich die Radialsteife ebenfalls erhöhen. Dies würde aber eine noch stärkere Überhitzung der verschiedenen Reibstellen bewirken. In the well-known "torsiblocs", the rubber filling of the free bore space is about 94%. By increasing the degree of filling e.g. the radial stiffness could also be increased to 100%. However, this would cause the various friction points to overheat even more.

Als wesentlicher Nachteil der bekannten Verbindungs-' dorne muss die Tatsache erwähnt werden, dass sie sich axial in einem labilen Gleichgewichtszustand befinden, d.h. sie lassen sich bereits unter geringer axialer Krafteinwirkung um einige Millimeter axial verschieben. Die axiale Hystérésis ist daher sehr gross bzw. die Axialsteife generell zu klein, der zufolge die Verbindungsdorne seitlich wandern können. As a major disadvantage of the known connecting mandrels, the fact that they are axially in an unstable equilibrium state must be mentioned. they can be axially shifted by a few millimeters even with little axial force. The axial hysteresis is therefore very large or the axial stiffness generally too small, which means that the connecting pins can move sideways.

Es wurde schon versucht, eine 100%ige Gummifüllung mit einer einteiligen, schlauchförmigen Umhüllung zu erzielen. Die Versuchsausführung brachte eine hohe Radial- und Axialsteife und eine verhältnismässig geringe Vorspannung, so dass der Gummi noch über eine grosse Arbeitsreserve verfügte. Damit die Vorspannkräfte aber auch nur einigermas-sen genau definierbar sind, müssen die Herstellungstoleranzen der Stahlteile und der Gummiringe vor dem Aufvulkanisieren extrem klein sein. Eine wirtschaftlich vertretbare Fabrikation ist kaum möglich. Attempts have already been made to achieve a 100% rubber filling with a one-piece, tubular covering. The test version brought high radial and axial stiffness and a relatively low preload, so that the rubber still had a large working reserve. So that the preload forces can only be defined to a certain extent, the manufacturing tolerances of the steel parts and the rubber rings must be extremely small before vulcanization. Economically feasible production is hardly possible.

Die Erfindung stellt sich nun zur Aufgabe, einen Verbin-dungsdorn zur gelenkigen Verbindung zweier Kettenglieder einer Raupenkette zu schaffen, bei welcher die vorerwähnten Nachteile vermieden sind. Erfindungsgemäss erfolgt dies so, dass die Umhüllung einteilig ausgebildet ist und dickere und dünnere Stellen aufweist, deren Materialstärken grösser bzw. kleiner sind als die Differenz zwischen dem Radius des Bolzens und demjenigen der Bohrungen der Kettenglieder. The object of the invention is now to create a connecting mandrel for the articulated connection of two chain links of a caterpillar track, in which the aforementioned disadvantages are avoided. According to the invention, this is done in such a way that the covering is formed in one piece and has thicker and thinner points, the material thicknesses of which are greater or less than the difference between the radius of the pin and that of the bores of the chain links.

Anhand der Figuren 1-5 der nachfolgenden Zeichnungen werden vorerst die in der Beschreibungseinleitung aufgeführten, bekannten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Aufbauend auf den bekannten Lösungen werden sodann Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren 6-9 näher beschrieben. Es zeigen: The known embodiments of the subject matter of the invention listed in the introduction to the description are initially explained in more detail with reference to FIGS. 1-5 of the following drawings. Based on the known solutions, exemplary embodiments of the invention are then described in more detail with reference to FIGS. 6-9. Show it:

Fig. 1 schematisch die gelenkige Verbindung zweier Kettenglieder durch einen bekannten Stahlbolzen, 1 schematically shows the articulated connection of two chain links by a known steel pin,

Fig. 2 schematisch die gelenkige Verbindung zweier Kettenglieder mit Verbindungsdorn und eingebautem «Torsibloc», 2 shows schematically the articulated connection of two chain links with connecting mandrel and built-in “torsibloc”,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den «Torsibloc» gemäss Fig. 2 in grösserem Massstab, 3 shows a longitudinal section through the "Torsibloc" according to FIG. 2 on a larger scale,

Fig. 4 schematisch die Form der axialen Hysteresis-Kurve des «Torsiblocs» gemäss Fig. 2, 4 shows schematically the shape of the axial hysteresis curve of the “torsibloc” according to FIG. 2,

Fig. 5 eine theoretische Ausführungsvariante eines Ver-bindungsdornes mit hohem Füllvolumen, 5 shows a theoretical design variant of a connecting mandrel with a high filling volume,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verbindungsdornes, 6 shows a longitudinal section through a first embodiment of a connecting mandrel according to the invention,

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verbindungsdornes, 7 shows a cross section through a second embodiment of a connecting mandrel according to the invention,

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verbindungsdornes, und 8 shows a cross section through a third embodiment of the connecting mandrel according to the invention, and

Fig. 9 schematisch eine axiale Hysteresis-Kurve des erfindungsgemässen Verbindungsdornes. 9 schematically shows an axial hysteresis curve of the connecting mandrel according to the invention.

In der Fig. 1 sind die beiden Kettenglieder einer Raupenkette mit 1 und 2 bezeichnet. An den einander benachbarten Verbindungskanten der Kettenglieder 1, 2 sind abwechslungsweise Vorsprünge 3 und Ausnehmungen 4 so angeordnet, dass die Vorsprünge 3 des einen Kettengliedes 1 in die Ausnehmungen 4 des anderen Kettengliedes 2 hineinragen. Die Vorsprünge 3 sind mit Bohrungen 5 versehen, die miteinander In Fig. 1, the two chain links of a caterpillar are designated 1 and 2. On the mutually adjacent connecting edges of the chain links 1, 2, projections 3 and recesses 4 are alternately arranged such that the projections 3 of one chain link 1 protrude into the recesses 4 of the other chain link 2. The projections 3 are provided with bores 5 which are together

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

630859 630859

fluchten und in die in bekannter Weise ein Stahlbolzen 6 eingeschoben ist. align and in which a steel bolt 6 is inserted in a known manner.

Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten bekannten Ver-bindungsdorn «Torsibloc», auf den in der Beschreibungseinleitung bereits hingewiesen worden ist, sind auf dem Metallkern 6,8 Gummiringe 7 aufvulkanisiert. Der Stahlkern kann aus einem vollen Bolzen 6 oder einer Stahlbüchse 8 bestehen. In Fig. 3 sind die Gummiringe in unverformtem Zustand mit 7' und in verformtem Zustand mit 7 bezeichnet. In the known connection mandrel “Torsibloc” shown in FIGS. 2 and 3, to which reference has already been made in the introduction to the description, 6.8 rubber rings 7 are vulcanized onto the metal core. The steel core can consist of a full bolt 6 or a steel sleeve 8. In Fig. 3 the rubber rings are denoted in the undeformed state with 7 'and in the deformed state with 7.

Beim Einschieben des Verbindungsdornes in die Kettenglieder werden die Gummiringe 7 unter Einwirkung des radialen Verformungsdruckes Pr von ihrer ursprünglichen Dicke S0 elastisch auf die Dicke Sx zusammengedrückt. Dabei bilden sich seitliche Quetschfalten 9, deren Ränder sich berühren und die Reibstellen 10 Gummi/Gummi bilden, die sich im Fahrbetrieb stark erhitzen und verschleissen. Auch die Reibstellen 11 Gummi/Stahl nützen sich stark ab. When the connecting mandrel is inserted into the chain links, the rubber rings 7 are elastically compressed from their original thickness S0 to the thickness Sx under the action of the radial deformation pressure Pr. Lateral pinch folds 9 are formed, the edges of which touch and the rubbing points 10 form rubber / rubber, which become very hot and wear during driving. The friction points 11 rubber / steel also wear heavily.

Unter Einwirkung von Axialkräften Ak lassen sich die bekannten «Torsiblocs» leicht um einige Millimeter in Axialrichtung verschieben. Die Hysteresis-Kurve H gemäss Fig. 4 ist daher sehr breit. In Fig. 4 sind die Axialkraft Ak als Ordinate und die Axialverschiebung Av als Abszisse aufgetragen. Under the action of axial forces Ak, the well-known “torsiblocs” can easily be moved in the axial direction by a few millimeters. The hysteresis curve H according to FIG. 4 is therefore very wide. 4, the axial force Ak is plotted as the ordinate and the axial displacement Av as the abscissa.

In Fig. 5 ist schliesslich die Ausführungsform dargestellt mit einer schlauchförmigen, elastischen Umhüllung 12 zur Erzielung einer 100% igen Füllung. Wie eingangs erwähnt worden ist, sind aber die Anforderungen an die Herstellgenauigkeit der Stahlteile und des unvulkanisierten Gummis so hoch, dass ein vertretbarer Fabrikationsaufwand nicht möglich ist. 5 finally shows the embodiment with a tubular, elastic covering 12 to achieve a 100% filling. As mentioned at the beginning, however, the demands on the manufacturing accuracy of the steel parts and the unvulcanized rubber are so high that a reasonable manufacturing effort is not possible.

Bei der ersten erfindungsgemässen Ausführungsform des Verbindungsdornes 16 ist auf der Stahlhülse 8 eine Gummiumhüllung 13 aufvulkanisiert, die sich über die ganze Länge der Hülse 8 erstreckt. Die Wandstärke der Umhüllung 13 ist unterschiedlich, da letztere dicke und dünne Stellen 14 bzw. In the first embodiment of the connecting mandrel 16 according to the invention, a rubber sheath 13 is vulcanized onto the steel sleeve 8 and extends over the entire length of the sleeve 8. The wall thickness of the casing 13 is different, since the latter have thick and thin spots 14 or

15 aufweist, deren Wandstärken S0 bzw. S2 grösser bzw. kleiner sind als die Differenz Sx des Bohrungsradius und des Bolzenradius, d.h. St entspricht dem Abstand der Bolzenoberfläche von der Innenfläche der Bohrung 5. 15, whose wall thicknesses S0 or S2 are greater or smaller than the difference Sx of the bore radius and the bolt radius, i.e. St corresponds to the distance of the bolt surface from the inner surface of the bore 5.

Bei den erhöhten Stellen 14 handelt es sich um ringförmige Rippen, die beim Einschieben des Verbindungsdornes The raised points 14 are ring-shaped ribs which are inserted when the connecting mandrel is inserted

16 in die Bohrungen 5 der Kettenglieder 1, 2 radial zusammengedrückt werden. Zwischen den Ringrippen 14 sind die als Ringnuten mit Kreissegmentquerschnitt ausgebildeten Vertiefungen 15 angeordnet. Das verformte Material der Ringrippen 15 weicht unter Wirkung der Radialkraft Pr elastisch nach den Vertiefungen 15 hin aus und füllt diese aus. 16 are radially compressed in the bores 5 of the chain links 1, 2. The depressions 15, which are designed as annular grooves with a circular segment cross section, are arranged between the annular ribs 14. The deformed material of the ring ribs 15 yields elastically towards the depressions 15 and fills them out under the action of the radial force Pr.

Dadurch wird eine mindestens annähernd 100%ige Füllung des freien Bohrungsraumes durch die Gummiumhüllung erzielt. In this way, an at least approximately 100% filling of the free bore space is achieved through the rubber covering.

Bei der Ausführungsform des Verbindungsdomes 17 ge-5 mäss Fig. 7 ist die Umhüllung mit erhöhten, längsverlaufenden Rippen 20 versehen, zwischen denen längsverlaufende Kanäle 19 mit Kreissegmentquerschnitt angeordnet sind. Auch hier ist die Rippenwandstärke S0 grösser als der Abstand Sx und letzterer wiederum grösser als die Wandstärke io S2 der Umhüllung im Bereich des Nutengrundes. In the embodiment of the connecting dome 17 according to FIG. 7, the covering is provided with raised, longitudinal ribs 20, between which longitudinal channels 19 with a circular segment cross section are arranged. Here, too, the rib wall thickness S0 is greater than the distance Sx and the latter in turn is greater than the wall thickness io S2 of the casing in the area of the base of the groove.

In der Fig. 8 ist ein Verbindungsdorn 18 dargestellt, der im Querschnitt etwa dreieckförmig ist, wobei die abgerundeten Kanten 22 die Erhöhungen bilden und die mittleren Bereiche der Verbindungslinien 21 die Vertiefungen sind. In 15 analoger Weise könnte der Querschnitt des Verbindungsdorns die Form eine Vieleckes haben, wobei die Verbindungslinien der Ecken sowohl nach aussen wie auch nach innen gewölbt sein könnten. 8 shows a connecting mandrel 18 which is approximately triangular in cross section, the rounded edges 22 forming the elevations and the central regions of the connecting lines 21 being the depressions. In an analogous manner, the cross section of the connecting mandrel could have the shape of a polygon, the connecting lines of the corners being curved both outwards and inwards.

Durch die erfindungsgemässen Ausführungsformen des 20 Verbindungsdornes kann die Vorspannung By means of the embodiments of the connecting mandrel according to the invention, the prestressing can

So — So -

y = y =

So niedrig gehalten werden, so dass die Gummiumhüllung nach der Verformung noch über eine grosse Arbeitsreserve verfügt. Es bilden sich keine Quetschfalten wie bei den bekannten «Torsiblocs», weil die Umhüllung einteilig ist (nicht mehr dreiteilig). Somit entstehen auch keine Reibstellen Gummi/ Gummi mit starker Überhitzung und grossem Verschleiss. Auch die Reibstellen Gummi/Stahl entfallen. Die Dimensionierung der Erhöhungen und Vertiefungen auf der Umhüllung erfolgt so, dass nach der Verformung die vollständige Ausfüllung des freien Bohrungsraumes in den Kettengliedern erreicht wird. Die Toleranzanforderungen an die Stahlteile sind weniger hoch als bei der Ausführungsform wie unter Fig. 5 beschrieben. To be kept so low that the rubber covering still has a large working reserve after the deformation. There are no pinch folds as with the well-known "torso blocks" because the casing is in one piece (no longer in three parts). This means that there are no rubbing points rubber / rubber with excessive overheating and great wear. The rubber / steel friction points are also eliminated. The elevations and depressions on the sheathing are dimensioned in such a way that, after the deformation, the free bore space in the chain links is completely filled. The tolerance requirements for the steel parts are less high than in the embodiment as described in FIG. 5.

Die Radialsteife wird um ein Vielfaches erhöht, d.h. die Kettendehnung wird stark verringert. Die Einschubkräfte beim Laden der Verbindungsdorne in die Kettenglieder sind geringer, der Gummi hat weniger Reibung und fliesst daher leichter in die Bohrungen, ohne beim Einstossen gequält zu werden. Der Verbindungsdorn ist axial stabil, so dass ein 45 Wandern in Axialrichtung nicht mehr auftritt. Dadurch ist die Hysteresis-Schleife, wie in Fig. 9 gezeigt ist, sehr schmal. The radial stiffness is increased many times, i.e. the chain stretch is greatly reduced. The insertion forces when loading the connecting mandrels into the chain links are lower, the rubber has less friction and therefore flows more easily into the holes without being tortured when being pushed in. The connecting mandrel is axially stable, so that walking in the axial direction no longer occurs. As a result, the hysteresis loop, as shown in FIG. 9, is very narrow.

30 30th

35 35

V V

2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

630859

2nd

PATENT CLAIMS

1. caterpillar chain, the chain links are articulated to one another by connecting mandrels, the mandrels consisting of a metal bolt and an inextricably arranged elastic sheathing which is elastically deformable when the mandrels are inserted into the holes in the chain links, characterized in that the Sheath (13) is formed in one piece and has thicker (14, 20, 22) and thinner (15, 19, 21) points, the material thicknesses of which are greater (S0) or smaller (S2) than the difference between the radius of the bolt ( 8) and that of the bores (5) of the chain links (1, 2).

2. caterpillar track according to claim 1, characterized in that the mandrel (16, 17, 18) substantially completely fills the bore space after insertion into the bore (5).

3. caterpillar track according to claim 1, characterized in that the thicker points are longitudinal ribs (20), between which the deeper points are arranged as longitudinal, approximately circular segment-shaped channels (18) (Fig 7).

4. caterpillar track according to claim 1, characterized in that the covering (13) has raised ring ribs (14), between which ring grooves (15) are arranged with a circular segment cross-section.

5. caterpillar track according to claim 1, characterized by a cross section in the form of a polygon with rounded corners (20), wherein the connecting lines (21) of the corners (20) are straight or are curved inwards or outwards.

6. caterpillar track according to claim 1, characterized in that the hysteresis measured when a variable axial force (A] :) acts on the mandrel is small, and that the hysteresis curve plotted as a function of the axial force (A1 :) and the axial displacement (Av.) (H) is narrow (Fig. 9).

7. caterpillar track according to claim 1, characterized in that the bolt is hollow-cylindrical, and that the covering consists of vulcanized rubber.