CN102398639B - 履带机构 - Google Patents

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Abstract

在履带机构(R)中，该履带机构具有包括引导轮直线导向装置(L1)的框架(1)，其中保持引导轮轴(3)的至少一个导向件(4)可移动，且支撑在框架(1)中的张紧装置(V)的张紧机构(20)可在引导方向(F)上作用于导向装置，在导向件(4)和张紧装置(V)之间，提供用于滑动件(12)的又一直线导向装置(L2)，导向件可在相同的引导方向(F)上移动并刚性地耦合到导向件(4)，张紧机构(20)作用于滑动件(12)，或提供至少一个弹性体弹簧主体(25)作为张紧机构(20)，弹性体弹簧主体由弹性体材料制成且基本上不可像弹簧那样压缩，但在轴向压缩下膨胀，从而能够重新调节弹性体弹簧主体，且弹性体弹簧主体以机械方式导向和居中。

Description

履带机构
技术领域
本发明涉及一种履带机构。
背景技术
在建设机械特别是诸如路面整修机中，行走机构在多数情况下包括两个履带台车，每个台车在一侧具有一个履带机构。该履带机构包括稳定框架，在该框架中除了履带支重轮和拖链轮及驱动导轮，还设置至少一个引导轮和用于履带的张紧装置。驱动力传递到驱动导轮，驱动导轮例如拉伸履带的下轨(lower run)并保持其拉紧。张紧装置通过引导轮保持履带具有所需张力。在冲击负荷的情况下，或在夹持物体的情况下，引导轮凹进至张紧装置。可使用不同类型的张紧装置。一种类型的张紧装置具有强力平坦螺旋或螺旋弹簧或环形弹簧组件，且可选地具有张紧压力缸，该压力缸的活塞杆由润滑脂枪通过加注润滑脂推出，直到履带以少量松弛在引导轮上预张紧。另一种类型的张紧装置包括压力缸-活塞张紧机构，其加注有粘性可压缩物质，且其产生预张紧，而不使用由钢形成的平坦螺旋或螺旋弹簧。另一种类型的张紧装置包括作为张紧机构的具有氮存储装置的气压弹簧。在直线导向装置中对引导轮的至少一个导向件进行导向而没有阻尼。为了达到所要求的性能，张紧装置复杂且具有相对大的尺寸。通过张紧装置的动力传递轴和引导轮的传动元件之间的相对位置，引导轮发生高倾斜负荷，特别是倾斜力矩。因此，建设机械特别是路面整修机，在高动力需求下以极其慢速的工作驱动速度驱动，且与工作驱动速度相比，特别是在运输驱动期间产生相对高的运输驱动速度，相对大的行走噪声和高磨损，从而要求高维修频度。
在DE 296 06 295 U1公开的履带机构中，提供环形弹簧组件作为张紧元件，在其内部可以容纳液压弹簧阻尼器嵌件，向该嵌件加注润滑脂，直到环形弹簧组件在轴向上充分预张紧。保持引导轮，使其轴位于至少一个导向件中，该导向件在框架中的引导轮直线导向装置中导向，其中张紧装置直接作用于导向件并支撑在框架处。
DE 40 25 929 A公开的履带机构包含作为张紧元件的螺旋弹簧，其可以通过润滑脂加注由液压张紧装置预张紧。
DE 35 26 437 A公开的履带机构在张紧装置中包括可加注润滑脂的张紧压力缸，及与张紧压力缸串行连接的弹簧和阻尼机构，向工作压力缸加注粘性物质，使其活塞浸入粘性物质，且相对于压力缸内壁有周边间隙。
在EP 0 721 879 A公开的履带机构中，引导轮耦合到可转动地保持在框架中的张力杠杆，该杠杆传递张紧装置的力。引导轮的侧向引导由两个导向件实现。支撑在框架中的张紧元件作用于张力杠杆。
在WO 95/11816 A公开的履带机构中，引导轮的轴保持在导向件中，该导向件在固定于变速箱处的轴中线性导向。支撑于变速箱处的张紧压力缸作用于导向件。
EP 2 050 664 A公开的履带机构在框架中包含配置为U形开口的引导轮直线导向装置，两个引导轮设置在框架的两侧，其公共轴保持在导向件中，而导向件位于直线导向装置中并由导向板在横向上支撑。该张紧装置包括一个或两个平行的张紧压力缸，该张紧压力缸作用于保持在框架中的张力杠杆，该张力杠杆通过十字头作用于导向件，该十字头补偿导向件和张力杠杆在动力传递中的不同相对运动。
发明内容
本发明的目的是提供一种履带机构，其中引导轮张紧功能和/或框架中的引导轮支撑以面向负荷的方式在结构上得到改进。
根据本发明，例如通过张紧装置不施加倾斜力矩到引导轮上，或仅施加对于履带中正常的引导轮张紧功能可容易地容许的倾斜力矩，又一直线导向装置独立于所安装的张紧装置的张紧机构的类型而最小化引导轮的不利负荷情形。此外，即使在大张紧机构的情况下，例如具有大螺旋弹簧直径时，也可以节约履带机构中的装配空间，或由于两个分离的直线导向装置而可以更好地利用可用装配空间。这是因为又一直线导向装置保持张紧装置稳定且居中并将引导轮的张力或反作用力全部传递到引导方向上而没有倾斜力矩。这意味着引导轮直线导向装置与张紧装置的作用产生的横向力完全隔离(例如当履带在一个方向上张紧时，和/或当引导轮反作用于在其它方向上的张紧装置的力而凹进时)，因为张紧装置的操作力的分量由又一直线导向装置中的滑动件接受，而这些分量可以横向于引导方向。此外，如果提供至少一个弹性体弹簧主体作为张紧机构，则又一直线导向装置允许节约甚至更多的装配空间或更好地利用可用装配空间，其中具有小尺寸的该弹性体弹簧主体极其高效且尤其是具有非常平坦的阻尼曲线，特别是在建设机械诸如路面整修机中这是期望的，其中在慢速的工作驱动操作期间以及在快速的运输驱动操作期间，履带在引导轮上产生冲击式循环重冲击负荷，而为了减少磨损和行走噪声应当缓冲该冲击。
根据本发明，作为张紧装置的张紧机构的至少一个弹性体弹簧主体有利地独立于是否提供引导轮直线导向装置和具有滑动件的又一直线导向装置，并且提供显著的结构上和面向负荷的对履带机构的改进，因为具有相对小尺寸，弹性体弹簧主体极其高效，从而允许节约很多装配空间并以面向负荷的方式最优化引导轮张紧功能和具有期望的平坦阻尼曲线的阻尼功能。这特别适用于建设机械诸如路面整修机，其必须在需要高动力时以慢速的工作驱动速度驱动，以及以相对较高的运输驱动速度驱动，其中在任一情况下，都要确保相对高的均匀度并使得噪声尽可能低(结构噪声传递)。这些实际上是对履带机构的相互矛盾的需求。然而，该弹性体弹簧主体除了高功率密度还提供相对大的变形行程和相对平坦阻尼曲线的重要优点，即可提供独立于变形行程的相对均匀的阻尼。
例如由天然橡胶或合成橡胶制成的弹性体弹簧或弹性体弹簧主体已公开多年，且迄今为止已被用于在汽车行业中用于为主体部件压力模具(body component presses)提供阻尼，参见例如埃福贝公司(CompanyEffbe GmbH)的技术信息小册子《ELASTOMER FEDERN von EFFBE》07/2003，第1–13页(Company Effbe GmbH，Hanauer Landstraβe 16，63628Bad Soden-Salmünster，Hessen，http：//www.effbe.com)。
适合地，履带机构中的滑动件配置为通用邻接件以将张紧机构安装到张紧装置中，张紧机构可选地选自至少下述：螺旋或平坦螺旋弹簧张紧机构，和/或加注粘性可压缩物质的压力缸-活塞张紧机构，和/或气压弹簧张紧机构，和/或弹性体弹簧主体张紧机构，和/或环形弹簧组件张紧机构。滑动件的该通用实施方案允许选择性使用最适用于相应的应用目的的张紧机构，其中独立于所使用的张紧机构设计具有滑动件的又一直线导向装置，且可选地只需要根据情况采用张紧装置或张紧机构在框架中的支撑。
在结构上简单的实施方案中，滑动件是具有中心孔的四角或圆形板。相应的张紧机构可以例如直接连接到该板，其中张紧机构的预张紧和/或导向设备可以引入该板的中心孔，可以相对于该板在引导方向上移动，并使张紧机构居中。
如果滑动件实现为桥门结构的基部，两个导向条位于桥门外壁外部，则非常稳定和平滑运行地引导又一直线导向装置中的滑动件是可能的。延伸到引导轮导向件的压力元件连接到桥门横梁，该桥门横梁以稳定方式连接桥门外壁。该导向条承担又一直线导向装置中的滑动件的导向任务，并适当地连接以可替换。该桥门结构还提供间隙，以用于设备部件在张紧元件工作时移动通过滑动件。
在适合的实施方案中，至少一个引导轮设置在容纳引导轮轴的两个平行导向件之间。可选地，甚至可以为履带提供一对引导轮并将其保持在两个导向件处。导向件可以通过连接主体连接并形成稳定的例如为U形的导向结构部件。该连接主体可以包括到压力元件的连接或甚至牢固地连接到压力元件。压力元件一方面将张紧机构的张力传递到引导轮，另一方面将引导轮的凹进运动传递至张紧机构。两个导向件在履带机构的框架中产生对引导轮的非常稳定的支撑。作为替代，可以提供用于一个引导轮或用于设置在导向件两侧的两个引导轮的单个导向件，并使该导向件与压力元件耦合。
为了确保在引导轮直线导向装置中对引导轮进行利索和平滑运行的引导，适当地至少在导向件的上侧和底侧设置滑动衬垫，在该处发生导向表面之间的接触。该滑动衬垫可以例如由防水、滑动良好的Hardox(悍达)材料制成，并适当地固定，从而可以对其进行更换。为了实现结构上的改进，主要相对于低行走噪声以及为引导轮提供阻尼，阻尼层适当地设置在导向件和每个滑动衬垫之间。该阻尼层可以具有至少一个塑料条的形式，该塑料条插入或连接到导向件和/或滑动衬垫。滑动衬垫与阻尼层的组合是本发明的一个关键特征，可以独立于是否提供又一直线导向装置，及是否提供现有张紧机构或至少一个弹性体弹簧主体作为张紧机构而提供该关键特征。
适当地，通过近似地垂直于引导方向延伸到导向件中的至少一个弹簧配合元件，将滑动衬垫和阻尼层固定到导向件。这种弹簧配合元件例如由www.connexch.com“ Feder-Pass-Elemente”公开。
天然橡胶或/和合成橡胶适合于用作弹性体弹簧主体的弹性体材料。优选地，其可以是具有60度以上，优选地70度以上，优选地高至约90度或更高的最大邵氏A硬度的氯丁橡胶或聚氨酯橡胶。
在适合的实施方案中，该弹性体弹簧主体配置为近似地为圆柱形，其具有用于动力传递的平坦端面以及用于导销的纵向中心孔。轴向地安装该弹性体弹簧主体，以使其与外侧具有足够间隙用于膨胀。
适当地，多个弹性体弹簧主体串行和/或平行连接，其中串行连接具有变形行程相对大的优点。然后，弹簧板应插入到串行连接弹性的体弹簧主体之间，且应提供穿过它们的导销以用于机械引导和定中。弹性体弹簧主体可以安装为暴露的，或可以用径向间隙封装以允许膨胀。弹性体主体的圆柱形形状是一种合适的选择，也可以选择其它横截面形状。通常，弹性体弹簧主体的轴向长度大于其外径。市场上以相对低成本提供不同规格的弹性体弹簧主体；它们具有永久弹性，防断裂并可在宽温度范围内使用。然而，在使用前可能需要压缩弹性体弹簧主体例如十次，以允许其固化。温度应用范围例如可以在-20℃至+80℃之间，且其甚至可以暂时地处在-40℃至120℃的范围。其可耐受油和润滑油、润滑脂、醇类、石油醚、水、臭氧、苛性碱溶液和酸。为了确保弹簧驱动的弹簧应用，预张紧由于固化趋势也是合适的，且应大于固化趋势。可能的弹簧偏移可以在轴向长度的约30％至40％之间，其中固化趋势从原始长度开始，可以在约3％至约8％之间。
附图说明
参考附图，示出本发明的主题的实施方案。在附图中：
图1示出具有引导轮的履带机构的示意立体图，其中省略了与本发明无关的结构特征，诸如履带支重轮和拖链轮，或驱动导轮，以及履带以便提供更好的总览；及
图2示出图1中仅示意性地表示的包括至少一个弹性体弹簧主体的张紧元件的立体图。
具体实施方式
图1示出履带机构R，其特别用于建设机械诸如路面整修机(未示出)，其中履带机构R包括框架1(例如沿边缘安装的钢板)，在该框架上除了用于未示出的履带的未示出的履带支重轮和拖链轮，还可以设置驱动导轮(未示出)，其中在引导轮2上对履带进行导向，该引导轮在履带机构R中提供履带张紧功能并通过张紧装置V预张紧履带，但在冲击负荷下张紧装置V的力作用下凹进。作为替代，也可以提供一个接一个地放置的两个或更多引导轮2(未示出)。
用在框架1的引导轮直线导向装置L1中的引导轮轴3，在引导方向F上在此处两个平行的块状导向件4上对引导轮2可移动地进行导向。每个导向件4支承一个滑动衬垫6，滑动衬垫至少位于上侧和底侧，例如形式为一条防水的易滑动的Hardox材料。滑动衬垫6适当地连接到导向件4以便(固定元件7)可替换。在每个滑动衬垫6和导向件4之间提供阻尼层5，其可以例如为塑料条，并松弛地插入或连接，例如牢固地联结到滑动衬垫6和/或导向件4。在所示实施方案中，两个导向件4通过形式为四角稳定板的连接主体8连结，以形成U形导向结构部件9，引导轮2容纳于该部件9的臂之间以便在顶侧、底侧和一个前侧突出。引导轮直线导向装置L1可以作为开口或轴(未详细示出)成形或安装在框架1中，并至少通过滑动衬垫5作用于导向件4。
固定元件7适当地为弹簧配合元件31，其配合到近似地垂直于引导方向F的孔中并延伸到导向件4中。这种弹簧配合元件31是纵向开槽的弹簧钢套管，例如具有波形齿的形状并由高等级铬钒钢制成，其易于装配并确保在连结多个部件时在长的使用寿命中稳定安装(stable seat)。
在连接主体8处，提供连接10例如管道附着件，以用于将导向结构部件9耦合到压力元件11，该压力元件在所示实施方案中是圆管或实心圆形型材，并基本上平行于引导方向F延伸到履带机构R的又一直线导向装置L2，从而延伸到张紧装置V。在具有与引导轮直线导向装置L1相同的引导方向F的又一直线导向装置L2中，可移动地对滑动件12进行导向，该滑动件例如用作具有内孔18的方形或圆形板13并用作张紧装置V的不同张紧机构中的张紧机构20的通用邻接件(universalabutment)。例如在桥门结构14中在桥门侧壁15处支撑滑动件12，桥门侧壁15通过桥门横梁16互连，压力元件11作用于桥门横梁或牢固地安装到其上。在桥门侧壁15和桥门横梁16之间形成间隙，例如以用于张紧装置V的设备19，该设备在张紧装置V在引导方向F上压缩时沉入桥门结构14中。导向条17在外侧附连到桥门侧壁15(作为附连到滑动件12的替代)并在又一直线导向装置L2中导向。
张紧机构20在图1中例如为由弹簧钢制成的螺旋或平坦螺旋弹簧21，其作用于滑动件12并支撑在框架1中提供的邻接件24的板22上。可选地，张紧装置V包含设备部件23，其用于在引导方向F上向左预张紧引导轮2上未示出的履带。用轴向预张紧将张紧机构20安装在滑动件12和板22之间。
而不是由钢制成的平坦螺旋或螺旋弹簧21，张紧装置可以包括其它类型的张紧机构作为调节螺母20，诸如具有氮压力存储的气体弹簧、加注粘性可压缩物质的压力缸活塞张紧机构，或环形弹簧组件，或至少一个弹性体弹簧主体25(以虚线表示)。
在图1仅示意性地表示出的又一直线导向装置L2可以包括在框架1中成形或安装在其中的导轨，该导轨用于导向条17，该导向条连接到桥门外壁15且可选地连接到桥门横梁16和/或滑动件12。直线导向装置L1、L2适当地在结构上分离并在引导方向F上隔开，其中它们的引导方向F相同或平行。又一直线导向装置L2吸收源于张紧装置V的横向力，并确保压力元件11仅在引导方向F上将压力传递至每个导向件4(而没有倾斜力矩)，或当引导轮2在图1中在引导方向F上向右凹进时，不发生横向力或倾斜力矩，然后引导轮直线导向装置L1还吸收这种横向力并将其传递到框架1中。阻尼层5减少履带机构R的行走噪声，特别是在相当高的行驶速度下。
如果至少一个弹性体弹簧主体25(在图1中以虚线表示)用作张紧装置V的张紧机构20，可以例如与平坦螺旋或螺旋弹簧张紧机构相比，节约大量的装配空间。此外，与其中张紧装置V直接作用于引导轮2或导向结构部件9的设计相比，通过两个结构上分离的直线导向装置L1、L2，可以更好地利用履带机构R中可用的装配空间；然而，例如如果至少一个线性弹簧主体25用作张紧机构20，该张紧机构具有相对小的尺寸，且特征在于高效率和相当长的变形轨迹并显示出期望地平坦的阻尼曲线，则前一种解决方案也是适合的。
作为张紧机构20的弹性体弹簧主体25如图2所示。该弹性体弹簧主体25例如为具有平坦端部表面的圆柱形，例如由钢制成的弹簧板28可以和该端部邻接，该弹簧板的尺寸大于弹性体弹簧主体在轴向压缩时的径向变形。中心孔27可用于容纳可选地提供的导销30，该导销确保弹性体弹簧主体25在轴向压缩时的机械引导和定中，并延伸通过弹簧板28以进入突起29，该突起例如在图1中接合到滑动件12的中心孔18中，或弹性体弹簧主体25可直接相邻于导向结构部件9(未示出)进入连接主体8的保持器10，或进入连接主体8中的孔中。
此外，图2示出多个弹性体弹簧主体25可以串行连接，优选地各自通过插入弹簧板28和随后穿过它们的导销30串行连接。作为替代，多个弹性体弹簧主体25可以一个接一个地平行连接(未示出)。取决于对张紧装置V的性能要求，平行和串行连接也是可能的。
弹性体弹簧主体25例如由天然橡胶或合成橡胶26形成，即不可以像弹簧那样压缩，但能够在受到轴向压缩时膨胀的弹性体材料26，从而在其安装状态下，必须提供用于膨胀的对应间隙。如果仅提供一个弹性体弹簧主体25作为张紧机构20，则导销30以及弹簧板28可以可选地省略。弹簧主体25的端部表面可以是平坦的，其中例如在连接主体8或滑动件12处的支撑表面应当是平滑的且可以配置为平坦、凸出或埋头的(countersunk)。弹性体弹簧主体25的引导和定中理想地由导销30实现以避免翘曲(buckling)。在串行连接中，单个弹簧轨迹累加，而弹力保持不变。在此，弹性体弹簧主体25基本上必须例如由穿过的导销30进行导向。
图1和图2所示弹性体弹簧主体25具有带有中心孔27的圆柱形设计，其中轴向长度通常大于外径。天然橡胶可以是氯丁橡胶，而合成橡胶可以是聚氨酯橡胶，其中60度以上、适当地70度以上及直到90度或更高的邵氏A硬度是合适的。轴向弹簧轨迹最长在轴向长度或原始长度的约40％到30％之间，且在较低邵氏A硬度情况下长于在较高邵氏A硬度情况下。弹性体弹簧主体25的弹性体材料26具有材料相关的固化趋势，其可以达到其原始高度的约3％至约8％并在动态应用中特定次数的负荷改变之后达到其限制。适当地，例如以1.1至约1.3的因子在轴向上预张紧弹性体弹簧主体25。在此，预张紧应大于固化趋势。在将其投入操作之前，即在最终动态加载之前，应加载和释放弹性体弹簧主体25多次，例如多至十次，从而其在此之后不能再大幅改变其工作行为(固化操作状态)。温度应用范围在约-20℃至+80℃之间，其中可暂时地同等接受-40℃的温度为+120℃。弹性模量随着温度上升而减小。弹性体弹簧主体25尤其特征在于相对平坦的阻尼曲线。弹簧力绝对可以达到多个100,000N。

Claims (7)

1.一种路面整修机履带机构(R)，所述路面整修机履带机构具有包括引导轮直线导向装置(L1)的框架(1)，其中保持引导轮轴(3)的至少一个导向件(4)可移动地滑动，且支撑在所述框架(1)中的张紧装置(V)的张紧机构(20)可在直线引导方向(F)上作用于所述导向件(4)，其特征在于，在所述框架(1)中，在所述导向件(4)和所述张紧装置(V)的张紧机构(20)之间，提供容纳滑动件(12)的又一直线导向装置(L2)，所述滑动件也在所述引导方向(F)上移动导向并与所述导向件(4)耦合，所述张紧装置(V)的张紧机构(20)作用于该直线导向装置(L2)并经由所述直线导向装置(L2)作用于所述导向件(4)。
2.根据权利要求1所述的履带机构，其特征在于，所述滑动件(12)实现为安装于张紧装置(V)中的分别选择的张紧机构(20)的通用邻接件，各个张紧机构(20)为螺旋弹簧或环形弹簧组件张紧机构(21)之一或加注粘性可压缩物质的压力缸-活塞张紧机构，或气压弹簧张紧机构，或至少一个以机械方式导向和居中的由弹性体材料制成的弹性体弹簧主体(25)，所述弹性体弹簧主体不像弹簧那样压缩，但能够在轴向压缩下膨胀，从而能够重新调节所述弹性体弹簧主体。
3.根据权利要求1所述的履带机构，其特征在于，所述滑动件(12)为一个分别具有中心孔(18)的四角板或圆形板(13)。
4.根据权利要求1所述的履带机构，其特征在于，所述滑动件(12)为桥门结构(14)的基部，其中桥门结构(14)包括基部、桥门外壁(15)和桥门横梁(16)，两个导向条(17)可替换地位于所述桥门外壁(15)的外部，且纵向延伸的压力元件(11)连接到所述桥门横梁(16)。
5.根据权利要求1所述的履带机构，其特征在于，至少一个引导轮(2)设置在容纳所述引导轮轴(3)的两个平行导向件(4)之间，所述导向件(4)通过连接主体(8)连接在U形导向结构部件(9)中，其中在所述连接主体(8)处提供用于纵向延伸的压力元件(11)的连接(10)，所述压力元件(11)从所述连接主体(8)延伸到所述滑动件(12)。
6.根据权利要求1所述的履带机构，其特征在于，在所述导向件(4)的上侧和底侧设置滑动衬垫(6)，并且在所述导向件(4)和每个滑动衬垫(6)之间设置至少一个为塑料条形式的阻尼层(5)。
7.根据权利要求6所述的履带机构，其特征在于，通过垂直于所述引导方向(F)接合到所述导向件(4)中的至少一个弹簧配合元件(31)，所述滑动衬垫(6)和所述阻尼层(5)均固定于所述导向件(4)上，所述弹簧配合元件(31)为纵向开槽的弹簧钢配合套管，其具有波形齿形状的槽。
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