CN103608249B - 分段式履带及用于其的履带段 - Google Patents

Abstract

本发明公开了由多个弹性履带段制成的分段式履带。每个履带段由增强弹性材料制成，并且在它的每一端设有适合被连接到相邻履带段的接合元件的接合元件。每个履带段一般包括交替序列的基本上刚性段和基本上柔性段。履带段的接合元件基本上位于设在履带段末端的刚性段内。履带段还包括内部和外部盘式，其被配置来确保相邻履带段的接合元件连接在一起。

Description

分段式履带及用于其的履带段

相关申请的交叉引用

本专利申请要求享有2011年4月19日向美国专利商标局提交的名称为“分段式履带及用于其的履带段”的美国临时专利申请No.61/476,808的优先权。

技术领域

本发明一般地涉及用于履带式车辆和使用履带推进的其他车辆的分段式牵引带和环形履带。更具体地，但本质上不限制的，本发明涉及用于例如军用车辆、农机车辆、工程车辆、林业车辆和工业用车辆的重型履带式车辆的分段式履带。

背景技术

一直公认整体的环状弹性履带有一旦损坏就变得无用的基本问题。实际上，一旦这种履带被损坏，一般必须用新的弹性履带来完全替换它。在某些情境中，例如在战场上或者在施工区，这可能会尤其困难。

为了在保持弹性履带的主要优点（即减少的噪声，减少的重量，对路面减少的破坏，等等）的同时减轻这个问题，弹性履带往往用多个相互连接的弹性段制造，而不是整体的。

尽管弹性分段式履带有它们固有的优点，例如能够只替换已损坏的或磨损的一段或多段，但是分段式履带也有它们的问题。

例如，为了将每个段连接在一起，每个段均设有接头。然而，接头会在弹性材料中和纵向增强物（如增强缆索或绳）中造成不连续，损坏通常在此发生。多年来，已经提出几种分段式履带来尝试减轻这个问题和其他问题。例如参见，美国专利No.2,338,819;2,385,453;2,402,042;3,151,443;3,212,627;3,734,576;5,058,963和7,396,091。

然而，前述的分段式弹性履带不是被设计和配置来用于重型履带式车辆的，例如军用车辆、农机车辆、工程车辆、林业车辆和工业用车辆。重型履带式车辆，由于它们固有的大尺寸和重量，需要有这样的履带，一方面，这种履带提供大的接地表面，以及，另一方面，其柔性足以环绕车辆的各种轮（例如链轮、惰轮和负重轮）并足以吸收一些暂时变形。

因此，用于重型履带车辆的弹性履带通常包括几个纵向延伸的基本上刚性段（内部和外部凸耳（lug）一般位于其中），它们一般通过更短的柔性和软性段（弯曲通常在此发生）相互连接。此外，为了使履带的接地表面最大化，柔性段的长度通常显著短于刚性段的长度。

另外，将履带段相互连接的接头元件需要足够坚固来支撑车辆在运行期间施加的纵向力，并且足够耐用来防止过早磨损。不幸的是，现有技术分段式履带配置未能解决这种分段式履带的设计要素，并因此在更重型车辆上的运用非常有限。

因此，尽管在分段式牵引带和环形履带领域正在进行发展，仍需要一种新的分段式履带，来减轻现有技术的不足，并解决特别是用于重型履带式车辆上的分段式牵引带和环形履带的需求。

发明内容

本发明的原理一般体现在分段式履带和用于其的履带段。

因此，根据本发明的原理的分段式履带通常包括多个首尾连接的履带段，每个履带段包括由增强弹性材料制成的纵向延伸的段本体，以及在其每一端嵌入其中的接合元件。

段本体具有外部啮地表面和内部啮轮表面，并且进一步纵向划分成多个通过基本上柔性段互相连接的基本上刚性段。

每个刚性段，在其外部表面设有一个或多个一般定义为螺纹式的牵引凸耳，以及，在其内部表面设有横向间隔开的驱动凸耳和/或引导凸耳，在驱动凸耳和引导凸耳之间定义有车轮路径。

牵引凸耳配置成与地面啮合并提供牵引力，而驱动凸耳配置成与车辆的链轮相啮合并咬合。引导凸耳配置成引导履带在车辆的各种轮上（即链轮、惰轮、负重轮）并防止发生履带脱落。

为保持柔性，连接相邻刚性段的柔性段优选地没有任何凸耳。

可理解地，为了能与相邻的履带段连接，每个履带段包括两个接合元件，在该段的每端各一个。

根据本发明的一个方面，在每个履带段，接合元件位于设置在履带段末端的刚性段上。如此设置，当两个相邻履带段的接合元件连接在一起时，它们保持位于普遍的刚性段。

为保证两个接合元件连在一起，分段式履带包括内部和外部盘式组件，其通常被固定（如，栓接）在一起并固定在接合元件上。

为确保分段式履带的连续性，内部盘式组件包括驱动凸耳和/或引导凸耳，其配置通常类似于履带段内部表面的其余部分。类似地，外部盘式组件包括（多个）牵引凸耳，其配置通常类似于履带段外表面的其余部分。

根据本发明的另一个方面，每个履带段包括嵌入履带段本体内的纵向增强元件（如，纵向延伸增强缆索）。纵向延伸增强元件附着于接合元件并在接合元件间延伸。

根据本发明的原理，由于相邻履带段的接合元件之间的连接是位于刚性段中，该刚性段进一步被内部和外部盘式组件覆盖，接合元件之间的连接被有效地保护免于自然环境（如，灰尘、沙子、石头、碎屑，等等）的影响，并因此不易受到过早磨损，这与现有经常暴露于自然环境的铰链接合截然相反。

一旦理解了将要描述的或将在所附权利要求中指明的说明性实施例，本发明的其它的和另一些方面将是明显的，本领域技术人员一旦在实践中采用了本发明，将会发现本文中未提到的各种优点。在所附权利要求书中详细阐述了被认为是新的本发明的特征。

附图说明

从结合以下附图的描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更易显而易见：

图1为根据本发明的原理的装备有一对分段式履带的示范性车辆的立体图；

图2为根据本发明的原理的履带段的外部的不连续立体图；

图3为图2履带段的内部的不连续立体图；

图4为根据本发明的原理的两个履带段的几部分的外部在接合连接处的不连续分解立体图；

图5为图4的两个履带段的几部分的内部在接合连接处的不连续分解立体图；

图6为图5的履带段的几部分的不连续分解侧视图；

图7为已装配的图6的履带段的两部分的不连续侧视图；

图8为图7的履带段的两部分的不连续横截面侧视图；

图9为图8的履带段的两部分的接合区域的不连续放大侧视图；

图10为图5的履带段的两部分的内表面的不连续主视图，不含内部盘式组件；

图11为根据本发明的原理的外部盘式组件的一个实施例的立体图；

图12为图11的外部盘式的横截面侧视图；

图13为根据本发明原理的内部盘式组件的一个实施例的立体图；

图14为图13的外部盘式沿驱动凸耳的横截面侧视图；

图15为图13的外部盘式沿引导凸耳的横截面侧视图。

具体实施方式

下面将描述一种新的分段式牵引带和它的组成。虽然以特定说明性的实施例描述了本发明，但应当理解的是，本文中所述的实施例只是举例，本发明的保护范围不限于此。

首先参考图1，示出了根据本发明原理制成的分段式履带100，其被安装在军用车辆10上。在本实施例中，车辆10是常规的装甲运兵车（如，MI13装甲运兵车），并且在其每侧上包括安装于前端的链轮20，安装于后端的惰轮30和沿车辆10的长度方向安装的若干负重轮40。

链轮20一般被配置与履带100啮合并从车辆10的发动机（未示出）向履带100传送动力。惰轮30被配置来拉紧并引导位于车辆10后端的履带100。最后，在本实施例中，负重轮40一般被配置来引导履带100在使用时与地面啮合的下部运行部分。

分段式履带100包括至少一个但通常若干个履带段200，下面将进行描述，履带段200首尾连接以便定义如图1中最佳所示的环形循环。

现参考图2和图3，更详细地示出了履带段200。

每个履带段200是由增强弹性材料制成，一般包括基本本体或框架205，其具有外部啮地表面300和内部啮轮表面400。

本体205定义了第一末端207和第二对向末端209，第一侧边211和第二对向侧边213。本体205还定义了中轴215（见图8），此处当本体205弯曲或折曲时，本体205的弹性材料既不经历拉紧也不经历压缩。可理解地，履带段205可具有各种长度，如图2和图3断线所示。

参考图8，本体205通常用通常位于中轴215的纵向延伸增强元件220（如，纵向延伸增加缆索）和横向延伸增强元件222（横向延伸杆）来增强。为清楚起见，并且由于它们在本领域是公知的，纵向延伸增强元件220和横向延伸增强元件222用虚线示出且仅示出一部分。

外部表面300包括一个或多个胎面或牵引凸耳310（共同被称为外部凸耳），它们被配置成与车辆10运行其上的地面啮合。履带段200的所有段的（多个）牵引凸耳310一般定义为胎面花纹。

内部表面400包括一排或多排纵向对齐的驱动凸耳和/或引导凸耳（共同被称为内部凸耳）。在本实施例中，内部表面400包括一排基本位于中心的引导凸耳410和两排分别位于基本沿着履带段200的侧边缘211和213的驱动凸耳420和430。

引导凸耳410一般配置成在车辆10的不同轮20，30和40上引导履带100，并防止发生脱落。引导凸耳410通常不是由链轮20明确传动和啮合。驱动凸耳420和430配置成由车辆10的链轮20来进行传动啮合。

在本实施例中，引导凸耳410、驱动凸耳420和430的排是横向间隔的，以便定义对车辆10的不同轮20，30和40的车轮路径440和450。

可理解地，在其他实施例中，驱动凸耳420，430可多于或少于两排，并且一排或几排驱动凸耳420，430可位于沿履带段200的宽度方向的其他地方。类似地，在其他实施例中，引导凸耳410可多于一排，以及引导凸耳410的一排或几排可位于沿履带段200的宽度方向的其他地方。

同时，尽管在本实施例中，引导凸耳410通常不是由链轮20明确驱动和啮合，在其他实施例中，引导凸耳410可能由链轮20驱动。在这种实施例中，引导凸耳410将同时用作引导凸耳和驱动凸耳。

参考图7，外部牵引凸耳310、内部引导凸耳410、驱动凸耳420和430一般沿基本上刚性段230横向对齐，这些刚性段由没有任何凸耳的柔性和软性段240相互连接。刚性段230和柔性段240的交替模式大体定义了大体沿履带段200的长度方向重复的节距235。

刚性段230通常将横向延伸增强元件222嵌入其中（见图8）。段240是基本上柔性和软性的，以便段200和履带100能在车辆的各种轮20，30和40的周围弯曲。在这个意义上，本体205沿柔性段240处的厚度可比沿刚性段230的厚度更薄。

往回参考图2和图3，履带段200还包括位于第一末端207的第一接合元件250和位于第二末端209的第二接合元件270。

如图7和图8最佳示出，接合元件250和270配置成当它们相互啮合时形成共同刚性接合部分290，并进一步用外部盘式组件350和内部盘式组件450加固。

在本实施例中，接合元件250和270分别包括锚定部分（252和272，和接合部分254和274。

锚定部分252和272在配置上大体类似，它们被配置来接收并保持纵向延伸增强元件220的末端。在本实施例中，锚定部分252和272一般为C形，以便容纳并保持固定在纵向延伸增强元件220末端的加大附件（或球体）。

接合部分254和274被配置作为鸠尾接合，并且互补。

参考图2和图3，在本实施例中，接合部分254包括5个向外延伸尾部256，它们被4个凹陷258间隔分开。互补地，接合部分274包括5个凹陷278，它们被配置来接收相邻段200的5个尾部256，以及4个尾部276，它们被配置来接收相邻履带段200的4个凹陷258。

参考图10，示出了相邻段200的接合部分254和274之间的啮合。

本领域技术人员将注意到接合部分254和274的鸠尾接合配置为分段式履带100的相邻段200之间提供了良好的机械接合。另外，具有鸠尾接合配置使第一段200的接合部分254容易嵌入到第二段200的接合部分274内，因为该嵌入将推出在接合部分274内存在的任何灰尘或其他碎片。

现在参考图4至图6，将详细描述相邻段200之间的接合。

正如已述的，第一段200的接合部分254配置成耦合到另一段200的接合部分274。为进一步确保接合部分254和274在一起，对每个接合，分段式履带100包括外部盘式组件350和内部盘式组件450，所有盘式组件配置成固定在一起并固定到接合部分254和274。

如图4至图6中最佳示出，内部盘式组件450通过外部紧固件370固定到相邻段200的接合部分254和274，而外部盘式组件350通过内部紧固件470被固定到内部盘式450以及相邻段200的接合部分254和274。

在这个意义上，为接收外部和内部紧固件370和470，接合部分254和274的尾部256和276分别设有从其穿过并延伸的开口257和277。

本领域技术人员将注意到，接合的这种配置避免了在外部盘式组件350的牵引凸耳361的外部表面363上出现洞或其他孔（见图4）。外部表面363上的洞或其他孔将使碎片能进入里面，而碎片会引起外部盘式组件350的过早磨损。

一旦装配好，接合部分254和274、内部盘式组件450和外部盘式组件350形成基本上刚性段290，该刚性段对相邻履带段200是共同的，如图7和图8中所示。

现在参考图8和图10，将详细描述接合。

在本实施例中，接合部分的凹陷258和278的尺寸稍大于尾部256和276的尺寸。凹陷258和278具有这种稍大尺寸使得它们能容易地分别容纳相邻履带段200的尾部276和256。然而，如图9中最佳示出，当尾部256（或276）被容纳相邻履带段200的凹陷278（或258）时，在尾部256（或276）的外部末端255（或275）和凹陷278（或258）的底部279（或259）之间形成缝隙292。

为防止接合件250和270之间的发出响声或摆动，每个接合件250和270设有内部的和外部的横向延伸凹陷260，263和280，283。

内部凹陷260和280互补以形成单一横向延伸凹陷区域，且它们被配置来容纳从内部盘式组件450延伸的对应横向延伸突起455。

类似地，外部凹陷263和283互补以形成单一横向延伸的凹陷区域，且它们被配置来接收从外部盘式装置350延伸的对应横向延伸突起355。

突起455的纵向边缘456和457和突起355的纵向边缘356和357向内成角度，以便与凹陷260和263的互补纵向成角度的边缘261和281以及凹陷280，283的纵向成角度的边缘264和284啮合。由于突起355和455的纵向边缘是成角度的，它们在由凹陷260，280和263，283定义的凹陷区域的嵌入将接合元件250和270楔开。可理解地，突起355和455的楔开作用避免了接合元件250和270之间发出响声。

可理解地，在相连的接合件250和270之间的发出响声或摆动运动会过早减少它们的使用寿命，因为这样的运动会引起过早磨损。

现在参考图11和图12，将详细描述外部盘式组件350。

在本实施例中，外部盘式组件350包括底盘351，通常用（多种）金属材料制成，具有内部表面352和外部表面362。

如已述的，内部表面352包括向外延伸突起355，其也横向延伸，如图11中所示。突起355定义了两个纵向边缘356和357以及两个横向边缘358和359。如已提及的，当外部盘式组件350被安装在那里时，两个纵向边缘356和357是成角度的以将接合元件250和270楔开。

在本实施例中，两个横向边缘358和359也是成角度的，来提供与接合元件250和270的外部凹陷263和283的适贴配合。

如图11中最佳示出，突起355还包括洞或孔353和354。洞353被配置来容纳内部紧固件470的螺纹末端，而洞354被配置来接收外部紧固件370的头部。

底盘351的外部表面362覆盖有弹性材料，弹性材料一般成形成外部啮地凸耳361。为了在弹性材料凸耳361和底盘351之间提供良好的粘附，底盘351的外部表面362设有横向延伸凹槽360。

在本实施例中，已发现凸耳361的形状或配置具有比履带段200的常规啮地凸耳310更弱的主动性或更弱的啮地性更有利。事实上，凸耳361具有的更弱主动性的配置降低了当凸耳361接触并啮合地面时施加到弹性材料凸耳361和金属底盘351间的结合的应力。

现在参考图13至图15，更详细示出了内部盘式组件450。

说到外部盘式组件350，内部盘式组件包括底盘451，通常由（多种）金属材料制成，具有内部表面452和外部表面462。

如已述的，如图13中所示，内部表面452包括向外延伸也横向延伸突起455。突起455定义了两个纵向边缘456和457以及两个横向边缘458和459。如已提及的，当外部盘式组件450被安装在那里时，两个纵向边缘456和457是成角度的以将接合元件250和270楔开。

在本实施例中，两个横向边缘458和459也是成角度的，来提供与接合元件250和270的内部凹陷260和280的适贴配合。

如图13中最佳所示，突起455包括洞或孔453和454。洞453被配置来容纳外部紧固件370的螺纹末端。如图9和图14中所示，贯穿内部盘式组件450的洞454被配置来使内部紧固件470的柄（shank）能穿过。

如图5和图13-15中最佳示出，底盘451的外部表面462设有一个引导凸耳465和两个驱动凸耳466和467。引导凸耳465和驱动凸耳466，467由弹性材料制成，并且横向间隔开来定义车轮路径468和469。可理解地，引导凸耳465和驱动凸耳466，467的配置和布局与履带段200的引导凸耳410和驱动凸耳420，430的配置和布局是基本类似的。

在本实施例中，车轮路径468和469不覆盖有弹性材料。然而，在其他实施例中，车轮路径468和469可覆盖有弹性材料。

尽管引导凸耳465在配置上与常规引导凸耳410类似，已发现引导凸耳465比常规引导凸耳410稍短（在履带100的纵向方向）和稍窄（在履带100的横向方向）更有利，它能补偿运行期间接合部分290稍微不同的行为（如，减少的柔性）。类似地，尽管驱动凸耳466和467在配置上与驱动凸耳420和430类似，已发现驱动凸耳466和467比常规驱动凸耳410稍短（在履带100的纵向方向）和稍窄（在履带100的横向方向）更有利，它能补偿运行期间接合部分290稍微不同的行为（如，减少的柔性）。

往回参考图14，底盘451的外部表面462设有横向延伸凹槽460以在驱动凸耳466和467的弹性材料间提供良好的粘附。

然而，在本实施例中，凹槽460仅在驱动凸耳466和467下方延伸。凹槽460没有沿车轮路径468和469延伸，也没有在紧固（如，栓接）至底盘451的引导凸耳465的下方延伸（见图13）。

虽然在上文中对本发明的说明性的当前优选实施方式进行了详细描述，但应当理解的是，本发明的概念可以以其它各种变形方式被实施和利用，并且所附权利要求意图理解为包括这些变形，除非该变形被现有技术所限定。

Claims (20)

1.履带段，包括段本体，该段本体由增强弹性材料制成并包括外部啮地表面、内部啮轮表面、第一横向边缘、第二横向边缘、第一末端和第二末端；该段本体包括多个横向延伸且基本上刚性凸耳支承(lug-bearing)段，所述基本上刚性凸耳支承段由横向延伸且基本上柔性无凸耳段相互连接；每个凸耳支承段包括，在其内部表面上的至少一个内部凸耳，和在其外部表面上的至少一个外部凸耳；所述段本体在第一和第二末端分别由两个无凸耳段终止；所述履带段包括安装在所述段本体第一末端的第一接合元件，和安装在所述段本体的第二末端的第二接合元件，所述第一和第二接合元件被配置成当连接在一起时形成共同的基本上刚性接合部分；

其中所述第一接合元件包括第一接合部分和第一锚定部分，其中所述第二接合元件包括第二接合部分和第二锚定部分。

2.根据权利要求1所述的履带段，其中所述履带段包括被配置成固定至所述第一和第二接合元件并相互固定内部盘式组件和外部盘式组件。

3.根据权利要求2所述的履带段，其中所述内部盘式组件包括具有至少一个内部凸耳的啮轮表面。

4.根据权利要求2或3所述的履带段，其中所述外部盘式组件包括具有至少一个外部凸耳的啮地表面。

5.根据权利要求2或3所述的履带段，其中所述第一接合元件和第二接合元件被配置成固定至内部盘式组件，并且其中所述内部盘式组件被配置成固定至外部盘式组件。

6.根据权利要求2或3所述的履带段，其中当所述内部和外部盘式组件被安装至已接合的第一和第二接合元件时，内部和外部盘式组件保护所述第一和第二接合元件。

7.根据权利要求1所述的履带段，其中所述第一接合部分具有第一鸠尾配置，其中所述第二接合部分具有与所述第一鸠尾配置互补的第二鸠尾配置。

8.根据权利要求1或7所述的履带段，其中所述段本体包括纵向延伸增强元件，其被安装至所述第一锚定部分和第二锚定部分并在其间延伸。

9.根据权利要求8所述的履带段，其中所述第一锚定部分和第二锚定部分是基本上C形，其中所述增强元件用第一和第二附件终止，该第一和第二附件分别被容纳在所述第一锚定部分和第二锚定部分中。

10.根据权利要求3所述的履带段，其中位于内部盘式组件上的所述至少一个内部凸耳短于位于每个凸耳支承段上的所述至少一个内部凸耳。

11.根据权利要求3或10所述的履带段，其中位于内部盘式组件上的所述至少一个内部凸耳窄于位于每个凸耳支承段的所述至少一个内部凸耳。

12.根据权利要求10所述的履带段，其中位于内部盘式组件的所述至少一个内部凸耳是至少一个驱动凸耳，以及其中位于每个凸耳支承段的所述至少一个内部凸耳是至少一个驱动凸耳。

13.根据权利要求10所述的履带段，其中位于内部盘式组件的所述至少一个内部凸耳是至少一个引导凸耳，以及其中位于每个凸耳支承段的所述至少一个内部凸耳是至少一个引导凸耳。

14.根据权利要求1所述的履带段，其中位于每个凸耳支承段的所述至少一个内部凸耳包括多个横向间隔开的内部凸耳。

15.根据权利要求14所述的履带段，其中所述多个横向间隔开的内部凸耳中的一些凸耳定义了其间的车轮路径。

16.根据权利要求14所述的履带段，其中位于每个凸耳支承段的所述多个横向间隔开的内部凸耳包括至少一个驱动凸耳和至少一个引导凸耳。

17.根据权利要求11所述的履带段，其中位于内部盘式组件的所述至少一个内部凸耳是至少一个驱动凸耳，以及其中位于每个凸耳支承段的所述至少一个内部凸耳是至少一个驱动凸耳。

18.根据权利要求11所述的履带段，其中位于内部盘式组件的所述至少一个内部凸耳是至少一个引导凸耳，以及其中位于每个凸耳支承段的所述至少一个内部凸耳是至少一个引导凸耳。

19.分段式履带，包括多个如权利要求1-18任一所述的履带段，履带段首尾相连。

20.车辆，安装有如权利要求19所述的分段式履带。