CN106232464A - 履带行走装置单元和林业机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于林业机械的模块化的履带行走装置单元，所述履带行走装置单元(14)包括：履带行走装置机架(16)；用于将所述履带行走装置机架支承在林业机械中的套筒轴(77)；设置成环带的履带板(18)；安装在所述履带行走装置机架(16)中的轴承中的至少一个驱动轮(20)；安装在所述履带行走装置机架(16)中的轴承中的至少一个惰轮(23)；支承机构(25)，所述支承机构设置成顺应地表面的形状以便均匀分配所述履带行走装置单元(14)的表面压力；以及安装在所述履带行走装置机架(16)中的轴承中的驱动轴(60)。所述履带行走装置单元(14)还包括：轴(80)，所述轴安装在所述履带行走装置机架(16)上的轴承中，用于与所述驱动轴(60)隔开一段距离地将所述驱动轮(20)枢装到所述履带行走装置机架(16)上；和动力传递机构(41)，所述动力传递机构装配在所述轴(80)与所述驱动轴(60)之间，用于将动力从所述驱动轴(60)传递到所述驱动轮(20)。本发明还涉及一种相应的林业机械。

Description

履带行走装置单元和林业机械

技术领域

本发明涉及一种用于林业机械的模块化履带行走装置单元，该履带行走装置单元包括：

-履带行走装置机架；

-套筒轴，所述套筒轴附接到履带行走装置机架上，用于将履带行走装置机架支承在属于所述林业机械的枢转轴承上；

-履带板，所述履带板设置成环带，用于分配履带行走装置单元的表面压力；

-至少一个驱动轮，所述驱动轮安装在履带板的环带内侧的履带行走装置机架中的轴承中，用于转动和支承履带板；

-至少一个惰轮，所述惰轮安装在履带板的环带内侧的履带行走装置机架中的轴承中，用于支承履带板；

-支承机构，所述支承机构设置在履带行走装置机架中、在履带板的环带内侧，用于支承抵住地面的那部分环带，该支承机构设置成适应地表面的形状，以便均匀分配履带行走装置单元的表面压力；以及

-驱动轴，所述驱动轴与套筒轴同轴地安装在履带行走装置机架中的轴承中，用以将动力从该林业机械传递到履带行走装置单元，并将履带行走装置单元枢装到属于该林业机械机架的枢转轴承上。

本发明还涉及一种林业机械。

背景技术

用于机械式采伐树木的机器不可避免地会在森林的地面上、地面上、以及也在留下待长的树的根系上的稀疏处造成一定的负荷。在如运输机那样的除了自重之外不需携带负载的收割机的情况下，问题一般不大。换言之，由所述机器在地面上施加的表面压力通常具有显著的差异。由所述机器在地面上施加的表面压力的确已开始通过如下各种已知的解决方案来降低，例如通过使用所谓的一组摆动式转向架车轴代替常规车轴，在所述摆动式转向架车轴中，采用四个轮子代替常规车轴，所述四个轮子能将触地表面压力分配在更宽区域上。表面压力已经通过使用例如由钢或橡胶制成的履带来降低，所述履带被制造和开发用于该目的并在摆动式转向架的轮子周围行进。从现有技术还已知了表面具有橡胶的钢制履带以及基于上述材料的其它结构。

从木材采伐的角度来看，冬季地面的冻结对机械伐木引起的地面损坏也有很大影响。在冻土上，在不显著损伤地面的情况下，木材采伐通常可使用装备有常规底盘结构的森林拖拉机来进行。但如果冬季比较温暖，地面可能不会适当地被冻结，使得装备有轮子的森林拖拉机将在其之后留下深槽，负责木材采伐的单位可能不得不在夏季对其修复。由于这些，通常要求森林拖拉机和林业机械的表面压力越来越小，这可减少在暖冬伐木中所发生的地面损坏的形成。除了地面损伤之外，问题仅在于，在施加在地面上的压力太大，使得林业机械部分地沉入地面或卡住不动时，林业机械向前移动的能力是不足的。

众所周知，表面压力可借助于安装摆动式转向架的各种转向架结构来降低，在这种情况下，在工作原理上接近的是特种履带行走装置单元，尽管在这些解决方案中能够检测到明显的缺陷和/或问题。例如，在装配有摆动式转向架的钢制履带的情况下，动力自转向架的驱动轮的传递是基于摩擦，而不是如在大多数实际的履带行走装置单元和履带行走装置车辆中那样的基于履带与特定驱动轮之间的形状锁定。这意味着，如果希望避免履带滑动的危险，则所述钢制履带必须充分张紧。于是该张紧不必要地将应力施加到摆动式转向架上，并且特别是将应力施加到其转向架壳体和轮毂的结构上，同时尽管如此仍然无法确保在充气轮胎与转向架之间的可靠和一定的动力传递。这样的转向架结构还易于使木头的碎片以及例如压实的积雪在转向架与轮子之间穿过，这可能引起更大的应力，特别是在轮毂和摆动式转向架壳体的结构中。呈例如橡胶/钢组合结构的各种组合结构形式的类似的转向架也是已知的。

另一方面，在上述转向架结构内部使用制造成本昂贵、结构复杂且易被刺穿的充气轮胎同样也是有问题的，因此，充气轮胎可有利地用一些更简单、更便宜且更耐用的结构来代替。此外，特别是在携带负载的林业机械(例如运输机)中，所述充气轮胎中的气压由于轮胎的承载能力和技术耐久性必须设定得很高，例如4～6bar，使得在实际中，轮胎的柔性已经很差，并且充气轮胎在该应用场合中的使用同样是有问题的。此外，将装备的摆动式转向架例如与充气轮胎和围绕成对的轮子行进的履带组合起来的结构的问题在于，摆动式转向架不能将作用在地面上的表面压力分配在足够大的表面面积上。换言之，在成对轮子的轮下的表面压力恰恰更高，它们之间的区域则承受更轻的载荷以及因此承受更低的表面压力。

从现有技术已知了芬兰专利FI 121991，其公开了一种模块化履带行走装置单元，其可代替多组转向架轮用于现有林业机械中，以降低表面压力。该履带行走装置单元与轮毂连接附接到林业机械上，使得来自驱动轮/差动轮的轴转动履带行走装置单元的驱动轮。在该履带行走装置单元中，使用了三个履带轮，它们形成用于履带行走装置的三角连续环带。然而，还存在更多个触地的小的支承轮，但这些支承轮并不顺应地面。履带行走装置单元的驱动轮还与驱动轴同轴。为了获得用于驱动轮的足够大的抓紧力，驱动轮应当在足够大的区域之上被履带所覆盖。因为履带行走装置单元在其中心处枢装到林业机械的底盘上，履带行走装置单元必须很高。在被驱动时，履带行走装置单元的高度使其在跨越障碍时倾向于竖直地升高。这意味着，履带行走装置单元的枢转运动非常受限、被削弱或甚至被阻止。相反，刚性履带行走装置单元在地面上则非常刚性，并且不能顺应地面的不平整。除了上述问题以外，该结构具有这样的问题，即由于履带的环带的几何形状，其具有不利的安装角和滞后角，这降低了林业机械在难行地面上、特别是在厚积雪或深软的地面上、以及在遇到具有突兀陡峭边沿的障碍物(例如石块或树桩)时的前进的能力。

发明内容

本发明旨在形成一种履带行走装置单元，该履带行走装置单元比现有技术的履带行走装置单元具有更好的地面性能，作用在地面上的表面压力可借助于该履带行走装置单元降低，同时允许使用所述履带行走装置单元的林业机械在即使局部不平的地面上也能更快速地移动。本发明还在于形成一种履带行走装置单元，其可安装在装备有成组的转向架轮的现有的林业机械上。本发明的特征在所附权利要求1中阐明。本发明还旨在形成一种比现有技术的林业机械具有更好的地面性能的林业机械，作用在地面上的表面压力可借助于该林业机械大幅减小，同时，即使在地面上具有局部的不平整，该机械也能够更快速地移动。该发明的特征在所附权利要求13中阐明。

本发明的目的可借助于用于林业机械的模块化的履带行走装置单元来实现，所述履带行走装置单元包括：履带行走装置机架；套筒轴，其附接到所述履带行走装置机架上，用于将履带行走装置机架支承在属于该林业机械的枢转轴承上；履带板(crawler mat)，其设置成环带，以便分配表面压力；至少一个驱动轮和至少一个惰轮，它们安装在履带板的环带内侧的履带行走装置机架中的轴承中，以便转动和支承履带板。此外，履带行走装置包括：支承机构，所述支承机构设置在履带板的环带内侧的履带行走装置机架中，用于支承抵住地面的那部分环带，所述支承机构设置成顺应地面的形状，以便均匀地分配履带行走装置单元的表面压力；以及驱动轴，所述驱动轴相对于套筒轴同轴地安装在履带行走装置机架中的轴承中，以便将动力从该林业机械传递到履带行走装置单元，并将履带行走装置单元枢装到属于该林业机械底盘的枢转轴承上。履带行走装置机架还包括：轴，所述轴与驱动轴隔开一段距离地安装在履带行走装置机架中的轴承中，用于将驱动轮枢装到履带行走装置机架上；动力传递机构，所述动力传递机构设置在该轴与驱动轴之间，用于将动力从驱动轴传递到驱动轮。

根据本发明的履带行走装置单元的结构允许履带行走装置单元具有更低的结构，其中，驱动力借助于安装在套筒轴内的轴承中的驱动轴从该林业机械被带到履带行走装置单元，驱动轮位于与驱动轴隔开的轴上，并且履带行走装置单元的动力传递机构则处在驱动轮与驱动轴之间，该履带行走装置单元的地面性能优于根据现有技术的履带行走装置单元的地面性能。与驱动轴隔开地安装在轴承中的驱动轮允许驱动轮在不需要很高的履带行走装置单元结构的情况下具有用于履带板的很大的覆盖角，该很大的覆盖角发生在驱动轮位于驱动轴上的常规结构中。同时，履带行走装置单元的动力传递机构的运行允许动力能够从该林业机械的发动机径直传递到履带板，使得通过使用根据本发明的履带行走装置单元，现有林业机械的动力系可保留，而仅仅替换根据现有技术的摆动式转向架的转向架壳体和轮毂。由于支承机构顺应地面，因此履带行走装置单元的表面压力可借助于支承机构而降低。根据本发明的履带行走装置单元可被改装成装备有根据现有技术的转向架轮的林业机械上。

就此而论，术语“履带行走装置单元的模块化”是指这样的事实：在其帮助下，在不改变该林业机械的情况下，能够采用履带行走装置单元替换现有林业机械中的成组的转向架轮。因此，根据工作条件，能够使用装备有一组转向架轮和/或装备有履带行走装置单元的林业机械。即使装备有轮子的常规的成组的摆动式转向架车轴仍用于林业机械的底盘的前下方，也能够例如在负荷空间之下采用根据本发明的履带行走装置单元替换8轮运输机的摆动式转向架的最后的转向架壳体和轮。

履带板优选地设置成环绕履带行走装置机架。于是该林业机械的总宽度仍将保持如前，同时仍然可获得用于履带板的最大可能的表面面积。

替代地，在负荷空间下的履带行走装置单元中可使用履带板，所述履带板由被带到履带行走装置机架的外部之外的支承机构和轮子来支承。这样，在履带板与负荷空间的中心部分之间获得额外的空间。

驱动轴和套筒轴优选地在履带行走装置机架的中间对称地安装在轴承中。履带行走装置机架对称地枢装到林业机械允许双向均佳的行驶品质。这是一个重要的性能，因为林业机械的运行时间有相当大的一部分用于反向移动。

驱动轮优选地位于履带行走装置机架中、沿着履带行走装置的行进方向在支承机构之前或之后，使得在沿着履带行走装置的行驶方向移动时，履带板的安装角为20～70°、优选地为30～50°。履带行走装置单元于是将轻易爬过石块和其它障碍物，而履带行走装置单元的前进的能力于是将优于根据现有技术的履带行走装置单元。

履带行走装置机架优选地包括上表面，所述上表面设置为形成在两个行驶方向上朝着履带行走装置机架的中心升高的结构。这样的从履带行走装置单元的一侧看时使人们想起脊状屋顶的结构允许履带行走装置单元能够在不触及负荷空间的情况下围绕枢转轴承自由旋转。

驱动轮和惰轮优选地相对于履带行走装置机架的中心点对称地处于两侧。该对称结构有助于履带行走装置机架的制造，并且在向前运行时和倒车时在两个方向上均形成良好的行驶性能。

驱动轮优选地位于履带板的环带的最尖锐的角度处。在最尖锐的角度处，履带板将会覆盖驱动轮的大部分，以便形成最大牵引力。

履带板优选地设置为形成至少120°的驱动轮覆盖。换言之，履带板围绕驱动轮行进，覆盖驱动轮的至少120°的扇区部分。因此，能够确保在履带板或其驱动齿和翅片与驱动轮之间存在足够的摩擦或形状锁定接合。驱动轮与履带板的接触可以若干不同的公知方式实现，或者以使驱动轮穿透履带板的外表面(在驱动轮的齿的位置处，具有延伸通过履带板的开口)的方式实现，或者以使齿系设置在履带板内周上的方式实现，在该方式中，驱动轮在不穿过履带板的外表面的情况下将动力传递到履带板。

支承机构优选地柔性地附接到履带行走装置机架的底面。它们接着可彼此独立地一次一个地折曲。

履带行走装置单元的高度是履带行走装置单元的长度的25～60％、优选地30～45％。借助于该履带行走装置单元的几何形状，可防止或限制履带行走装置单元在跨越障碍物时且在处于牵引拉紧之下时的竖直升高的倾向。

履带行走装置单元的动力传递机构优选地为机械式的。履带行走装置单元中的机械式动力传递机构允许履带行走装置单元模块化地用在现有林业机械中，取代通过将动力从履带行走装置单元的驱动轴传递到驱动轮的一组转向架轮。

优选地，在林业机械中，林业机械的传递机构和履带行走装置单元的传递机构设置成将动力从发动机传递到履带行走装置单元的每个驱动轮。因此，驱动轮在例如不使用利用可弯曲且柔性的导体的静压轮毂马达或电轮毂马达的情况下可处在履带行走装置单元的驱动轴的一侧。

根据一个实施例，履带行走装置单元的传递机构为齿轮机构。与例如带驱动机构相比，齿轮机构的优点可被认为是使用寿命更长和通常不太需要维护。

根据第二个实施例，履带行走装置单元的传递机构为链驱动机构。作为一种结构，链是具有经济的投资成本的解决方案，也是相对地免于维护的可替换的方式。

根据第三个实施例，履带行走装置单元的传递机构包括至少一个驱动轴和斜齿轮。不论机械式动力系的更详细的结构如何，通过使用机械式动力系就能够利用该林业机械中的现有的动力系和例如差速锁。因此，如果需要的话，依赖于可能传递林业机械的所有牵引动力的传递机构的尺寸，大量的动力能够从一个履带行走装置机架及其轮子或从履带行走装置单元传递出去，用于使该机械在地面上移动。该性能在地面上和在行驶状况下变得突出，在该行驶状况下，该林业机械的例如四个履带行走装置单元中的只有一个或两个可以具有牵引力。

根据第四个实施例，履带行走装置单元的传递机构为带驱动机构。作为一种结构，带在投资成本上是经济的并且作为维修对象相当简单。

根据一个实施例，支承机构包括至少两个辅助履带轮，其中的至少一些借助于臂枢装到履带行走装置机架上。借助于辅助履带轮，履带板可涉及这样一种环带，其中，履带行走装置的安装角和滞后角保持很大。借助于臂的悬置允许每个辅助履带轮能够根据地面的不平整度而独立地移动，从而降低了由履带行走装置单元引起的表面压力。该折曲允许支承机构能够顺应地面的形状，使得表面压力保持均匀。此外，以这样的方式实现的悬置在不危及驾驶员的人体工程学以及该林业机械的结构的耐用性的情况下允许该林业机械能够具有更高的行驶速度。

根据第二个实施例，支承机构包括至少一个平面支承元件。该支承元件允许表面压力能够分布在更大的表面面积上。该支承元件可例如是板、轨或履带板抵靠其滑动的滑动件。

驱动轴优选地设置成将动力直接从该林业机械的传递机构传递到履带行走装置单元的传递机构。因此，传递到驱动轮可简单地实现。

履带行走装置机架可枢装到该林业机械的底盘、主要是枢装到摆动式转向架的刚性地装配的中央部分。驱动轴可设置成借助于驱动轴将动力从相对于该机械的底盘刚性地设置的该部分传递到转向架壳体。

履带行走装置单元优选地设置成主要借助于支承在支承机构上的履带板的环带而支承在地面上。因此，支承机构允许折曲能够顺应地面。支承机构自身可以是柔性的或者它们可柔性地悬置。

驱动轮和支承机构可由金属、塑料或橡胶大体上制造成实体结构。制造成实体结构的驱动轮和支承机构可良好地承受应力并需要较少的维护、并且比充气轮胎便宜。

驱动轮可设置成通过形状锁定将牵引力传递到履带板。形状锁定传递将在任何情况下确保良好的牵引。

根据一个实施例，辅助履带轮借助于摆动式转向架枢装到所述机架上。于是，摆动式转向架是简单且小的摆动式转向架，其允许履带能够顺应地面中的小的不平整，从而允许具有最佳的牵引力和小的表面压力。使履带板顺应地面的形状还降低了施加在其上的应力。

优选地至少一些辅助履带轮具有减震器和/或设置成弹簧加载式。这改善了林业机械的行驶舒适性和稳定性，减小了由履带行走装置单元施加到地上的表面压力，尤其是在小障碍物、例如石头和树桩的情况下。特别地，所述悬置允许在大体上不危及驾驶员的人体工程学、林业机械的稳定性或林业机械的结构的耐久性的情况下增加林业机械在不平整地面上的行驶速度。

本发明的林业机械的目的可借助于林业机械来实现，所述林业机械包括：底盘；至少两个模块化的履带行走装置单元，每个履带行走装置单元在底盘的一侧上可摆动地安装在枢轴上；发动机；以及用于将动力从发动机传递到每个履带行走装置单元的森林机械的传递机构。在该森林机械中，每个履带行走装置单元包括：履带行走装置机架；套筒轴，所述套筒轴附接到履带行走装置机架上，用于将履带行走装置机架支承在枢转轴承上，所述枢转轴承属于该林业机械；履带板，所述履带板围绕所述履带行走装置机架设置成环带，以便分配履带行走装置单元的表面压力；以及至少一个驱动轮和惰轮，其安装在所述履带板的环带内侧的轴承中，以便转动和支承履带板。此外，履带行走装置包括：支承机构，所述支承机构设置在履带板的环带内侧，以便支承抵住地面那部分环带，该支承机构设置成顺应地表面的形状，以便均匀分配履带行走装置单元的表面压力；以及驱动轴，所述驱动轴相对于履带行走装置单元的套筒轴同轴地安装在履带行走装置机架上的轴承中，用于将动力从该林业机械传递到履带行走装置单元并用于将履带行走装置单元枢装到属于该林业机械底盘的枢转轴承上。此外，履带行走装置机架还包括：轴，所述轴与驱动轴隔开一定距离安装在履带行走装置机架上的轴承中，用于将驱动轮枢装到履带行走装置机架；以及传递机构，所述传递机构设置在所述轴与所述驱动轴之间，用于将动力从驱动轴传递到驱动轮。

驱动轴优选地设置成行进穿过所述枢转轴承的中心，以便将履带行走装置单元枢装到该森林机械的底盘上。这允许根据现有技术的林业机械能够用作该林业机械的底盘，所述现有技术的林业机械装备有转向架轮，其中，成组的摆动式转向架车轴的转向架壳体安装在轴承中，成组摆动式转向架车轴的枢转轴承大体上刚性地安装到装配到该机械的底盘上的中心部分。因此，能够照旧使用该林业机械的同一动力系。该模块化的结构对林业机械的所有者和制造商来说都是有利的解决方案，因为其允许林业机械的制造成本由于该林业机械的底盘结构无需为履带行走装置应用而专门构建而保持更低。在希望改变林业机械的作业目的、例如尤其是用于软地上进行木材采伐以及希望减小由林业机械所施加的表面压力时，装备有成组的摆动式转向架车轴的常规运输机也可利用根据本发明的履带行走装置单元进行改装。也可能够例如根据季节为林业机械分别地装备履带行走装置单元或摆动式转向架或者这些装置的组合。

履带行走装置单元的传递机构的传动比优选地设置成使得从发动机到驱动轮的该林业机械的整个传递机构的传动比保持与现有技术的转向架轮结构相同。因此，该林业机械的传递机构能够在不改变的情况下使用，并且该林业机械将在与借助于转向架轮实现时相同的速度来移动，使得发动机转数保持不变。如果需要，将该机械的机械式动力系的传动比保持不变能够根据需要例如通过改变摆动式转向架的成组的驱动轮或分配齿轮的传动比来自然地设置。但是，如果例如在成组的驱动轮(差速器)中传动比必须改变，则将失去一部分模块化，因此应当自然地避免这个。

该林业机械优选地包括至少一个机械式差速锁，用于将动力通过成组的摆动式转向架车轴的成组的驱动轮引导到成组的摆动式转向架车轴的具有牵引力的一侧，或者引导到成组的摆动式转向架车轴一侧的成对轮子或者引导到根据本发明的履带行走装置单元的驱动轮。机械式差速锁可例如是带齿锁。这允许林业机械能够在困难地面条件下更容易被驱动。驱动可通过机械式差速锁来分配，这比借助于已知的液压系统的节流阀解决方案容易得多也好得多。在借助于分流阀实现的节流阀结构中，相当大数量的压力能量作为热量散失，而驱动不能在不失去相当大的数量的动力的情况下恰当地分配到单一驱动轮。大于为其酌定的最大驱动力的驱动力无法从单个轮毂马达获得，这一事实在基于轮毂马达的传递机构中往往被证明是个问题。换言之，对若干轮子或履带行走装置单元而言，在该机械的底盘与地面之间的摩擦力已经减小的情况下，与装备有差速锁的机械式结构相比，从一个轮子或履带行走装置单元所获得的驱动力仍然非常有限，其中，如果需要，所有的驱动力可通过一个轮子或履带行走装置单元传递到地面。就此而论，参考成组的摆动式转向架车轴暗含了根据整个图2所示的结构，其包括具有可能的差速器的传递机构以及摆动式转向架结构，而参考摆动式转向架仅暗含转向架壳体和轮毂。

与其中使用了成组的转向架轮和围绕它们设置的履带板的根据现有技术的林业机械相比，根据本发明的林业机械可获得更低的表面压力、更好地在地面上前进以及更简单的结构。在该履带行走装置单元中，驱动仅需设置到单个驱动轮，而在根据现有技术的解决方案中，每个轮子都有自己的轮毂行星传动装置。此外，根据本发明的履带行走装置单元是模块化的并能够安装在已有的林业机械上。借助于根据本发明的履带行走装置单元实现比现有技术的解决方案更低的施加在地面上的表面压力。

附图说明

在下文，参照示出了本发明的一些实施例的附图对本发明进行了详述，在附图中：

图1示出了根据现有技术的林业机械的轴测图；

图2示出了根据现有技术的林业机械的转向架车轴的动力传递机构的轴测图；

图3示出了根据本发明的林业机械的轴测图；

图4示出了在林业机械中的根据本发明的履带行走装置单元的轴测图，其中动力传递机构位于它们与已拆下的林业机械之间；

图5示出了根据本发明的履带行走装置单元的轴测以及局部剖视图，并且其中动力传递机构位于它们和已拆下的林业机械之间；

图6示出了将根据本发明的履带行走装置单元通过轴承安装到林业机械的动力传递机构上的轴测和局部剖视图。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的林业机械10，其可为根据附图所示的林业拖拉机，该林业拖拉机用于收集已砍伐的树木并将它们运出森林。根据现有技术的林业机械10借助于在转向架轴上的转向架轮11支承在地面上，其中在每个转向架轴上优选地具有两个具有充气橡胶轮胎的驱动轮。但是，橡胶轮胎为很昂贵的结构，因其中所用高压，其柔性非常有限。使用高压的目的是力图在林业机械满载时也确保足够的承载能力。因此，该林业机械10会导致在地面上的高表面压力，由此而损坏地面。根据图1的林业机械10的驱动力获自发动机17，动力由于液压式和机械式动力传递机构的组合而从所述发动机通过转向架轮11的支撑摆动式转向架的驱动轴被传递到各个轮子传递。该结构要求每个轮具有单独的轮毂行星齿轮来产生驱动，这增加了该结构的价格。

图2更详细地示出了根据图1的现有技术的林业机械的动力传递机构的结构。例如，机械地取自林业机械的柴油机的动力借助于高压液压泵转化为液压。液压的和所谓的驱动力传递机构相当于一种调节该机器的运动速度的无级传递装置。在成组的转向架轮处，压力再转化成机械动能并借助万向轴传递到根据图2所示的成组的驱动轮30(差速器)，这些驱动轮将动力通过轴管32分配到支承在枢转轴承34上的各组转向架轮的枢转轴。由枢转轴承支承的轴以枢转方式将转向架壳体36附接到林业机械，并且轮子的轮毂38继而附接到转向架壳体36上。轴管可包括用于制动轮子的制动器。

在根据本发明的林业机械中，根据图2的现有技术的林业机械的结构可这样使用，以使根据本发明的林业机械的履带行走装置单元全部或部分取代从枢转轴承34到轮子的摆动式转向架。换言之，成组的驱动轮30、轴管32以及枢转轴承34和该林业机械的结构的大体上除部分的或全部的转向架轮的结构外的整个剩余部分可原封不动保留图2的结构来使用。根据本发明的林业机械的基本结构和动力系可直接取自根据图1和图2的现有技术的林业机械。作为替代，整个摆动式转向架可用根据图3至图6所示的履带行走装置单元替换，或者替代地形成部分使用现有摆动式转向架的本发明的履带行走装置单元。

图3示出了根据本发明的林业机械的一个实施例。在该实施例中，根据图1所示的现有技术的林业机械100的所有轮子都被根据本发明的履带行走装置单元14所取代。更具体地，根据本发明的林业机械100包括底盘12、至少两个枢装到底盘12每一侧的履带行走装置单元14、发动机17和用于将动力从发动机传递到每个履带行走装置单元14的该林业机械的动力传递机构70(图4)。图3仅示出该林业机械的动力传递机构的一部分，但应该理解的是，缺失部分可完全对应于根据图1和图2所示的现有技术的林业机械中的那部分。每个履带行走装置单元14包括：根据图3至图6的履带行走装置机架16；套筒轴77，所述套筒轴附接到履带行走装置机架16上，用于将履带行走装置机架支承在属于该林业机械的枢转轴承34上；驱动轴60，所述驱动轴相对于套筒轴77同轴地在一端在轴承中安装到履带行走装置机架16，而在另一端安装到底盘12；履带板18，所述履带板围绕履带行走装置机架16设置成连续的环带。此外，履带行走装置单元14包括：至少一个驱动轮20，所述驱动轮用于转动履带板18，所述驱动轮安装在履带行走装置机架16中、在与驱动轴60隔开的轴80上；和履带行走装置单元的动力传递机构41，所述动力传递机构用于将动力从驱动轴60传递到驱动轮20。此外，履带行走装置14还包括支承机构25，所述支承机构设置为顺应地面的形状，用于均匀分配履带行走装置单元14的表面压力。

与图3不同，该林业机械也可以如下方式实施：只有一个转向架轮对的轮子由履带行走装置单元替换，使得例如该林业机械的最前的转向架轮对仍然保持成借助于轮子或转向架轮来实现。在这种情况下，图3中的负荷空间13下的转向架轮已由履带行走装置单元14来替代，其表面压力相当低，这可防止地面损坏的发生。履带行走装置单元也可相互具有不同尺寸，优选地采用最后的履带行走装置单元更长的这种方式，以便增加承载表面面积。根据本发明的林业机械的总重量也保持得比现有技术的结构的总重轻，其中，钢制履带板布置在转向架轮周围，以便减小表面面积。

图5更详细地示出了履带行走装置单元14的结构。履带行走装置单元的履带行走装置机架16可为由钢制成的壳体结构，所述壳体结构在其内包含有履带行走装置单元的动力传递机构41和用于驱动轴的轴承60。就此而论，术语“驱动轴”是指这样的轴：动力通过该轴从林业机械的动力传递机构传递到履带行走装置单元。更具体地说，驱动轴设置在枢转轴承的中心，动力则通过驱动轴从林业机械的动力传递机构传递到履带行走装置单元的动力传递机构。驱动轴60和套筒轴77优选在履带行走装置机架的中心对称地安装在轴承中，使得履带行走装置单元的驱动性能将在两个方向上均很好。

根据图6所示，履带行走装置机架16借助于相对于驱动轴60同轴地安装在枢转轴承34上的套筒轴77安装在轴承上。在图6中，附图标记78指的是成组的驱动轮30的附接点，成组的驱动轮从所述附接点永久性地附接到该林业机械的底盘上。就此而论，应理解的是，附接点78的左手侧的部分(即根据本发明的履带行走装置单元)支承在枢转轴承34的外表面上并借助枢转轴承34旋转，而成组的驱动轮及其部件则被固定。

根据图4所示，该驱动轮20和一个惰轮23在履带行走装置机架16的两端纵向地安装在履带行走装置机架16中的轴承中。尽管在图4中驱动轮20在履带行走装置单元的移动方向上位于履带行走装置单元的后部，但是驱动轮也可以与图4和5不同，在履带行走装置单元的移动方向上位于前部。就此而论，术语“履带行走装置单元的纵向方向”是指履带行走装置单元的移动方向。在该实施例中，形成支承机构25的辅助履带轮22优选地借助于臂26枢装到履带行走装置机架16、在履带行走装置机架16中的驱动轮20与惰轮23的下方(在它们之间)更接近地面处。因此，履带轮和辅助履带轮将履带板18支承在其环形环带上。根据图3至图5所示的环带可具有相对于竖直轴线对称的五边形形状，其底部窄于其中央部。使用这种形状的环带，可形成用于履带行走装置单元的大的安装角和滞后角，大的安装角和滞后角有利于跨越地面上的障碍。履带行走装置单元的履带板的安装角在沿着履带行进装置单元的行进方向移动时可为20～70°、优选地30～50°。该安装角可确保用于林业机械的良好的前进能力。在这样的结构中，仅柔性支承机构与地面连续地接触，并且驱动轮和惰轮在履带板的环带的上部部分中支承履带板。用于张紧履带板所需的机构可设置在惰轮中，并可例如借助于弹簧或液压缸来加载。

履带板的环带的形状优选地使得履带行走装置单元的驱动轴的位置形成环带的最高点(即五边形的最上部拐角)，履带板的环带由最高点开始指向下。换言之，履带板18的环带以这样方式形成：履带板18的环带和履带行走装置机架16的上表面65形成“脊状屋顶〞，即履带板18的环带从根据图5所示的驱动轴60开始下降。这种用于履带板的环带的形状允许履带行走装置单元在履带板未抓紧的情况下能够例如枢装在根据图3所示的履带行走装置单元上方的负荷空间13上。此外，借助于根据该实施例的履带行走装置单元的履带板的环带的形状，获得了用于履带行走装置单元的相当低的结构，这减小了履带行走装置单元的驱动轴的作用力矩并减小了在跨越障碍时履带行走装置单元竖直升高的趋势。履带行走装置单元的高度可以是履带行走装置单元的长度的25～60％、优选地30～45％。就此而论，术语“履带行走装置单元的高度”是指履带行走装置单元在距地表面的竖直距离上的最高点，术语“长度”则是指在履带行走装置单元的行进方向上的履带行走装置单元的尺寸。

在图4中，具有属于支承机构25的四个辅助履带轮22，所述辅助履带轮借助于臂26枢装到履带行走装置机架16上，但它们的数量可根据操作目的而变化。对于在相对于履带行走装置单元的行进方向上处于一列的辅助履带轮的数量来说重要的是具有足够多的辅助履带轮使压力均匀地分配在辅助履带轮上，以使表面压力保持很低。如图6所示，也可以有两列平行的轮子。替代地，枢装在臂的一端的辅助履带轮中的一些可由弹簧加载的滑轨来替换。辅助履带轮的臂可以是减震器和弹簧的直接组合或者是借助于减震器和弹簧支承在履带行走装置机架上的固定臂。该臂优选地借助于橡胶缓冲器或螺旋弹簧来具有弹性。根据一个实施例，在形成用来替换用于悬置辅助履带轮的臂的支承机构时，也可使用显著小于现有技术的摆动式转向架的摆动式转向架，借助于该摆动式转向架，两个辅助履带轮可一起枢装到履带行走装置机架上。在该实施例中，辅助履带轮也可以是宽辊。

根据一个实施例，履带行走装置单元可包括保护机构，所述保护机构附接到履带行走装置机架，用于在履带行走装置单元径直朝着尖锐的石头行进时保护履带板的外边缘。该保护机构可例如为类似于从挖掘机获知的那些装置的轨或梁，其用作在履带板的环带的外边缘上方的一种滑雪橇。因此，履带板可被保护而免受切断力和切割力。

根据图4和图5，每个履带行走装置单元14优选地包括一个驱动轮20，其位于履带板18的环带的最尖锐的角度处。在该实施例中，在履带行走装置机架的端部处的履带行走装置轮的位置是环带的最尖锐的角。这里所寻求的是使驱动轮20具有足够大的与履带板18接触的表面面积。换言之，驱动轮20具有足够大的覆盖角，使得足够多的属于履带板18的内表面的齿(未示出)与齿轮状的驱动轮20的表面接触，从而以形状锁定的形式在驱动轮与履带板之间传递动力。替代地，履带板也可为根据图4所示的多孔的履带板18，其中，具有开口62，驱动轮20的齿64贯穿通过所述开口，从而将动力从驱动轮20传递到履带板18。由于具有足够大的覆盖角，驱动轮可在覆盖角更小时(例如在根据现有技术的履带行走装置单元中)制造得更小，其中驱动轮直接处于履带行走装置单元的驱动轴上。

根据图5所示，根据本发明的履带行走装置单元的动力传递机构41机械式地实施。在图5的实施例中，机械实施件为带式驱动件，动力借助于带式传动件从履带行走装置单元14的驱动轴60传递到驱动轮20。在履带行走装置单元14的驱动轴的一端处，优选地附接带齿的轮42，驱动带46围绕所述带齿的轮行进。借助于驱动带46而使轴80转动的带齿的轮48附接到轴80，用作驱动轮20。此外，履带行走装置单元的动力传递机构41优选地包括带齿的张紧轮44，其例如通过弹簧加载或借助于液压保持驱动带46张紧并防止驱动带46打滑。除了驱动带，可以优选使用例如作为更耐用的替代物的的链。尽管在图5中清楚地显示了动力传递机构，但是应当理解的是，履带行走装置单元的动力传递机构是被包装起来的，以保护它们免于例如雪、水和泥的损害。此外，履带行走装置单元优选地包括用油润滑履带行走装置单元的动力传递机构的润滑机构。

替代地，在履带行走装置单元的驱动轴与驱动轮之间的动力传递也可借助于齿轮、万向节或其它类似的机械式动力传递机构来实现。履带行走装置单元由于机械式动力传递而可制造得相对较轻，因为其可不用重型轮毂马达来实现，该重型轮毂马达的尺寸将变得相当大以产生足够的动力。通常在希望驱动轮移动远离履带行走装置单元的驱动轴或其延续该驱动轴时需要轮毂马达。于是履带行走装置单元在内部使用液压动力传递机构，动力借助于液压动力传递机构传递到转动驱动轮的轮毂马达。然而，采用该解决方案的问题在于，液压动力传递机构降低了林业机械在难行地面条件下的可用性。只有有限数量的驱动动力/输出可通过单个轮毂马达传递，这与常规的机械式动力传递机构相比限制了林业机械的使用。通常，术语“机械式动力传递机构”是指包括(例如在运输机的情况下)分配传动装置、枢转轴和安装在运输机的前部和后部的成组的轴的动力传递机构。该动力传递机构特别是在差速器是可锁定类型的差速器时能够通过一个轮子或在一个轴上的成对的轮子将总驱动力的相当大的一部分传递到地面。

在履带行走装置单元中使用的履带优选地为橡胶履带，其允许履带板能够很好地顺应地面，以便降低表面压力。履带板可以是类似于从现有技术获知的一种履带板，其中环带内具有齿系，用于传递驱动力。履带板可包括钢增强件或类似物，但是履带板的主体始终由弹性材料组成。

用根据图3至图5中所示的履带行走装置单元替代图2的摆动式转向架的替代例是在履带行走装置单元的结构中采用摆动式转向架。摆动式转向架的机架可制造成使得其形成支承机构附接到其下边缘的履带行走装置机架。驱动轮可直接地附接到旨在用于摆动式转向架的橡胶轮的现有轮毂。驱动轮优选地为金属的且所有橡胶轮由金属轮替代。履带行走装置单元的动力传递机构可以是在根据现有技术的摆动式转向架中使用的机械式动力传递机构。与现有技术不同的是，因为履带行走装置单元可借助于单个驱动轮来实现，所以动力传递机构优选地仅安装在单个轮毂上。与根据图3至图5所示的实施例相反，驱动轮可以是在履带行走装置单元的行进方向上的第一个轮。摆动式转向架的枢转可由已知的机构(例如借助于各种止挡器或限位器)来限制，或借助于例如液压缸或者类似系统来削弱，以便更好地进行控制。借助于缸的实施，枢转也可锁定到期望位置，这例如在跨过沟渠时或在其它的类似情况下可能是必要的。

根据本发明的林业机械可以是例如林业拖拉机、收割机或在要求低表面压力的应用场合中使用的一些其它相应的作业机械的底盘。履带行走装置单元的尺寸可根据需要从利用具有四个辅助履带轮的单对履带行走装置单元来操作的林业机械到装备有多达十个辅助履带轮的许多履带行走装置单元而显著变化。

在履带行走装置单元的行进方向上，根据本发明的履带行走装置单元可为1～3米长、0.5～1.5米宽、和0.5～1.5米高。该履带行走装置单元与地面接触的表面面积大于采用对应的一组转向架轮和加到其顶部上的板来实现的结构的表面面积。

Claims (14)

1.一种用于林业机械的模块化的履带行走装置单元，所述履带行走装置单元(14)包括：

-履带行走装置机架(16)；

-套筒轴(77)，所述套筒轴附接到所述履带行走装置机架(16)上，用于将所述履带行走装置机架支承在属于所述林业机械的枢转轴承(34)上；

-履带板(18)，所述履带板设置成环带，用于分配所述履带行走装置单元(14)的表面压力，

-至少一个驱动轮(20)，所述驱动轮安装在所述履带板(18)的环带内侧的所述履带行走装置机架(16)中的轴承中，用于转动和支承所述履带板(18)；

-至少一个惰轮(23)，所述惰轮安装在所述履带板(18)的环带内侧的所述履带行走装置机架(16)中的轴承中，用于支承所述履带板(18)；

-支承机构(25)，所述支承机构设置在所述履带行走装置机架(16)中、在所述履带板(18)的环带内侧，用于支承所述环带的抵住地面的那部分，所述支承机构(25)设置为顺应地表面的形状，以便均匀地分配所述履带行走装置单元(14)的表面压力；以及

-驱动轴(60)，所述驱动轴与所述套筒轴(77)同轴地安装在所述履带行走装置机架(16)中的轴承中，以便将动力从所述林业机械(10)传递到所述履带行走装置单元(14)，并将所述履带行走装置单元(14)枢装到属于所述林业机械(10)的底盘(12)的枢转轴承(34)上；

其特征在于，所述履带行走装置单元(14)还包括：

-轴(80)，所述轴安装在所述履带行走装置机架(16)上的轴承中，用于与所述驱动轴(60)隔开一段距离地将所述驱动轮(20)枢装到所述履带行走装置机架(16)上；以及

-动力传递机构(41)，所述动力传递机构装配在所述轴(80)与所述驱动轴(60)之间，用于将动力从所述驱动轴(60)传递到所述驱动轮(20)。

2.如权利要求1所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述驱动轴(60)和所述套筒轴(77)在所述履带行走装置机架(16)的中心对称地安装在轴承中。

3.如权利要求1或2所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述驱动轮(20)位于所述履带行走装置机架(16)中、沿着所述履带行走装置单元(14)的行进方向在所述支承机构(25)之前或之后，使得当沿着所述履带行走装置单元(14)的行进方向移动时，所述履带板(18)的安装角为20～70°、优选地30～50°。

4.如权利要求1至3中任一项所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述履带行走装置机架(16)包括上表面(65)，所述上表面设置成在两个行进方向上形成朝着所述履带行走装置机架(16)的中心升高的结构。

5.如权利要求1至4中任一项所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述驱动轮(20)和所述惰轮(23)在所述履带行走装置单元的行进方向上在所述履带行走装置机架(16)中与所述驱动轴(60)距离相等。

6.如权利要求1至5中任一项所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述驱动轮(20)位于所述履带板(18)的环带的最尖锐的角度中。

7.如权利要求6所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述履带板(18)设置为形成至少120°的所述驱动轮(20)的覆盖部。

8.如权利要求1至7中任一项所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述支承机构(25)柔性地直接附接到所述履带行走装置机架(16)的下表面。

9.如权利要求1至8中任一项所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述履带行走装置单元(14)的高度是所述履带行走装置单元(14)的长度的25～60％、优选地30～45％。

10.如权利要求1至9中任一项所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述动力传递机构(41)是机械式的。

11.如权利要求1至10中任一项所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述支承机构(25)包括至少两个辅助履带轮(22)，其中至少一些辅助履带轮借助于臂(26)枢装到所述履带行走装置机架(16)上。

12.如权利要求1至11中任一项所述的履带行走装置单元，其特征在于，所述支承机构(25)包括至少一个平面支承元件。

13.一种林业机械，所述林业机械包括：底盘(12)；至少两个模块化的履带行走装置单元(14)，每个履带行走装置单元枢装在所述底盘(12)一侧；发动机(17)；以及用于将动力从所述发动机(17)传递到每个履带行走装置单元(14)的所述林业机械的动力传递机构(70)，在所述林业机械(100)中，每个履带行走装置单元(14)包括：

-履带行走装置机架(16)；

-套筒轴(77)，所述套筒轴附接到所述履带行走装置机架(16)上，用于将所述履带行走装置机架支承在属于所述林业机械的枢转轴承(34)上；

-履带板(18)，所述履带板设置成环带，用于分配所述履带行走装置单元(14)的表面压力；

-至少一个驱动轮(20)，所述驱动轮安装在所述履带板(18)的环带内侧的所述履带行走装置机架(16)中的轴承中，用于转动和支承所述履带板(18)；

-至少一个惰轮(23)，所述惰轮安装在所述履带板(18)的环带内侧的所述履带行走装置机架(16)中的轴承中，用于支承所述履带板(18)；

-支承机构(25)，所述支承机构设置在所述履带行走装置机架(16)中、在所述履带板(18)的环带内侧，用于支承所述环带抵住地面的那部分，所述支承机构(25)设置成顺应地表面的形状，以便均匀分配所述履带行走装置单元(14)的表面压力；

-驱动轴(60)，所述驱动轴与所述套筒轴(77)同轴地安装在所述履带行走装置机架(16)中的轴承中，以便将动力从所述林业机械(10)传递到所述履带行走装置单元(14)，并将所述履带行走装置单元(14)枢装到属于所述林业机械(10)的底盘(12)的枢转轴承(34)上，

其特征在于，所述履带行走装置单元(14)还包括：

-轴(80)，所述轴安装在所述履带行走装置机架(16)上的轴承中，用于与所述驱动轴(60)隔开一定距离地将所述驱动轮(20)枢装到所述履带行走装置机架(16)上；以及

-动力传递机构(41)，所述动力传递机构装配在所述轴(80)与所述驱动轴(60)之间，用于将动力从所述驱动轴(60)传递到所述驱动轮(20)。

14.如权利要求13所述的林业机械，其特征在于，所述驱动轴(60)设置为行进穿过所述枢转轴承的中心，以使将所述履带行走装置单元(14)枢装到所述林业机械的底盘(12)上。