CN109562799B

CN109562799B - 用于作业车辆的履带系统

Info

Publication number: CN109562799B
Application number: CN201780048636.5A
Authority: CN
Inventors: F·斯蒂法诺; F·保利尼; R·V·斯托尔特曼; B·D·维克
Original assignee: CNH China Management Co Ltd
Current assignee: Keisnew Netherlands Industrial Harbin Machinery Co ltd
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2037-08-02
Also published as: WO2018024758A3; CN109562799A; BR112019002134A2; EP3494033A2; WO2018024758A2; IT201600081200A1; EP3494033B1

Abstract

一种橡胶履带系统(3)，包括驱动轮(7)、铰接至车辆的框架(2)的底盘梁(14)、至少一个惰轮(9)、附接至底盘梁(14)的至少第一和第二滚轮(11、12)。车辆还包括：第一和第二倾斜支撑件(20、21)，以将相关的滚轮(11、12)附接至底盘梁(14)；以及弹性或粘弹性连接件(23)，以将相邻的第一和第二倾斜支撑件(20、21)彼此连接，使得当前侧的滚轮(11)向下移动时，后侧的滚轮(12)通过弹性或粘弹性连接件(23)被向上推动，反之亦然。

Description

用于作业车辆的履带系统

技术领域

本发明涉及一种用于履带式作业车辆的履带系统，例如建筑设备车辆或军用履带式车辆或诸如联合收割机等的农用车辆。

背景技术

履带式作业车辆设有悬架，以增加在松软的地面(例如受相对高湿度影响的地面或具有相对高含沙量的地面)上的附着和牵引性能。

橡胶履带式车辆优选地满足对在铺砌街道上的较高速度的需求，例如，在作业车辆进出建筑工地或耕地的行进过程中。此外，橡胶履带往往比其他履带相对便宜。

悬架通常是底盘悬架，其在履带紧贴地面时提供最高的牵引性能。有时地面的表层不均匀，在地表面上或紧靠地表面下方发现由硬质材料形成的物体，例如岩石、多余的金属建筑材料(例如，管)等。

当遇到这样的障碍物时，重要的是为履带支撑惰轮、滚轮和悬架结构的设计找到刚度和运动柔度之间的折衷。否则，履带，特别是橡胶履带可能会受到过度磨损。具体地，重要的是，当地面均匀地柔软时滚轮被充分约束以为履带提供适当的支撑，并且滚轮具有足够的可移动性以仅在地表面上的硬质体的附近环境中缩回。在这两种情况下，范围是要保持或改善牵引性能，同时降低履带的磨损。

发明内容

本发明的范围是通过提供一种用于作业车辆的橡胶履带系统来实现的，所述橡胶履带系统具有：第一倾斜支撑件和第二倾斜支撑件，以将相关的滚轮或惰轮附接至底盘梁；以及弹性或粘弹性连接件，以将相邻的第一倾斜支撑件和第二倾斜支撑件彼此连接，使得当前侧的轮向下移动时，后侧的轮通过弹性或粘弹性连接件被向上推动，反之亦然。

根据本发明，通过以下方式可改装现有的履带式车辆：提供第一倾斜支撑件和第二倾斜支撑件，以将相关的滚轮或惰轮附接至底盘梁，以及使用弹性或粘弹性连接件将相邻的第一倾斜支撑件和第二倾斜支撑件彼此连接，使得当前侧的轮向下移动时，后侧的轮通过弹性或粘弹性连接件被向上推动，反之亦然。

说明书中公开了本发明的附加特征。

附图说明

为了更好地理解本发明，将参考附图进一步公开本发明，其中：

-图1示出了可配备本发明的作业车辆；

-图2a和2b示出了本发明的原理的相应示意图；

-图3是根据本发明第一实施例的履带系统的局部放大透视图，为了清楚起见隐藏了元件；

-图4是图3的沿着与惰轮的轴线垂直的平面的局部剖视图；

-图5是本发明第二实施例的放大局部侧视图；

-图6是图5的局部透视图，为清楚起见隐藏了元件；

-图7是本发明第三实施例的沿着与惰轮的轴线垂直的平面的局部剖视图；

-图8是本发明第四实施例的局部透视图；

-图9是图8的侧视图；以及

-图10是本发明第五实施例的局部侧视图。

具体实施方式

图1总体上涉及作业车辆1，其包括框架2和附接至框架2的至少两个(优选为四个)橡胶履带式履带系统3。

框架2可以是：刚性框架，在这种情况下，车辆可以设置有转向轮(未示出)；或者铰接框架，所述铰接框架具有前部部分4、围绕轴线A铰接至前部部分4的后部部分5以及转向单元(未示出)，优选为包括线性致动器的液压转向单元，以控制前部部分4相对于后部部分5围绕轴线A的相对角位置。

履带系统3包括橡胶履带6、从差速器(未示出)延伸用于驱动履带6的驱动轮7和相对于框架2枢转的底盘8。底盘8包括：前惰轮9、后惰轮10，履带6围绕它们卷绕；滚轮11、12和13，它们用于引导履带6，所有的轮都由前后延伸的底盘梁14支撑，并且轮11、12、13、9和10联接至所述底盘梁。虽然“前惰轮”、“后惰轮”、“滚轮”是单数术语，但是可以在每个相关位置沿并排取向设置多个轮(例如在该实施例中)。有利地，为了提供与橡胶履带6的更好的接触表面，至少轮11、12、13、9和10是双轮，即每个轮包括两个并排联接的轮。

具体地，底盘梁14连接到框架2，以在车辆1沿直线路径行进时在平行于轴线A并且前后取向的平面中倾斜。优选地，底盘梁14铰接至框架2，以相对于图1中所示的中性位置倾斜最大15度。而驱动轮7固定至框架2。

每个履带系统3还包括倾斜支撑件20、21、22，以将相应的滚轮11、12、13连接到底盘梁14，以为这些滚轮提供相对于梁14的一个或多个自由度。优选地，倾斜支撑件20、21、22是刚性摇杆。

此外，履带系统3包括至少一个弹性或粘弹性连接件23，以连接相邻的两个倾斜支撑件，使得前侧的滚轮的向上运动(例如，在障碍物24上爬行期间(图2))在相邻的后侧的滚轮上施加向下的作用，反之亦然，这种作用通过弹性或粘弹性连接件进行传递。考虑到这种期望的效果，连接件23与滚轮之间存在特定比例，即对于给定的N个滚轮，存在N-1个连接件23。

优选地，对弹性或粘弹性连接件进行预加载，以在围绕驱动轮7和惰轮9、10安装履带后增加履带的张力。此外，所述连接件可以是被动的，即包括在组装期间或由用户在车辆1的特定任务之前预先设定的弹簧和阻尼器，或者是主动的，即包括致动器以在车辆1作业时改变连接件的刚度和/或阻尼。

优选地，所述连接件是粘弹性的，并且包括橡胶材料的插入件(例如一组盘)或衬套，所述橡胶材料可能通过颗粒或纤维或通过一个或多个织造或非织造层来增强。通过压缩或剪切或两者的组合来对橡胶插入件或衬套加载以传递目标作用。

根据图2的功能性示意图，每个倾斜支撑件20、21、22包括承载相关的滚轮11、12、13的第一端部部分25以及在第一端部部分的相对于铰接部27的相对侧上突出的第二端部部分26，所述铰接部用于将倾斜支撑件连接到底盘梁14。为了将所需作用从前侧的滚轮传递到后侧的滚轮以及将所需作用从后侧的滚轮传递到前侧的滚轮，弹性或粘弹性连接件23位于倾斜支撑件的第二端部部分26与相邻的倾斜支撑件的第一端部部分25之间。橡胶连接件23可以在铰接部27的相对于相关的滚轮的相对侧处附接至第一端部部分25(如图2所示)，或者在铰接部27的相对于相关的滚轮的同一侧上附接至端部部分25。附接到最后一个或第一个滚轮的倾斜支撑件可能未设置第二端部部分26，如图2所示。

根据本发明的第一构造实施例(图3)，倾斜支撑件20、21、22位于底盘梁14下方，并且用于与倾斜支撑件连接的铰接部27由从梁14朝向与驱动轮7相对的地面延伸的镫形件(stirrup)28限定。具体地，倾斜支撑件20、21、22彼此铰接。为此，第一端部部分25和第二端部部分26限定90°和180°之间的角度，并且铰接部27位于倾斜支撑件20、21、22的形成在第一端部部分25和第二端部部分26之间的顶点部分29中。可以在从滚轮轴线以及用于与相邻的倾斜支撑件连接的铰接部会聚在铰接部27中的线(图4中的点划线)之间测量同一倾斜支撑件20、21、22的第一端部部分25和第二端部部分26之间的角度。

此外，弹性或粘弹性连接件23位于底盘梁14的下方，并且包括安装在用于两个相邻的倾斜支撑件20、21、22之间的连接的铰接部31中的橡胶衬套。优选地，倾斜支撑件20、21、22的形状以及铰接部27和31的位置使得提供在运动学上固定的构造。这意味着，如果用刚体代替橡胶衬套23，则滚轮11、12、13和倾斜支撑件20、21、22不能相对于彼此移动。在这种情况下，在铰接部31中以及可选地也在铰接部27中设置橡胶衬套23，通过根据履带6遇到的障碍物压缩所述衬套，提供了倾斜支撑件20、21、22之间的相对自由度，并且因此提供了滚轮11、12、13之间的相对自由度。因此，仅考虑橡胶衬套23可变形的事实，这种构造提供了运动可能性。这样产生了相对刚性的悬架构造，即倾斜支撑件与弹性或粘弹性连接件的组合。

图5和图6的实施例与图3和图4的实施例的不同之处在于，连接件23是纯弹性的，并且至少部分地面向底盘梁14的侧面35。此外，连接件23关节式连接(articulate)，使得由于关节式连接和弹性元件的组合，倾斜支撑件20、21、22可以运动。相对于图3和图4的构造，这样提供了刚度较小的构造。具体地，连接件23的关节式连接使得为了获得期望的效果(即向下移动的前侧的滚轮通过连接件23使后侧的滚轮向上抬起，反之亦然)，连接件位于相应的相邻倾斜支撑件的第二端部部分26之间。

更详细地，对于每个倾斜支撑件20、21、22，弹性连接件23包括：铰接至侧面35的摇杆36；以及用于连接到第二端部部分26的连杆37。摇杆36和连杆37限定关节式连接接头。为了在滚轮11、12、13上提供适当的预加载，特别是用于张紧履带6的预加载，弹性连接件23包括弹簧38，优选为螺旋弹簧，以在包括摇杆36和连杆37的关节式连接接头上施加载荷。具体地，弹簧38连接关节式连接接头，从而将载荷传递到相邻的滚轮。根据图4的实施例，弹簧附接到关节式连接接头，以被张紧而不被压缩。

如图5所示，每个摇杆36包括相对于铰接部41相对的端部部分39、40。端部部分39通过连杆37附接至第二端部部分26，而端部部分40通过弹簧38附接至相邻滚轮的关节式连接接头。

考虑到滚轮11、12、13倾斜的可能性增加，图5的实施例对于每个倾斜支撑件20、21、22或连接件23包括相关的止挡42，所述止挡通过抵接限定相关的滚轮到底盘梁的最接近位置。止挡42优选地由相关的倾斜支撑件20、21、22承载在第一端部部分25上。

图7的替代实施例类似于图5和图6的实施例，唯一的区别在于连接件23由弹性或粘弹性连杆45构成，以连接相邻的倾斜支撑件的第二端部部分25和第一端部部分25。连杆45安装在底盘梁14下方，并且铰接在相邻的倾斜支撑件之间。连杆45可以是例如可选地具有摩擦阻尼装置的压缩弹簧。

图8和图9的又一实施例类似于图7的实施例，唯一的区别在于连接件23是橡胶块50，优选为增强橡胶块，其在相邻的倾斜支撑件20、21、22之间限定可变形的间隔件。当相邻的倾斜支撑件沿相反的角度方向旋转时，橡胶块50被压缩。为了提供适当的吸收和/或抗载荷性能，橡胶块50应具有合适的尺寸，为此，第一端部部分25和第二端部部分26之间的角度位置介于135°和90°之间。

橡胶块50位于底盘梁14下方，并且优选地由相关的倾斜支撑件20、21、22承载。方便地，橡胶块50过盈配合在相邻的倾斜支撑件的第二端部部分26和第一端部部分25之间，以在安装之后在履带6上提供张紧作用。橡胶块50优选地附接至相邻的倾斜支撑件中的一个倾斜支撑件，并且抵接相邻的倾斜支撑件中的另一个倾斜支撑件而不附接至相邻的倾斜支撑件中的另一个倾斜支撑件。

作为本申请中讨论的所有实施例的优选共同特征，滚轮11、12、13包括通过轴62相互刚性连接的第一轮60和第二轮61。每个轴62可枢转地附接至相关的倾斜支撑件的第一端部部分25，以提供围绕与履带6和/或轴62的中面共面的轴线的旋转自由度。

优选地(图4)，轴62的枢转轴线由附接在第一端部部分25内的专用座中的销63(特别是可旋拧的销)限定。轴62附接至销63。为了恢复中性位置(即其中轴62基本上平行于驱动轮7和惰轮9、10的轴线的位置)，弹性元件64作用在轴62上。优选地，弹性元件至少部分地或完全地容纳在第一端部部分25内。根据一个实施例，弹性元件64包括橡胶衬套或一组橡胶盘等，并且与轴62同轴。

优选地，弹性或粘弹性连接件23设计成使得当在铺砌街道上行进时，至少前惰轮9(优选地还有惰轮10)从铺砌表面上抬起。在不损害作业车辆的稳定性的情况下，这减少了橡胶履带6上的磨损。

图10示出了本发明的又一实施例，其中前惰轮9相对于底盘梁14倾斜，并且通过连接件23附接至滚轮11，以获得这样的期望效果：如果前侧的惰轮9向下移动，则后侧的滚轮11通过连接件23向上移动，反之亦然。

具体地，倾斜支撑件70通过铰接部71连接到底盘梁14，并且承载前惰轮9。倾斜支撑件70还承载本领域已知的可控张紧装置72，以控制惰轮9相对于底盘梁14的位置。优选地，张紧装置72包括：枢转连杆73，其连接到惰轮9，使得所述惰轮可相对于倾斜支撑件70移动；以及张紧器或致动器，优选为液压致动器，其附接至惰轮9或连杆73以施加力，从而调节履带6的张力。

为了获得在本说明书的前面段落中所述的期望效果，倾斜支撑件20的第二端部部分26通过连杆45附接至倾斜支撑件70。

根据本发明的履带系统的优点如下。

通过弹性或粘弹性连接件而相互连接的倾斜支撑件的设置提供了增加克服障碍物的有效性同时减少履带磨损的有效性的综合效果。实际上，滚轮的受控顺应性使得在地面粗糙或不均匀时避免了履带内的张力峰值。

连接件23包括关节式连接接头并且弹性或粘弹性元件铰接在底盘梁的侧面上的实施例提供了有效减小底盘梁14与滚轮11、12、13之间的距离的布局。

连接件23位于底盘梁14下方的实施例提供了对底盘梁尽可能低的冲击。

显然，在不脱离由所附权利要求限定的保护范围的情况下，改变和变化适用于根据本发明的作业车辆。

例如，可以沿三角形路径(例如，如图1所示)或沿其他路径布置履带6。相对于前面段落中讨论的实施例，这样可以增加或减少惰轮的数量。

当提供至少三个滚轮来引导履带6时，两个滚轮可以附接至单个刚性和倾斜的支撑件，例如，步进梁(walking beam)，以当履带6在障碍物24上行进时使一个滚轮相对于另一个刚性地倾斜。

可以使用至少包括底盘梁(14)、倾斜支撑件20、21、22和连接件23的套件来改装现有的作业车辆。

Claims

1.一种用于作业车辆的履带系统(3)，包括驱动轮(7)、铰接至所述作业车辆的框架(2)的底盘梁(14)、至少一个惰轮(9)、附接至所述底盘梁(14)的至少第一和第二滚轮(11、12)、以及围绕至少驱动轮(7)、惰轮(9)以及第一和第二滚轮(11、12)卷绕的橡胶履带(6)，所述履带系统包括：第一和第二倾斜支撑件(20、21)，以将相关的第一和第二滚轮(11、12)或惰轮(9)附接至所述底盘梁(14)；以及弹性或粘弹性连接件(23)，以将各个相邻的倾斜支撑件彼此依次连接，使得当前侧的轮向下移动时，后侧的轮通过弹性或粘弹性连接件(23)被向上推动，反之亦然；并且其中，至少一个倾斜支撑件(20、21)位于所述底盘梁(14)下方，其特征在于，所述弹性或粘弹性连接件(23)包括连杆(37、45)和摇杆(36)，并且其中，对于每个倾斜支撑件(20、21)，所述连杆(37)连接到倾斜支撑件(20、21)的与承载相关的轮的第一端部部分(25)相对的第二端部部分(26)，并且所述连杆(37、45)和所述摇杆(36)限定关节式连接接头，其中，所述弹性或粘弹性连接件(23)在所述关节式连接接头上施加载荷，并且所述弹性或粘弹性连接件(23)将载荷传递到相邻的轮(9、10、11)；

其中，所述摇杆(36)和所述连杆(37)在所述摇杆(36)的一端部部分(39)处彼此铰接，并且所述摇杆(36)面向所述底盘梁(14)的侧面(35)并铰接至所述侧面。

2.根据权利要求1所述的履带系统，其中，相邻的倾斜支撑件(20、21)和弹性或粘弹性连接件(23)限定运动结构，所述运动结构构造成由于弹性或粘弹性连接件(23)的单独变形或由于弹性或粘弹性连接件(23)关节式连接而至少使前侧的和后侧的滚轮移位。

3.根据权利要求1所述的履带系统，其中，至少一个滚轮包括第一和第二轮(60、61)、以及连接第一和第二轮(60、61)的轴(62)，所述轴可枢转地附接到相关的倾斜支撑件(20、21、22)。

4.根据权利要求3所述的履带系统，其中，设置弹簧以恢复所述轴(62)的中性位置，使得所述轴基本上平行于所述惰轮(9)和/或所述驱动轮(7)的轴线。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的履带系统，其中，弹性或粘弹性连接件(23)包括安装在连接相邻的倾斜支撑件(20、21)的铰接部位(31)处的橡胶衬套，所述衬套位于所述底盘梁(14)下方。

6.根据权利要求5所述的履带系统，其中，另外的橡胶衬套安装在将所述倾斜支撑件(20、21)连接到所述底盘梁(14)的另外的铰接部位(27)处。

7.根据权利要求1所述的履带系统，其中，所述连杆(45)铰接在相邻的倾斜支撑件(20、21)之间，并且位于所述底盘梁(14)下方。

8.根据权利要求1所述的履带系统，其中，倾斜支撑件包括用于惰轮(9)的张紧装置，并且连杆(45)被铰接以在所述惰轮(9)和滚轮之间传递载荷。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的履带系统，其中，弹性或粘弹性连接件(23)是被承载在相邻的倾斜支撑件(20、21)中的一个倾斜支撑件上并且抵接相邻的倾斜支撑件(20、21)中的另一个倾斜支撑件的橡胶块(50)。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的履带系统，其中，所述弹性或粘弹性连接件(23)被预加载，以张紧所述橡胶履带(6)。

11.一种利用根据权利要求1所述的履带系统(3)改装作业车辆的方法。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，第一和第二滚轮(11、12)是双轮。