CN113939443A - 车辆履带支撑滚轮 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆履带的支撑滚轮(1)，包括在与车辆底盘一体的支撑轴(3)上可旋转的至少一个管状体(2)，该至少一个管状体(2)设置有至少一个外表面(4)，用于暂时性容纳相应链条的一部分内表面。支撑轴(3)包括至少三个连续的圆柱形区段(5、6、7、8、9)，其外径恒定并从一个区段(5、6、7、8、9)到下一个区段递增。至少一个管状体(2)包括圆柱形内腔，其至少一个第一部分(10)的形状和尺寸与所述轴(3)中具有最大直径的区段(8、9)的形状和尺寸互补，该内腔的至少一个中间部分(11)在组装构型中面向并邻近轴(3)中具有中间直径的区段(7、8)；中间部分(11)的直径与第一部分(10)的直径不同。支撑轴(3)中具有中间直径的区段(7、8)与管状件(2)的至少一个中间部分(11)之间形成环形间隙，用于容纳多个滚动件(13)，诸如滚轮、滚筒、滚珠等。

Description

车辆履带支撑滚轮

技术领域

本发明涉及一种用于车辆履带的支撑滚轮。

背景技术

配备有履带的车辆已经得到广泛使用，其中履带用于从发动机向地面传递运动。在牵引力可能存在问题的环境下，首选使用履带式车辆。

车辆中支持减速单元与地面之间运动传递的所有必要部件称为底盘部件，包括链条、驱动轮、履带张紧轮、下滚轮和上滚轮。

在操作过程中，链条组装于车辆上，形成一种连续结构，该结构自身闭合，盘绕到两个或更多个以给定操作中心距布置的车轮之间，并由可变数目的滚轮来进行引导。将运动从发动机传递到链条的机轮称为链轮或滚筒。该部件可以整体构成或由多段构成。还有至少一个惰轮或履带张紧导向轮，用于闭合链条盘绕。链条在其上部可由一个或多个滚轮支撑，称为上滚轮。下部由下滚轮支撑。链条与车辆相互作用产生的垂直载荷通过下滚轮传递到所述车辆底盘。

在履带式车辆内运行期间，滚轮会承受车辆重量与外界环境相互作用所产生的轴向和径向载荷而引起的机械应力。目前使用各种技术方案来吸收这些载荷并避免可能危及链条正确运动的错位。

这些方案之一是在滚轮部件之间布置轴承。

一种利用轴承的方案尽管从功能角度提供了良好的响应，但另一方面对于构成轴承座的部件的组装和加工而言却部件成本过高。

另一种利用轴承的方案则是在支撑滚轮的轴与滚轮本身之间插入滑套。

为了降低摩擦系数、承受载荷和散热，这两种方案(轴承和滑套)都会存在润滑。设计和构建实践中最普遍的润滑系统为油浴式。因而，在滚轮相对于轴的滚转运动期间，通过晃荡发生润滑剂的循环。在此运动期间，润滑剂在轴与滚轮体之间创建一层支撑膜，从而实现这两个部件物理上分离，显著减轻摩擦，从而使滚轮正常运行。

使用密封件在滚轮与对应的支撑轴之间创建气密且对外封闭的容纳腔，从而避免润滑剂从滚轮组件泄漏。密封件的构造选择多样。通常使用具有前部旋转密封的机械密封件，称为Duo-Cone(双锥密封)。除了实现避免润滑剂泄漏的目的之外，密封件通常还能承受或多或少的轴隙、振动、冲击，保护滚轮内部免遭磨损和腐蚀性材料以及极端温度环境条件的影响。

至于滚轮体，通常由两部分连结而成，常称为滚轮半体。在多数情况下，这种连结是通过焊接而成，这种操作可能因材料本身的显微和机械特性改变以及邻近焊缝的滚轮半体或多或少广泛的几何变形而导致焊接材料的性能劣化。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提出了一种无需润滑的用于车辆履带的支撑滚轮。

在上述目标的范围内，本发明的目的是提出一种由低成本部件构成的用于车辆履带的支撑滚轮。

本发明的另一目的是提出一种适用于承受强烈载荷的用于车辆履带的支撑滚轮。

本发明的又一目的是提出一种几乎不会受到磨损的用于车辆履带的支撑滚轮。

本发明的还一目的是提供一种成本低、实践中提供相对简单且应用安全的用于车辆履带的支撑滚轮。

本发明达成上述目标和目的以及下述其他目的的技术方案为一种用于车辆履带的支撑滚轮，其类型包括在与车辆底盘一体的支撑轴上可旋转的至少一个管状体，所述至少一个管状体设置有至少一个外表面，用于暂时性容纳相应链条的一部分内表面，其特征在于，所述支撑轴包括至少三个连续的圆柱形区段，它们的外径恒定并从一个区段到下一个区段递增；所述至少一个管状体包括圆柱形内腔，该内腔设置有至少一个第一部分，其形状和尺寸与所述轴中具有最大直径的所述区段的形状和尺寸互补，且该内腔设置有至少一个中间部分，其在组装构型中面向并邻近所述轴中具有中间直径的所述区段，所述中间部分的直径与所述第一部分的直径不同；所述支撑轴中具有中间直径的所述区段与所述管状件的所述至少一个中间部分之间形成环形间隙，用于容纳多个滚动件，诸如滚轮、滚筒、滚珠等。

附图说明

结合附图中的非限制性示例，通过描述根据本发明的用于车辆履带的支撑滚轮的非排他性优选实施例，本发明的更多特征和优势将清楚明了，图中：

图1是根据本发明第一型式的用于车辆履带的支撑滚轮沿纵向平面截取的剖视图；

图2是根据本发明第二型式的用于车辆履带的支撑滚轮沿纵向平面截取的剖视图；

图3是根据本发明第三型式的用于车辆履带的支撑滚轮沿纵向平面截取的剖视图。

具体实施方式

具体参阅上文引述的附图，附图标记1总体上表示用于车辆履带的支撑滚轮。

根据本发明的支撑滚轮1包括可在与车辆底盘一体的支撑轴3上旋转的至少一个管状体2。

至少一个管状体2设置有至少一个外表面4，用于暂时性容纳相应链条(履带链)的一部分内表面。

支撑轴3包括至少三个连续的圆柱形区段5、6、7、8、9，它们的外径恒定且从一个区段5、6、7、8、9到下一个取段递增。

至少一个管状体2包括圆柱形内腔，该内腔设置有至少一个第一部分10，其形状和尺寸与轴3中具有最大直径的区段8或9的形状和尺寸互补，该内腔还设置有至少一个中间部分11，其在组装构型中面向并邻近轴3中具有中间直径的区段7或8。

中间部分11的直径与第一区段8或9的直径不同。

支撑轴3的中间直径区段7或8与所述管状件2的至少一个中间部分11之间形成环形间隙，用于容纳多个滚动件13，诸如滚轮、滚筒、滚珠等。

具体参照实践应用中具有保证意义的本发明实施例规定，支撑轴3可有利地关于横向垂直于旋转轴线的中心平面对称。

在此情况下，轴3包括各自对称的外轮廓区，每个外轮廓区设置有至少三个连续的圆柱形区段5、6、7、8、9，它们的外径恒定且从一个区段5、6、7、8、9到下一个区段递增。

在这些实施例的范围内，对称轮廓区通过圆柱形中央部分3a相互融合。

同样在前述优选实施例的范围内规定，管状体2有利地可以是两个，对称布置于相应的支撑轴3上。

在此情况下，每个管状体2适宜地包括各自的圆柱形内腔，该内腔设置有至少一个第一部分10和至少一个中间部分11。

在本发明一实施例中(仅如图1中的非限制性示例所示)，轴3有利地包括：构成第一区段5的两个末端5，用于配合到车辆底盘并具有第一直径；至少一个第二圆柱形区段6，其与末端之一距该末端的端正面14最远的区域融合，该区域具有大于第一直径的第二直径；至少一个第三圆柱形区段7，其与第二区段6融合并具有大于第二直径的第三直径；至少一个第四圆柱形区段8，其与第三区段7融合并具有大于第三直径的第四直径；至少一个第五圆柱形区段9，其与第四区段8融合并具有大于第四直径的第五直径。

具体参照上述实施例规定，每个管状体2的内腔有利地包括：第一部分10，其形状和尺寸与轴3的第五区段9的形状和尺寸互补；第二部分12，其形状和尺寸与轴3的第四区段8的形状和尺寸互补；中间部分11，其在组装构型中面向并邻近轴的第三区段7。

具体参照至此描述的构建方案规定，滚轮1有益地包括至少一个封闭法兰15，该封闭法兰15可刚性耦合到轴3的第二区段6，用于将滚动件13锁定于管状体2与支撑轴3之间限定的间隙内，从而防止管状体2的轴向平移运动。

法兰15与轴的第二区段6的相互配合可呈螺接式：如果区段6具有外螺纹而法兰15具有与之互补的内螺纹，则实际上可将法兰15螺接到区段6上。通过使用已知类型的方法可防止法兰意外脱开螺接。

图1显示出将螺纹件16插入法兰15的孔(同样带螺纹)中以将法兰15锁定于完全螺接到区段6上构型的可行方案。

具体参照一替代构建方案(仅如图2中的非限制性示例所示)，轴3可有益地包括构成第一区段5的两个末端5，它们设计用于配合到车辆底盘。为了这样配合到安装车辆底盘，可选地插置套筒17并键合(或以其他方式固定)于末端5(第一区段5)上。

末端(第一区段5)具有相应的第一直径。

根据所述具体实施例，轴3还包括至少一个第二圆柱形区段6，该第二圆柱形段6与末端5之一(第一区段5)距其端正面14最远的区域融合。所述第二区段6具有大于第一直径(即，第一区段5的直径)的第二直径。

轴3还设置有至少一个第三圆柱形区段7，该第三圆柱形区段7与第二区段6融合并具有大于第二直径(即，第二区段6的直径)的第三直径。

最后，轴3有效地包括至少一个第四圆柱形区段8，该第四圆柱形区段8与第三区段7融合并具有大于第三直径(即，第三区段7的直径)的第四直径。

根据本发明的滚轮1的轴3的该具体实施例规定，每个管状体的内腔有利地包括第一部分，其形状和尺寸与轴的第四区段8的形状和尺寸互补，这构成中间部分11，该中间部分11在组装构型中也面向并邻近轴3的第三区段7。

以此方式，管状体2的中间部分11具有与轴3的区段8互补的形状和尺寸，并与轴3的第三区段7形成用于容纳滚动件的间隙13。

需要指出，至此描述的最后一种构建方案还包括至少一个封闭法兰18，该封闭法兰18可刚性耦合到轴3的第一区段5，用于将管状体2轴向锁定于所述轴3上。法兰18的固定可通过多种已知类型的不同方法来获得：仅如非限制性示例指出，在图2所示的构建方案中，法兰18保持就位以便借助套筒17的布置来保持管状体2。

可以规定，管状体还可有利地包括附加部分19，其形状和尺寸与轴3的第二区段6的形状和尺寸基本互补，用于确保滚动件13正确地轴向锁定于容纳它们的间隙中(即，防止各自从管状体2的中间部分11与轴3的第三区段7之间形成的间隙中脱离)。

具体参照又一替代构建方案(仅如图3中的非限制性示例所示)，轴3可有益地包括：构成第一区段5的两个末端5，用于配合到车辆底盘并具有第一直径；至少一个第二圆柱形区段6，其与末端之一(第一区段5)距该末端的端正面14最远的区域融合，应当注意，第二区段6适宜地具有大于第一直径(第一区段5的直径)的第二直径；至少一个第三圆柱形区段7，其与第二区段6融合并适宜地具有大于第二直径(第二区段6的直径)的第三直径；至少一个第四圆柱形区段8，其与第三区段7融合并具有小于第三直径(第三区段7的直径)的第四直径；至少一个第五圆柱形区段9，其与第四区段8融合并有效地具有等于第三直径(第三区段7的直径)的第五直径。

再次参照该又一构建方案规定，每个管状体2的内腔包括：第一部分10，其形状和尺寸与轴3的第五区段9的形状和尺寸互补；中间部分11，其在组装构型中面向并邻近轴3的第四区段8(相对于该区段形成用于容纳滚动件13的间隙)；最终部分20，其形状和尺寸与轴3的第三区段7的形状和尺寸互补。

可以规定，在该具体实施例中，轴3的第三区段7和管状体2的最终部分20包括相应的凹口21和22，它们以相互对准的构型形成用于将滚动件13插入轴3的第四区段8与至少一个管状体2的中间部分11之间形成的间隙中的开口。

该又一构建方案还可有利地包括至少一个法兰23，该法兰23可刚性耦合到轴3的第二区段6，以封闭用于进入轴3的第四区段8与至少一个管状体2的中间部分11之间形成的间隙的开口(由相互对准的凹口21和22构成)。

在所有上述构建方案中，滚轮1包括管状体2，该管状体2可相对于其所布置的轴3自由旋转：由于存在滚动件13而促进旋转，这也确保了有效的横向荷载支撑。

存在滚动件13确保了极低的摩擦系数，因此减少车辆运动过程中的能量损失，节省燃料，从而减少环境影响。

由于低摩擦，油润滑变得多余，因此不再需要背景技术中所提出的用于提供旋转密封的昂贵部件；不存在润滑油也消除了泄漏风险，这是已知类型滚轮故障的主要原因，这样清楚地表明该新颖系统的高度可靠性。由于无润滑油，法兰15、18和23的操作和几何形状得以简化，所述法兰实际上可以是简单的筛网，以保护滚轮1免遭来自外界的磨蚀性和腐蚀性元素进入。

所述创新彻底改变了用于土方车辆的滚轮1的维护程序，因为在达到接触件的磨损极限后，无需更换整个滚轮而仅需更换旋转管状体2；显而易见的是，根据本发明的发明构思具备经济优势，环境影响更小。

安装这种创新的履带式车辆(根据本发明的滚轮1)能够提高其运动速度，尤其是延长其行驶时间，因为根据本发明的滚轮1不受前述背景技术方案的热限制(升温)。

本发明有利地解决了前述技术问题，提出了一种无需润滑的用于车辆履带的支撑滚轮1。

适宜地，根据本发明的支撑滚轮1由低成本部件构成。

明确地，根据本发明的支撑滚轮1适用于承受强烈载荷。

有益地，根据本发明的支撑滚轮1几乎不受磨损。

有效地，根据本发明的支撑滚轮1在实践中提供相对简单且成本不高：这些特征使得根据本发明的滚轮1成为可靠应用的创新方案。

本发明如此构思可作若干修改和变化，所有这些修改和变化皆在所附权利要求的范围内；此外，所有细节皆可替换为其他技术上等效的元素。

在所示实施例的示例中，关于具体示例给出的个体特征实际上可与该实施例的其他示例中存在的其他不同特征互换。

实际上，所用的材料和尺寸可视要求和现有技术而定。

如果任何权利要求中提及的技术特征后随附图标记，则包含这些附图标记的唯一目的是提高权利要求的可读性，因此这些附图标记举例标识的各元素的解释不具任何限制性作用。

Claims (13)

1.一种用于车辆履带的支撑滚轮，其类型包括在与车辆底盘一体的支撑轴(3)上可旋转的至少一个管状体(2)，所述至少一个管状体(2)设置有至少一个外表面(4)，用于暂时性容纳相应链条的一部分内表面，

其特征在于，

所述支撑轴(3)包括至少三个连续的圆柱形区段(5、6、7、8、9)，其外径恒定并从一个区段(5、6、7、8、9)到下一个区段递增；

所述至少一个管状体(2)包括圆柱形内腔，所述内腔设置有至少一个第一部分(10)，其形状和尺寸与所述轴(3)中具有最大直径的所述区段(7、8)的形状和尺寸互补，且所述内腔设置有至少一个中间部分(11)，其在组装构型中面向并邻近所述轴(3)中具有中间直径的所述区段(7、8)，所述中间部分(11)的直径与所述第一部分(10)的直径不同；

所述支撑轴(3)中具有中间直径的所述区段(7、8)与所述管状件(2)的所述至少一个中间部分(11)之间形成环形间隙，用于容纳多个滚动件(13)，诸如滚轮、滚筒、滚珠等。

2.根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于，所述支撑轴(3)关于横向垂直于旋转轴线的中心平面对称并包括对称的外轮廓区，每个外轮廓区设置有至少三个连续的圆柱形区段(5、6、7、8、9)，其外径恒定并从一个区段(5、6、7、8、9)到下一个区段递增。

3.根据权利要求2所述的滚轮，其特征在于，所述对称轮廓区通过圆柱形中央部分(3a)相互融合。

4.根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于，所述管状体(2)为对称布置于相应支撑轴(3)上的两个管状体，每个管状体包括设置有所述至少一个第一部分(10)和所述至少一个中间部分(11)的所述圆柱形内腔。

5.根据前述权利要求中任一项或多项所述的滚轮，其特征在于，所述轴(3)包括：

-构成第一区段(5)的两个末端(5)，其用于配合到车辆底盘并具有第一直径，

-与所述末端(5)之一距其端正面(14)最远的区域融合的至少一个第二圆柱形区段(6)，至少一个第二区段(6)具有大有第一直径的第二直径，

-与所述第二区段(6)融合的至少一个第三圆柱形区段(7)，至少一个第三区段(7)具有大于第二直径的第三直径，

-与所述第三区段(7)融合的至少一个第四圆柱形区段(8)，至少一个第四区段(8)具有大于第三直径的第四直径，

-与所述第四区段(8)融合的至少一个第五圆柱形区段(9)，至少一个第五区段(9)具有大于第四直径的第五直径。

6.根据权利要求5所述的滚轮，其特征在于，每个所述管状体(2)的内腔包括：

-所述第一部分(10)，其形状和尺寸与所述轴(3)的所述第五区段(9)的形状和尺寸互补；

-第二部分(12)，其形状和尺寸与所述轴(3)的所述第四区段(8)的形状和尺寸互补；

-所述中间部分(11)，其在组装构型中面向并邻近所述轴(3)的所述第三区段(7)。

7.根据权利要求5和6中任一项所述的滚轮，其特征在于，所述滚轮包括至少一个封闭法兰(15)，所述封闭法兰(15)能刚性耦合到所述轴(3)的所述第二区段(6)，以使所述滚动件(13)锁定于所述管状体(2)与所述支撑轴(3)之间形成的所述间隙中，从而防止所述管状体(2)的轴向平移运动。

8.根据前述权利要求中任一项或多项作为权利要求5、6和7的替代方案所述的滚轮，其特征在于，所述轴(3)包括：

-构成第一区段(5)的两个末端(5)，其设计为配合到车辆底盘，可选地插置键合于其上且具有第一直径的套筒(17)，

-与所述末端(5)之一距其端正面(14)最远的区域融合的至少一个第二圆柱形区段(6)，至少一个第二区段(6)具有大有第一直径的第二直径，

-与所述第二区段(6)融合的至少一个第三圆柱形区段(7)，至少一个第三区段(7)具有大于第二直径的第三直径，

-与所述第三区段(7)融合的至少一个第四圆柱形区段(8)，至少一个第四区段(8)具有大于第三直径的第四直径。

9.根据权利要求8所述的滚轮，其特征在于，每个所述管状体(2)的内腔包括：

-所述第一部分(10)，其形状和尺寸与所述轴(3)的所述第四区段(8)的形状和尺寸互补，这构成在组装构型中面向并邻近所述轴(3)的所述第三区段(7)的所述中间部分(11)。

10.根据权利要求8和9中任一项所述的滚轮，其特征在于，所述滚轮包括至少一个封闭法兰(18)，所述封闭法兰(18)能刚性耦合到所述轴(3)的所述第一区段(5)，用于轴向锁定所述管状体(2)。

11.根据前述权利要求中任一项或多项作为权利要求5至10的替代方案所述的滚轮，其特征在于，所述轴(3)包括：

-构成第一区段(5)的两个末端(5)，其用于配合到车辆底盘并具有第一直径，

-与所述末端(5)之一距其端正面(14)最远的区域融合的至少一个第二圆柱形区段(6)，至少一个第二区段(6)具有大有第一直径的第二直径，

-与所述第二区段(6)融合的至少一个第三圆柱形区段(7)，至少一个第三区段(7)具有大于第二直径的第三直径，

-与所述第三区段(7)融合的至少一个第四圆柱形区段(8)，至少一个第四区段(8)具有大于第三直径的第四直径，

-与所述第四区段(8)融合的至少一个第五圆柱形段(9)，至少一个第五区段(9)具有等于第三直径的第五直径。

12.根据权利要求11所述的滚轮，其特征在于，每个所述管状体(2)的内腔包括：

-所述第一部分(10)，其形状和尺寸与所述轴(3)的所述第五区段(9)的形状和尺寸互补；

-所述中间部分(11)，其在组装构型中面向并邻近所述轴(3)的所述第四区段(8)；

-最终部分(20)，其形状和尺寸与所述轴(3)的所述第三区段(7)的形状和尺寸互补；

所述第三区段(7)和所述最终部分(20)包括相应的凹口(21、22)，所述凹口(21、22)以相互对准的构型形成用于将所述滚动件(13)插入所述轴(3)的所述第四区段(8)与所述至少一个管状体(2)的所述中间部分(11)之间形成的间隙中的开口。

13.根据权利要求11和12中任一项所述的滚轮，其特征在于，所述滚轮包括至少一个法兰(23)，所述法兰(23)能刚性耦合到所述轴(3)的所述第二区段(6)，以封闭用于进入所述轴(3)的所述第四区段(8)与所述至少一个管状体(2)的所述中间部分(11)之间形成的所述间隙的所述开口。

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