DE102014002358B4 - Chain body for caterpillars - Google Patents
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Abstract
Kettenkörper (1) einer Gleiskette eines Kettenfahrzeuges mit einem Laufpolster (2), welches in den Kettenkörper (1) eingegossen oder eingeschoben ist, mit mindestens einer Aussparung (3) im Laufpolster (2) in den ein Traktionskörper (4) vollständig aufnehmbar ist, wobei der Traktionskörper (4) in zwei Positionen (5) betreibbar ist, wobei die erste Position eine Laufpolsterposition (5a) mit in der Laufpolsterebene bündig abschließendem Traktionskörper (4) und Laufpolster (2) ist und die zweite Position eine Traktionsposition (5b) mit aus der Laufpolsterebene herausragendem Traktionskörper (4) ist und wobei ein erstes Stellelement (6) vorgesehen ist, das eine Ausgangsposition (6a) und eine Endposition (6b) aufweist, wobei von der Ausgangsposition (6a) in die Endposition (6b) das erste Stellelement (6) den Traktionskörper (4) von der Laufpolsterposition (5a) aus der Laufpolsterebene heraus in die Traktionsposition (5b) überführt, wobei das erste Stellelement (6) eine Formgedächtnislegierung ist und derart ausgebildet ist, dass eine Formänderung des ersten Stellelementes (6) durch Wärmeenergie erzeugbar ist und die Formänderung die Überführung von der Ausgangsposition (6a) in die Endposition (6b) und zurück bewirkt.Chain body (1) of a track chain of a tracked vehicle with a running pad (2) which is cast or pushed into the chain body (1), with at least one recess (3) in the running pad (2) in which a traction body (4) is completely receivable, wherein the traction body (4) in two positions (5) is operable, wherein the first position is a running cushion position (5a) in the Laufpolsterebene flush traction body (4) and running cushion (2) and the second position is a traction position (5b) with and wherein a first adjusting element (6) is provided which has a starting position (6a) and an end position (6b), wherein from the starting position (6a) to the end position (6b), the first adjusting element (6) the traction body (4) from the running cushion position (5a) from the Laufpolsterebene out into the traction position (5b) transferred, wherein the first adjusting element (6) has a Formgedä is chtnislegierung and is designed such that a change in shape of the first control element (6) can be generated by thermal energy and the change in shape causes the transfer from the starting position (6a) in the end position (6b) and back.
Description
Die Erfindung betrifft einen speziellen Kettenkörper für eine Gleiskette eines Kettenfahrzeuges mit Laufpolster, welcher Traktionskörper aufweist.The invention relates to a special chain body for a track of a tracked vehicle with a running pad, which has traction bodies.
Zur Schonung der Straßenbeläge werden Gleisketten von Kettenfahrzeugen mit Laufpolstern ausgestattet. Aus der Gebrauchsmusterschrift
Um der schlechten Traktion von Kettenfahrzeugen bei schlechten Bodenverhältnissen entgegen zu wirken, sind verschiedene Vorrichtungen bekannt.To counteract the poor traction of tracked vehicles in poor ground conditions, various devices are known.
Aus der
Aus der
In vielen technischen Bereichen ist die Anwendung von Formgedächtnislegierungen (FGL) bekannt. Formgedächtnislegierungen sind thermisch aktive Bauteile, welche die thermische Energie in mechanische Energie umwandeln. Je nach Anwendungen stehen FGL mit unterschiedlichen Aktivierungstemperaturen zur Verfügung. Besonderer Vorteil von FGL ist, dass sie Zug-, Druck-, Biegungs- oder Torsionsbewegungen ausführen können.In many technical fields, the use of shape memory alloys (FGL) is known. Shape memory alloys are thermally active components that convert the thermal energy into mechanical energy. Depending on the application, FGL with different activation temperatures are available. A particular advantage of FGL is that they can perform tensile, compression, bending or torsional movements.
Ein Beispiel einer derartigen Anwendung ist aus der
Weitere FGL sind bekannt aus „Thermische Stellelemente in der Gerätetechnik” aus dem Sonderdruck der Zeitschrift „Feinwerktechnik, Mikrotechnik, Messtechnik” Ausgabe 9/95, Carl Hanser Verlag, Hans Nußkern, Pforzheim.Further FGL are known from "Thermal control elements in the device technology" from the reprint of the magazine "Precision Engineering, Microtechnology, Measurement"
Aus der dem hauptanspruchsgemäßen Gegenstand nächstkommenden
Als Stellelement dient eine mit der Fahrkette umlaufende eigene Stellkette, in welche an dem Traktionskörpern vorgesehene Stellhebel eingreifen. Die Stellkette muß eigens angetrieben werden, wobei zur Betätigung der Traktionskörper die Stellkette nichtsynchron zur Fahrkette angetrieben werden muß, was eine aufwändige Konstruktion erfordert.As an actuating element is a circulating with the chain own own chain, which engage in the traction bodies provided lever. The actuating chain must be driven separately, wherein for actuating the traction body, the actuator chain must be driven non-synchronously to the chain, which requires a complex construction.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verstellung der Traktionskörper von der Kettenkörperposition in die Traktionskörperposition speziell bei einer Gleiskette mit in den Kettenkörper eingegossenen oder eingeschobenen Laufpolstern zu vereinfachen.The invention has for its object to simplify the adjustment of the traction body from the chain body position in the traction body position especially in a track with cast or cast into the chain body running pads.
Diese Aufgabe wird durch einen die Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden Kettenkörper gelöst.This object is achieved by a features of the main claim having chain body.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments are characterized in the subclaims.
Ein Kettenkörper eines Kettenfahrzeuges mit einem Laufpolster, welches in den Kettenkörper eingegossen oder eingeschoben ist, ist mit mindestens einer Aussparung im Laufpolster versehen. In jeder Aussparung des Laufpolsters ist ein mit der Aussparung korrelierender Traktionskörper vollständig aufnehmbar. Der Traktionskörper ist in zwei Positionen betreibbar. Die erste Position ist eine Laufpolsterposition mit in der Laufpolsterebene bündig abschließendem Traktionskörper und Laufpolster. Die zweite Position ist eine Traktionsposition mit aus der Laufpolsterebene herausragendem Traktionskörper. Dadurch, dass in jeder Aussparung des Laufpolsters ein mit der Aussparung korrelierender Traktionskörper vollständig aufnehmbar ist, ist das Laufpolster wie ein herkömmliches Laufpolster verwendbar. Durch Einnahme von zwei verschiedenen Positionen sind bei der erfindungsgemäßen Verwendung zwei Betriebszustände möglich. Dies hat den Vorteil, dass eine den Bodenbedingungen angepasste Betriebsart gewählt werden kann. In der Laufpolsterposition unterscheidet sich das Laufpolster in seiner Funktion nicht von einem einstückigen Laufpolster. Der Traktionskörper schließt bündig mit dem Laufpolster ab, so dass fahrbahnseitig eine Fläche entsteht und der Bodendruck auf der gesamten Laufpolsterfläche verteilbar ist. Diese Position eignet sich besonders für den Betrieb des Kettenfahrzeuges auf asphaltierten Straßen oder gut befestigten Wald- und Wiesenböden unter Normalbedingungen. Das Kettenfahrzeug erhält seine Traktion überwiegend aus der kraftschlüssigen Verbindung des Laufpolsters mit dem Boden. In der zweiten Position ragt der Traktionskörper aus der Laufpolsterebene heraus, was die Auflagefläche der Gleiskette des Kettenfahrzeuges bei Betrieb in der Traktionsposition auf die Lauffläche der Traktionskörper reduziert. Die kleinere Auflagefläche der Traktionskörper bedingt einen erhöhten Bodendruck. Der Traktionskörper dringt in die Oberfläche mit schlechter Bodenbeschaffenheit ein, wobei eine schlechte Bodenbeschaffenheit beispielsweise durch Schneebedeckung, Vereisung oder Aufweichung gekennzeichnet ist, so dass eine formschlüssige Verbindung mit dem Boden entsteht. Dies führt zu einer erhöhten Traktion auf gefrorenem, schneebedecktem oder aufgeweichtem Untergrund. Zusätzlich kann über die Anordnung der Aussparungen und der korrelierenden Traktionskörper ein Profil erzeugt werden, derart dass die Lauffläche eines Laufpolsters den Bodendruck für eine Nutzung auf Asphalt gleichmäßig verteilt. Die gleichmäßige Verteilung hat den Vorteil, dass sich die Laufpolster möglichst gleichmäßig abnutzen und nicht frühzeitig an unregelmäßigen Strukturen aufrauen und abnutzen, so dass die Gleichmäßigkeit eine möglichst lange Lebensdauer des Laufpolsters zur Folge hat. Bei einer profilierten Lauffläche in einem wählbaren Betriebszustand kann das Profil derart angeordnet sein, dass die Seitenführungskräfte sowie die positiven und negativen Beschleunigungskräfte insbesondere auf schlechtem Untergrund erhöht werden. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht insbesondere darin, dass die Funktion eines Laufpolsters sowie eines Traktionskörpers in einem Kettenkörper integriert sind. Die Gleiskette verfügt hierdurch nur noch über eine Sorte von Kettenkörpern und Laufpolstern, so dass ein Wechsel der Kettenkörper oder Laufpolster zur Anpassung an die Bodenbedingungen nicht mehr erforderlich ist. Der logistische Aufwand reduziert sich, da keine adaptiv anzubringenden Elemente zur Traktionserhöhung mehr mitgeführt werden müssen. Die Montage entfällt, wodurch der Zeitaufwand für das Umrüsten auf winterliche Wetterbedingungen in erheblichem Maße reduziert wird. Ein erfindungsgemäßes Laufpolster kann sowohl an jedem Kettenkörper, als auch lediglich an einer bestimmten Anzahl der Kettenkörper der Gleiskette, wie beispielsweise an jedem sechsten Kettenglied montiert sein. A chain body of a tracked vehicle with a running pad, which is cast or pushed into the chain body, is provided with at least one recess in the running pad. In each recess of the running cushion a correlating with the recess traction body is completely absorbable. The traction body is operable in two positions. The first position is a running cushion position with in the running cushion plane flush traction body and running pad. The second position is a traction position with traction body protruding from the running cushion plane. Characterized in that in each recess of the running pad a correlation with the recess traction body is fully absorbed, the running pad is like a conventional running pad used. By taking two different positions, two operating states are possible in the use according to the invention. This has the advantage that an operating mode adapted to the soil conditions can be selected. In the running cushion position, the running cushion does not differ in its function from a one-piece running pad. The traction body is flush with the running pad, so that the road surface, a surface is created and the ground pressure on the entire running pad surface is distributed. This position is particularly suitable for operation of the tracked vehicle on paved roads or well-fortified forest and meadow soils under normal conditions. The tracked vehicle receives its traction mainly from the non-positive connection of the running cushion with the ground. In the second position, the traction body protrudes from the running cushion plane, which reduces the contact surface of the track of the tracked vehicle when operating in the traction position on the running surface of the traction body. The smaller contact surface of the traction body causes an increased ground pressure. The traction body penetrates into the surface with poor soil conditions, with a poor soil condition, for example, by snow cover, icing or softening is characterized, so that a positive connection with the ground is formed. This leads to increased traction on frozen, snow-covered or softened ground. In addition, a profile can be generated via the arrangement of the recesses and the correlating traction bodies, such that the running surface of a running cushion evenly distributes the ground pressure for use on asphalt. The uniform distribution has the advantage that wear the pad as evenly as possible and do not roughen early on irregular structures and wear, so that the uniformity has the longest possible life of the running cushion result. In a profiled tread in a selectable operating state, the profile can be arranged such that the cornering forces and the positive and negative acceleration forces are increased especially on poor ground. The advantage of the device according to the invention is in particular that the function of a running pad and a traction body are integrated in a chain body. The crawler thus has only one type of chain bodies and running pads, so that a change of the chain body or running pad to adapt to the soil conditions is no longer necessary. The logistical effort is reduced, since no more adaptive elements to be added to increase traction must be carried. The assembly is omitted, whereby the time required for the conversion to wintry weather conditions is significantly reduced. A running pad according to the invention can be mounted on each chain body as well as only on a certain number of the chain bodies of the track, for example on every sixth chain link.
Ein erstes Stellelement des erfindungsgemäßen Kettenkörpers weist eine Ausgangsposition und eine Endposition auf, wobei während des Stellvorgangs von der Ausgangsposition in die Endposition das Stellelement den Traktionskörper von der Laufpolsterposition aus der Laufpolsterebene heraus in die Traktionsposition überführt. Durch das Stellelement wird der Übergang von der Laufpolsterposition in die Traktionsposition bewirkt. Bei einem Stellelement handelt es sich dabei um ein Bauteil der Gleiskette, das den Stellvorgang, nämlich das mechanische Überführen der Traktionskörper von der Laufpolsterposition in die Traktionsposition, bewirkt. Der Stellvorgang der einzelnen Laufpolster ist vorteilhafter Weise vorzunehmen, wenn die Last auf dem Kettenpolster kleinstmöglich ist, das heißt, wenn das jeweils zu stellende Polster sich in einer Position ohne Fahrbahnkontakt befindet.A first adjusting element of the chain body according to the invention has a starting position and an end position, wherein during the setting process from the starting position to the end position, the adjusting element transfers the traction body from the running cushion position out of the running cushion plane into the traction position. The actuator causes the transition from the pad position to the traction position. An actuating element is a component of the track, which effects the setting process, namely the mechanical transfer of the traction bodies from the running cushion position to the traction position. The adjusting operation of the individual running cushions is advantageously to be carried out when the load on the chain pad is as small as possible, that is to say when the respective pad to be placed is in a position without road contact.
Mit dem Stellelement können die erforderlichen Stellwege von der Laufpolsterposition in die Traktionsposition realisiert werden, wobei durch das Stellelement große Kräfte auf den Traktionskörper wirken, so dass auch bei einer starken Verschmutzung der Kette die Traktionskörper noch herausfahrbar sind.With the adjusting element, the required travel can be realized by the pad position in the traction position, which act by the actuator large forces on the traction body, so that even with a heavy contamination of the chain, the traction bodies are still moved out.
Das erste Stellelement ist eine FGL und derart ausgebildet, dass eine Formänderung des Stellelementes durch Wärmeenergie erzeugbar ist und die Formänderung die Überführung von der Ausgangsposition in die Endposition und zurück bewirkt.The first actuator is a FGL and designed such that a change in shape of the actuating element can be generated by thermal energy and causes the change in shape, the transfer from the starting position to the end position and back.
Als FGL sind thermisch aktive Bauteile zu verstehen, welche thermische Energie in mechanische Energie umwandeln. Die mechanische Energie ist zum Ausführen von Stellvorgängen nutzbar. Es gibt FGL mit unterschiedlichen Aktivierungstemperaturen. Die FGL können dabei Zug-, Druck-, Biegungs- oder Torsionsbewegungen ausführen. Erfindungsgemäß sind FGL aus einer Nickel-Titan(Ni-Ti)-Legierung, einer Kupfer-Aluminium-Nickel(Cu-Al-Ni)-Legierung oder einer Kupfer-Zink-Aluminium(Cu-Zn-Al)-Legierung oder einer beliebig anderen Legierung mit Formgedächtnis Eigenschaften verwendbar. Besonders Vorteilhaft ist die Verwendung der Ni-Ti-Legierung, da diese einen großen Stellweg, d. h. eine große Formänderung und eine große Kraftausführung bewirken. Zudem weist die Ni-Ti-Legierung eine hohe Langzeitstabilität auf. Formgedächtniskunststoffe sind insoweit verwendbar, wenn sie eine Mindestkraft übertragen können, die das erste Stellelement von der Ausgangsposition in die Endposition überführt und dabei den Traktionskörper von der Laufpolsterposition aus der Laufpolsterebene heraus in die Traktionsposition drückt. Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung von FGL ist, dass ein großes Arbeitsvermögen bei sehr kleinem Bauvolumen möglich ist. So kann beispielsweise ein FGL-Draht aus Nitinol mit 2 mm Durchmesser ein Gewicht von ca. 100 kg anheben. Der Hebezyklus ist einige 10.000-mal reproduzierbar. Der Vorgang des Überführens des Traktionskörpers von der Laufpolsterposition aus der Laufpolsterebene heraus in die Traktionsposition ist mit dem Stellelement durch Änderung der Temperatur möglich. Damit ist der Stellvorgang thermisch induzierbar, was den Vorteil hat, dass an den Kettenelementen oder Laufpolstern selbst keine aufwändige Verkabelung für eine elektrische Schaltung erforderlich ist. Das Stellelement muss lediglich einen Bereich passieren, in dem eine vordefinierbare Wärmemenge in das Stellelement einbringbar ist.As FGL thermally active components are to be understood, which convert thermal energy into mechanical energy. The mechanical energy can be used to execute setting processes. There are FGL with different activation temperatures. The FGLs can perform tensile, compressive, bending or torsional movements. According to the invention, FGL are made of a nickel-titanium (Ni-Ti) Alloy, a copper-aluminum-nickel (Cu-Al-Ni) alloy or a copper-zinc-aluminum (Cu-Zn-Al) alloy or any other shape memory alloy used properties. Particularly advantageous is the use of Ni-Ti alloy, as they cause a large travel, ie a large change in shape and a large power design. In addition, the Ni-Ti alloy has a high long-term stability. Shape memory plastics are usable insofar as they can transmit a minimum force, which transfers the first actuating element from the starting position into the end position and thereby pushes the traction body from the running cushion position out of the running cushion plane into the traction position. A particular advantage of using FGL is that a large work capacity is possible with a very small construction volume. For example, a 2 mm diameter Nitinol FGL wire can lift a weight of about 100 kg. The lifting cycle is reproducible some 10,000 times. The process of transferring the traction body from the running cushion position out of the running cushion plane out into the traction position is possible with the adjusting element by changing the temperature. Thus, the adjusting process is thermally inducible, which has the advantage that no complex wiring for an electrical circuit is required on the chain elements or running pads itself. The control element only has to pass through an area in which a predefinable amount of heat can be introduced into the actuating element.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Stellelement in seiner Form den konstruktiven Vorgaben angepasst werden kann, so dass jede beliebige Form (Feder, Blech, etc.) möglich ist. Weiterhin sind entsprechende Komponenten bei Verschleiß einfach zu ersetzen, da diese konstruktiv einfach als Bleche oder Federn ausgeführt sind.Another advantage is that the actuator can be adapted in its shape to the structural specifications, so that any shape (spring, sheet metal, etc.) is possible. Furthermore, corresponding components are easy to replace when worn, as they are structurally simple designed as sheets or springs.
Ebenso vorteilhaft ist das Laufpolster dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Stellelement eine Entriegelungsposition und eine Verriegelungsposition aufweist, wobei von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition und zurück die Verriegelungsvorrichtung den Traktionskörper in der Laufpolsterposition oder in der Traktionsposition verriegelt und zurück entriegelt. Das zweite Stellelement bewirkt somit die Verankerung des Traktionskörpers in der gewünschten Position und gewährleistet einen störungsfreien und sicheren Betrieb der Laufpolster sowohl in der Laufpolsterposition als auch in der Traktionsposition. Es ist in allen denkbaren Formen einer Verriegelung ausführbar, wie beispielsweise als Riegel oder als Bolzen, wobei eine mechanische Ausführung den Vorteil hat, dass keine weiteren elektrischen Komponenten bereitgestellt werden müssen. Durch das Verriegelungselement sind die Anforderungen an das Stellelement bezüglich der Belastung verringert, da das Verriegelungselement das Stellelement entlastet. Die Verriegelung hat den Vorteil, dass nur noch eine Energiezuführung an das Stellelement während des Stellvorgangs erforderlich ist. Bei Erreichen der jeweiligen Position des Traktionskörpers wird dieser dann durch die Verriegelung gehalten. Ein weiterer Vorteil ist, dass auch bei größeren Belastungen die Verriegelung die Kräfte aufnimmt und diese nicht nur auf das Stellelement wirken.Likewise advantageously, the running pad is characterized in that a second actuating element has an unlocking position and a locking position, wherein the locking device locks and unlocks the traction body in the running cushion position or in the traction position from the unlocking position to the locking position and back. The second actuator thus causes the anchoring of the traction body in the desired position and ensures trouble-free and safe operation of the running pad both in the pad position and in the traction position. It is executable in all conceivable forms of locking, such as a bolt or a bolt, with a mechanical design has the advantage that no further electrical components must be provided. By the locking element, the requirements for the actuator with respect to the load are reduced because the locking element relieves the actuator. The locking has the advantage that only one energy supply to the actuator during the parking operation is required. Upon reaching the respective position of the traction body this is then held by the lock. Another advantage is that even with larger loads, the lock absorbs the forces and they not only act on the actuator.
Ebenso vorteilhaft ist der Kettenkörper dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stellelement eine Formgedächtnislegierung ist und derart ausgebildet ist, dass eine Formänderung des Stellelementes durch Wärmeenergie erzeugbar ist und die Formänderung die Überführung von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition und zurück bewirkt.Likewise advantageously, the chain body is characterized in that the second adjusting element is a shape memory alloy and is designed such that a change in shape of the adjusting element can be generated by thermal energy and the change in shape causes the transfer from the unlocking position to the locking position and back.
Formgedächtniskunststoffe sind insoweit verwendbar, wenn sie eine Mindestkraft übertragen können, die das zweite Stellelement von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition und zurück überführt.Shape memory plastics are usable insofar as they can transmit a minimum force that transfers the second actuating element from the unlocking position into the locking position and back again.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:Further advantages and details will become apparent from the description of the embodiments illustrated in the figures. It shows:
Die FGL ist eine Legierung mit Zweiwege-Memory-Effekt. Für Nitinol-Formgedächtnislegierungen kann die Aktivierungstemperatur in einem Bereich von etwa –50°C bis +100°C auf ein Grad genau eingestellt werden. Zur Vermeidung eines ungewollten Stellvorgangs durch äußere thermische Einflüsse (z. B. Sonneneinstrahlung) beträgt die Aktivierungstemperatur des Stellelements 75°C. Bei Erreichen der Aktivierungstemperatur wird eine Formänderung des Stelleelements hervorgerufen, so dass bei über- bzw. unterschreiten der Aktivierungstemperatur zwischen zwei Formzuständen hin und her geschaltet werden kann. Entsprechende Halbzeugprodukte wie Drähte, Profile oder Rohre werden u. a. von der Fa. Euroflex GmbH Pforzheim vertrieben. Bei unterschreiten dieser Aktivierungsenergie ändert das erste Stellelement
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kettenkörperchain body
- 22
- Laufpolstertraveling pad
- 33
- Aussparungrecess
- 44
- Traktionskörpertraction body
- 55
- Positionenpositions
- 5a5a
- LaufpolsterpositionTraveling pad position
- 5b5b
- Traktionspositiontraction position
- 66
- Erstes StellelementFirst actuator
- 6a6a
- Ausgangspositionstarting position
- 6b6b
- Endpositionend position
- 77
- Außenstegeouter webs
- 88th
- FederstellelementSpring actuator
- 99
- Stahlrahmensteel frame
- 1010
- Bodenplattebaseplate
- 1111
- Sperrbolzenlocking pin
- 1212
- Stegweb
- 1313
- Schraubenfedercoil spring
- 1414
- Führungsbolzenguide pins
- 1515
- Nutgroove
- 1616
- Außenschichtouter layer
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |