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Gebiet der Offenbarung
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Maschinen mit Raupenantrieb, und insbesondere auf einen lenkbaren Achsschenkel an einer angetriebenen Achse für den Einsatz mit Ketten.
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Hintergrund
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Zur Verbesserung der Leistung verschiedener Arten von Maschinen, wie beispielsweise Traktoren, können sie mit Frontantrieb geliefert werden. Während die vorderen Räder und Reifen in der Regel kleiner sind als die hinteren, wird beim Antrieb sowohl der Vorder- als auch der Hinterräder die Antriebswirkung erhöht. Ein mechanischer Frontantrieb benötigt im Vergleich zu einer Vorderachse ohne mechanischen Frontantrieb eine vordere Antriebsachse mit mehr Komponenten. Bemühungen zur weiteren Steigerung der Antriebswirkung haben auch Achsen mit Zwillingsrädern auf jeder Seite sowie Achsen mit Ketten auf jeder Seite umfasst.
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Viele verschiedene Ausführungen lenkbarer Achsschenkel wurden an Maschinen mit Rad- und Raupenantrieben verwendet. Für Radantriebe trägt der Achszapfen am Achsschenkel das Gewicht des Fahrzeugs durch das Rad und ermöglicht das Drehen des Rads. Der Wechsel vom Radantrieb auf den Raupenantrieb auf einer lenkbaren Achse kann eine Herausforderung darstellen. Bei Laufketten ist das Antriebsrad vom Raupenfahrwerk getrennt. Das Raupenfahrwerk trägt das Gewicht des Fahrwerks, und das Antriebsrad treibt die Kette und das Fahrzeug an. Die Herausforderung kann darin bestehen, vom Fahrwerk des Fahrzeugs durch den lenkbaren Achsschenkel strukturelle Abstützung zu erlangen. Eine Lösung bestand darin, einen externen Lagerträger zu verwenden, der das Antriebsrad mit dem Fahrwerk verbindet und das Gewicht des Fahrzeugs durch den externen Lagerträger trägt. Diese Lösung erfordert aber einen zusätzlichen Lagerträger und zusätzliche Hardware, um den externen Lagerträger mit der Achse des Fahrzeugs zu verbinden, und sie könnte externe Schwenkstopper erfordern, um zu verhindern, dass das Raupenfahrwerk bei der Fahrt über raues Terrain zu weit nach vorn oder hinten schwenkt.
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Es könnte von Vorteil sein, eine einteilige integrierte Achsschenkellösung zu haben, die einen Achszapfen für die Kraftübertragung auf ein Antriebsrad eines Raupenantriebs und auch eine strukturelle Abstützung des Fahrwerks am Fahrzeug einschließt. Es könnte auch von Vorteil sein, Eigenschaften im Achsschenkel einfließen zu lassen, die dem Kettensystem die Nutzung derselben Achs- und Achsschenkelkonfiguration für mehrere Spureinstellungen ermöglicht.
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Zusammenfassung
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Ein lenkbarer Achsschenkel sowie eine Achs- und Raupenantriebseinheit, die einen lenkbaren Achsschenkel einschließt, wird für ein Fahrzeug offenbart, das angetrieben und lenkbar ist. Die Achsbaugruppe umfasst den lenkbaren Achsschenkel, eine Antriebswelle, ein tragendes Achsgehäuse und eine Nabe. Die Antriebswelle ist um eine Drehachse in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung drehbar. Der lenkbare Achsschenkel ist um eine Lenkachse schwenkbar, die in der Regel im rechten Winkel zur Drehachse ist, und die Antriebswelle verläuft durch den Achsschenkel. Das tragende Achsgehäuse ist mit dem Achsschenkel verbunden und die Antriebswelle verläuft durch das Achsgehäuse. Die Nabe ist mechanisch mit der Antriebswelle verbunden. Die Raupenantriebsbaugruppe umfasst ein mit der Nabe verbundenes Antriebsrad, einen mit dem lenkbaren Achsschenkel verbundenen Raupenantriebsrahmen, eine Vielzahl von mit dem Antriebsrahmen verbundene Rollen und eine mit dem Antriebsrad und der Vielzahl der Rollen verbundene Laufkette. Die Drehung der Antriebswelle der Achse um die Drehachse dreht die Nabe und das Antriebsrad, das die Laufkette um das Antriebsrad und die Vielzahl der Rollen dreht. Die Drehung des lenkbaren Achsschenkels um die Lenkachse dreht die Raupenantriebsbaugruppe.
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Der lenkbare Achsschenkel kann einen hohlen Achszapfen umfassen, wobei sich die Antriebswelle durch den hohlen Achszapfen erstreckt. Der lenkbare Achsschenkel kann einen oder mehrere Fahrwerk-Tragarme umfassen, wobei der Raupenantriebsrahmen mit einem oder mehreren Fahrwerk-Tragarmen verbunden ist. Der eine oder die mehrfachen Fahrwerk-Tragarme können über eine Vielzahl von Montagelöchern verfügen, die vielzählige Montagestellen für die Verbindung des Raupenantriebsrahmens mit dem oder den Fahrwerk-Tragarmen ermöglichen. Der lenkbare Achsschenkel kann eine Achsschenkelbolzenverbindung umfassen, bei der der Achsschenkel an der Achsschenkelbolzenverbindung mit dem Achsgehäuse verbunden ist und die Lenkachse an der Achsschenkelbolzenverbindung durch den Achsschenkel führt. Die Achsschenkelbolzenverbindung kann eine obere Achsschenkelbolzenverbindung und eine untere Achsschenkelbolzenverbindung umfassen, bei der die Lenkachse durch die obere und untere Achsschenkelbolzenverbindung verläuft. Der lenkbare Achsschenkel kann eine Steuerzylinderverbindung umfassen, bei der ein am Steuerzylinderanschluss angeschlossener Steuerzylinder zum Schwenken des Achsschenkels um die Lenkachse verwendet werden kann. Der lenkbare Achsschenkel kann eine Spurstangenverbindung zum Verbinden einer Spurstange des Fahrzeugs umfassen, wobei die Spurstange die Richtung der entsprechenden linken und rechten Achsschenkel auf den gegenüberliegenden Seiten der Achsbaugruppe steuern kann, so dass sie in dieselbe Richtung lenken. Der lenkbare Achsschenkel kann einen Lenkeinschlagbegrenzer umfassen, wobei der Lenkeinschlagbegrenzer einschränkt, wie weit der Achsschenkel um die Lenkachse schwenken kann. Der lenkbare Achsschenkel kann ein einzelnes integriertes Teil sein, das einen hohlen Achszapfen, den oder die Fahrwerk-Tragarme, die Achsschenkelbolzenverbindung, die Verbindung mit einem Steuerzylinder und der Spurstange sowie einen Lenkeinschlagbegrenzer umfasst.
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Figurenliste
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Die oben genannten Aspekte der vorliegenden Offenbarung und die Art ihrer Inanspruchnahme werden deutlicher und die Offenbarung selbst wird durch den Bezug auf die folgende Beschreibung der Ausführungen der Offenbarung verständlicher, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen angesehen werden, wobei:
- 1 ein Beispielfahrzeug mit Laufketten veranschaulicht;
- 2 eine Außenansicht einer beispielhaften, an einer Achsbaugruppe montierten Raupenantriebsbaugruppe veranschaulicht;
- 3 eine Innenansicht der beispielhaften, an der Achsbaugruppe montierten Raupenantriebsbaugruppe veranschaulicht;
- 4 eine Außenansicht einer beispielhaften Achseinheit ohne Laufketteneinheit veranschaulicht;
- 5 eine Innenansicht der beispielhaften Achseinheit ohne die Laufketteneinheit veranschaulicht;
- 6 eine Innenansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines lenkbaren Achsschenkels veranschaulicht, und
- 7 eine Außenansicht der beispielhaften Ausführungsform des lenkbaren Achsschenkels veranschaulicht.
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Korrespondierende Referenzzahlen werden zum Markieren korrespondierender Teile in den diversen Ansichten verwendet.
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Ausführliche Beschreibung
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Die Ausführungsformen der im Folgenden beschriebenen vorliegenden Offenbarung sind nicht als erschöpfend oder als Einschränkung der Offenbarung auf die präzisen Formen der folgenden, detaillierten Beschreibung gedacht. Die Ausführungsformen sind hingegen so gewählt und beschrieben, dass andere Fachleute die Prinzipien und Praktiken der vorliegenden Offenbarung schätzen und verstehen.
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1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeug 100 mit Raupenantrieb, in diesem Beispiel ein Traktor, inklusive eines Traktorfahrgestells 102, einer Fahrerkabine 110, eines Motorraums, der einen Motor 120 enthält, vordere Raupenantriebsbaugruppen 130 und hintere Raupenantriebsbaugruppen 132. 1 zeigt nur die linke Seite des Fahrzeugs 100 mit einer vorderen Raupenantriebsbaugruppe 130 und einer hinteren Raupenantriebsbaugruppe 132; die rechte Seite des Fahrzeugs 100 umfasst ebenfalls eine vordere Raupenantriebsbaugruppe 130 und eine hintere Raupenantriebsbaugruppe 132. Das Traktorfahrgestell 102 trägt die Fahrerkabine 110 und den Motor 120. Die vorderen und hinteren Raupenantriebsbaugruppen 130, 132 tragen das Traktorfahrgestell 102 über dem Boden und bieten dem Fahrzeug 100 die für den Vortrieb nötige Antriebskraft. Mindestens die vordere Raupenantriebsbaugruppe 130 lässt sich zum Steuern des Fahrzeugs 100 lenken, und sowohl die vordere als auch die hintere Raupenantriebsbaugruppe 130, 132 lassen sich im Wechsel zum Steuern des Fahrzeugs 100 lenken. Die Fahrerkabine 110 bietet dem Bediener klare Sicht auf den vom Fahrzeug 100 bearbeiteten Bereich. Die Fahrerkabine 110 umfasst Bedienelemente für den Bediener zum Steuern des Motors 120 und der Raupenantriebsbaugruppen 130, 132.
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2 veranschaulicht eine Außenansicht und 3 veranschaulicht eine Innenansicht einer beispielhaften lenkbaren Achsbaugruppe 140, die mit einer beispielhaften Raupenantriebsbaugruppe 200 verwendet wird. Die Raupenantriebsbaugruppe 200 umfasst einen Antriebsrahmen 206, ein Antriebsrad 212, Leiträder 220, Mittelrollen 230 und die Laufkette 240. Die Achsbaugruppe 140 umfasst einen Achsschenkel 202, eine Nabe 210, eine Antriebswelle 302, ein tragendes Gehäuse 214, einen Steuerzylinder 216 und eine Spurstange 218. Die Achsbaugruppe 140 des Fahrzeugs 100 wird durch Kraft vom Motor 120 angetrieben.
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Die Kraft wird über die Antriebswelle 302, die sich durch den Achsschenkel 202 und das tragende Gehäuse 214 erstreckt, für den Antrieb der Achsbaugruppe 140 an die Nabe 210 übertragen. Die Nabe 210 kann unter Verwendung eines Zahnradsatzes mit der Antriebswelle 302 verbunden und mechanisch über einen Lagersatz mit dem Achsschenkel 202 verbunden sein. Der Steuerzylinder 216 ist mit dem Achsschenkel 202 und dem tragenden Achsgehäuse 214 verbunden. Der Steuerzylinder kann den Achsschenkel 202 um die Lenkachse drehen, um die Richtung des Achsschenkels 202 und der Nabe 210 im Verhältnis zum Traktorfahrgestell 102 zum Lenken des Fahrzeugs 100 nach links oder rechts zu steuern. Der Antriebsrahmen 206 ist mit dem Achsschenkel 202 verbunden und lenkt in die Richtung, in die der Achsschenkel 202 gerichtet ist. Die Leiträder 220 und Mittelrollen 230 sind mit dem Antriebsrahmen 206 verbunden. Die Laufkette 240 läuft über das Antriebsrad 212, die Leiträder 220 und die Mittelrollen 230. Der Achsschenkel 202 und der Antriebsrahmen 206 tragen die Komponenten der Raupenantriebsbaugruppe 200. Das Antriebsrad 212 ist mit der Nabe 210 verbunden, dreht sich mit der Nabe 210 und wird in dieselbe Richtung wie die Nabe 210 ausgerichtet. Das Antriebsrad 212 treibt die Laufkette 240 im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um das Antriebsrad 210, die Leiträder 220 und die Mittelrollen 230 an, um das Fahrzeug 100 zu bewegen.
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4 veranschaulicht eine Außenansicht und 5 veranschaulicht eine Innenansicht einer beispielhaften Achsbaugruppe 140 ohne Raupenbaugruppe. 4 und 5 zeigen den Achsschenkel 202, die Nabe 210, das tragende Gehäuse 214, einen oberen Achsschenkelbolzen 224, einen unteren Achsschenkelbolzen 222, eine Spurstange 218, die Antriebswelle 302 und eine Drehachse 402, auf der sich die Antriebswelle 302 dreht.
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6 veranschaulicht eine Innenansicht und 7 veranschaulicht eine Außenansicht einer beispielhaften Ausführungsform des Achsschenkels 202. Der beispielhafte Achsschenkel 202 ist ein einteiliger, integrierter Achsschenkel, der an einer angetriebenen, lenkbaren Achse für den Gebrauch mit Laufketten verwendet werden kann. Der Achsschenkel 202 umfasst einen hohlen Achszapfen 410, integrierte Fahrwerk-Tragarme 420, eine obere Achsschenkelbolzenverbindung 430, eine untere Achsschenkelbolzenverbindung 432, eine Spurstangen-Verbindung 436 und eine Steuerzylinder-Verbindung 438. Der Achsschenkel 202 kann außerdem einstellbare Lenkeinschlagbegrenzer 446 und/oder nicht einstellbare Lenkeinschlagbegrenzer 442 umfassen, und der Achszapfen 410 kann auf seiner Außenseite sich axial ausweitende Rillen 412 umfassen.
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Die Antriebswelle 302 verläuft durch den hohlen Achszapfen 410 und ist mit der Nabe 210 und dem Antriebsrad 212 verbunden. Die Drehung der Antriebswelle 302 auf der Drehachse 402 liefert der Radnabe 210 und dem Antriebsrad 212 Drehkraft, um die Laufkette 240 anzutreiben und das Fahrzeug 100 vorwärts oder rückwärts zu bewegen. Der Achszapfen 410 bietet den Radnabenlagern, einem abschließenden Antriebsradsatz und der Radnabe 210, auf der das Raupenantriebsrad 212 montiert ist, Unterstützung. Die auf das Antriebsrad 212 wirkende Laufkettenspannung wird durch den Achszapfen 410 bewirkt. Die Nabe 210 für die Verbindung zum Antriebsrad 212 kann Antriebsrad-Distanzringe für verschiedene Spureinstellungen einschließen.
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Der Achsschenkel 202 kann um eine Lenkachse 600 schwenken, die durch die obere Achsschenkelbolzenverbindung 430 und die untere Achsschenkelbolzenverbindung 432 verläuft. Die Lenkachse 600, die durch die oberen und unteren Achsschenkelbolzenverbindungen 430, 432 verläuft, kann einige Versätze umfassen, die dafür sorgen können, dass die Lenkachse 600 um bis zu 9 Grad vom rechten Winkel zur Drehachse 402 abweicht, die normalerweise als rechtwinklig bezeichnet wird. Ein mit dem Achsschenkel 202 an der Steuerzylinder-Verbindung 438 verbundener Steuerzylinder 216 kann das Schwenken des Achsschenkels 202 um die Lenkachse 600 steuern. Eine mit dem Achsschenkel 202 an der Spurstangen-Verbindung 436 verbundene Spurstange 218 kann die Richtung der entsprechenden linken und rechten Achsschenkel 202 auf den gegenüberliegenden Seiten der Achsbaugruppe steuern, so dass sie in dieselbe Richtung weisen. Die linken und rechten Achsschenkel 202 befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs 100; so sind beispielsweise die linken und rechten Achsschenkel mit gegenüberliegenden Enden der Vorderachsbaugruppe oder der Hinterachsbaugruppe des Fahrzeugs 100 verbunden. Die Lenkeinschlagbegrenzer 442, 446 können Grenzen für das Schwenken des Achsschenkels 202 um die Lenkachse 600 definieren. Dieses Schwenken des Achsschenkels 202 um die Lenkachse 600 erlaubt das Steuern der Raupenbaugruppen 200 zum Lenken des Fahrzeugs nach links oder rechts.
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Die integrierten Fahrwerk-Tragarme 420 können mehrere Montagelöcher 422 aufweisen, die so angeordnet sind, dass mehrere Anordnungsmöglichkeiten für die Laufkette für eine schrittweise Einstellung der Spur geboten werden. Die Laufkettenspannung sowie die vertikal, vorwärts und rückwärts sowie seitwärts auftretenden Kräfte werden durch die Tragarme 420 bewirkt. Die Montagelöcher 422 der integrierten Fahrwerk-Tragarme 420 können gleichmäßig verteilt oder nach Wunsch angeordnet werden, um mehrere Montagemöglichkeiten für die Laufkette zur Berücksichtigung verschiedener Spureinstellungen oder Spurbreiten zu bieten. Zum Beispiel kann der Raupenrahmen 206 an den inneren oder äußeren Montagelöchern 422 der Tragarme 420 montiert werden, um die Raupenbaugruppe 200 in der gewünschten Spureinstellung anzuordnen.
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Während die Offenbarung in den Illustrationen und vorangehender Beschreibung detailliert illustriert und beschrieben ist, sind diese Illustrationen und die Beschreibung als beispielhaft anzusehen und nicht von einschränkendem Charakter, wobei sich versteht, dass die illustrative(n) Ausführungsform(en) gezeigt und beschrieben wurde(n) und dass gewünscht wird, alle Änderungen und Modifikationen, die dem Geist der Offenbarung entsprechen, zu schützen. Es wird darauf hingewiesen, dass alternative Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung möglicherweise nicht alle der beschriebenen Eigenschaften aufweisen, aber dennoch von mindestens einigen der Vorteile solcher Eigenschaften profitieren. Mit der nötigen Sachkenntnis bewanderte Fachleute können durchaus ihre eigenen Implementationen entwickeln, die eine oder mehrere der Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung einbeziehen und unter den Geist und den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.
