DE102020114580A1

DE102020114580A1 - Zugstangen-kreis-streichblech-anordnung für eine arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102020114580A1
Application number: DE102020114580.2A
Authority: DE
Inventors: Benjamin J. Kovalick
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2020-12-10
Also published as: US20200385954A1; US11512445B2

Abstract

Eine Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung für eine Arbeitsmaschine beinhaltet eine Zugstange, eine Kreisanordnung und eine Schar. Die Zugstange ist so ausgebildet, dass sie schwenkbar mit einem Rahmen der Arbeitsmaschine verbunden ist. Die Kreisanordnung ist drehbar mit der Zugstange verbunden und beinhaltet ein aus einem Hohlkastenprofil gebildetes Kreiselement. Die Schar ist mit der Kreisanordnung verbunden.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Arbeitsmaschine und insbesondere eine Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung zur Steuerung eines Arbeitsgeräts einer Arbeitsmaschine.
Hintergrund
Motorgrader werden in erster Linie als Nachbearbeitungswerkzeuge verwendet, um die Oberfläche einer Baustelle unter Nutzung eines Schildes in eine endgültige Form und Kontur zu formen. Das Schild ist an dem Rahmen des Motorgraders mittels einer Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung aufgehängt, die ausgebildet ist, um relativ zum Rahmen n verschiedene Richtungen bewegt zu werden, sodass das Schild zum Formen der endgültigen Form und Kontur der Oberfläche bewegt werden kann. Die Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung beinhaltet eine Zugstange, eine Kreisanordnung und eine Schar. Ein vorderer Teil der Zugstange ist über eine Kugelgelenkverbindung mit dem Rahmen verbunden, und ein hinterer Teil der Zugstange ist über Hydraulikzylinder- und kolbenvorrichtungen am Rahmen aufgehängt, sodass die Zugstange in einer vertikalen Ebene um das vordere Ende der Zugstange schwenken kann. Die Kreisanordnung ist drehbar mit der Zugstange verbunden, und die Schar und folglich das Schild sind an der Kreisanordnung befestigt, sodass sich das Schild relativ zu der Zugstange drehen kann, wenn sich die Kreisanordnung relativ zu der Zugstange dreht.
Kreisanordnungen werden in der Regel aus einem gewalzten Ring oder einer gefertigten Ringplatte hergestellt. Beispielsweise beschreibt das U.S. Pat. Nr. 3,470,967 („das '967 Patent“), das Page et al. am 7. Oktober 1969 erteilt wurde, einen Kreis, der rollgeformt und mit einer durchgehenden Lagernut um eine Außenfläche zur Aufnahme von Lagerkugeln versehen ist.
Kurzdarstellung
Eine beispielhafte Ausführungsform einer Arbeitsmaschine beinhaltet einen Rahmen, mindestens eine mit dem Rahmen verbundene lenkbare Traktionsvorrichtung, mindestens eine mit dem Rahmen verbunden angetriebene Traktionsvorrichtung und eine mit dem Rahmen verbundene Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung. Die Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung beinhaltet eine Zugstange, eine Kreisanordnung, eine Schar und mindestens ein Antriebselement. Die Zugstange ist schwenkbar mit dem Rahmen verbunden. Die Kreisanordnung ist drehbar mit der Zugstange verbunden und beinhaltet ein aus einem Hohlkastenprofil gebildetes Kreiselement. Die Schar ist mit der Kreisanordnung verbunden und das mindestens eine Antriebselement ist ausgebildet, um die Kreisanordnung relativ zu der Zugstange zu drehen. Eine beispielhafte Ausführungsform einer Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung für eine Arbeitsmaschine beinhaltet eine Zugstange, eine Kreisanordnung und eine Schar. Die Zugstange ist so ausgebildet, dass sie schwenkbar mit einem Rahmen der Arbeitsmaschine verbunden ist. Die Kreisanordnung ist drehbar mit der Zugstange verbunden und beinhaltet ein aus einem Hohlkastenprofil gebildetes Kreiselement. Die Schar ist mit der Kreisanordnung verbunden. Eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Arbeitsmaschine beinhaltet einen Rahmen, mindestens eine mit dem Rahmen verbundene lenkbare Traktionsvorrichtung, mindestens eine mit dem Rahmen verbunden angetriebene Traktionsvorrichtung und eine mit dem Rahmen verbundene Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung. Die Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung beinhaltet eine Zugstange, eine Kreisanordnung, eine Schar und mindestens ein Antriebselement. Die Zugstange ist schwenkbar mit dem Rahmen verbunden und die Kreisanordnung ist drehbar mit der Zugstange verbunden. Die Kreisanordnung beinhaltet ein Kreiselement und ein Ringlager. Das Kreiselement ist aus einem Hohlkastenprofil gebildet. Das Ringlager weist einen Innenring und einen Außenring auf, wobei der Innenring mit dem Kreiselement und der Außenring mit der Zugstange verbunden ist. Der Außendurchmesser des Ringlagers ist kleiner oder gleich 2.000 mm. Die Schar ist mit der Kreisanordnung verbunden. Das mindestens eine Antriebselement ist mit dem Ringlager derart betriebsfähig verbunden, dass das mindestens eine Antriebselement ausgebildet ist, um zur Drehung des Kreiselements relativ zur Zugstange in das Ringlager einzugreifen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Arbeitsmaschine;
2 zeigt eine teilperspektivische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Arbeitsmaschine, die ein beispielhafte Ausführungsform einer Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung zeigt;
3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung von 2;
4 ist eine explodierte perspektivische Darstellung der Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung von 2;
5 ist eine seitliche Explosionsdarstellung der Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung von 2;
6 ist eine teilexplodierte Darstellung der Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung von
2, die eine bespielhafte Verbindung zwischen einer Zugstange und einer Kreisanordnung zeigt; und
7 ist ein Querschnittdarstellung der Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung von 2 entlang der in 3 gezeigten Linien 7-7;
8 ist eine Teilquerschnittsansicht der in 7 gezeigten Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung;
9 ist eine teilperspektivische Ansicht einer anderen Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung für eine Arbeitsmaschine.

Ausführliche Beschreibung
Die Ausführliche Beschreibung beschreibt beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung und schränkt den Umfang der Ansprüche in keiner Weise ein. Tatsächlich ist die Erfindung durch die beispielhaften Ausführungsformen breiter und unbegrenzt, und die in den Ansprüchen verwendeten Begriffe haben ihre volle gewöhnliche Bedeutung. Merkmale und Komponenten einer beispielhaften Ausführungsform können in die anderen beispielhaften Ausführungsformen einbezogen werden. Erfindungen, die in den Anwendungsbereich dieser Anmeldung fallen, können zusätzliche Merkmale enthalten oder weniger Merkmale aufweisen als die in den beispielhaften Ausführungsformen dargestellten.
Die vorliegende Anmeldung offenbart Arbeitsmaschinen, die eine Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung beinhalten. Die Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung weist ein durch einen Hohlkastenabschnitt gebildetes Kreiselement auf. In bestimmten Ausführungsformen ist das Kreiselement an einem Ringlager befestigt, und das Ringlager ist mit einem oder mehreren Antriebselementen in Eingriff, um eine Drehung des Kreiselements relativ zu einer Zugstange der Anordnung zu bewirken. In diesen Ausführungsformen ist der Innendurchmesser des Kreiselements so bemessen und ausgelegt, dass es das Ringlager aufnehmen kann, sodass das Kreiselement eine strukturelle Stütze für das Ringlager darstellt. In anderen Ausführungsformen ist das Kreiselement direkt mit einem oder mehreren Antriebselementen verbunden, um eine Drehung des Kreiselements relativ zur Zugstange zu bewirken. In diesen Ausführungsformen sind Verschleißstreifenhalterungen und Verschleißstreifen derart positioniert, dass Verschleiß zwischen dem Kreiselement und den Antriebselementen verhindert wird, und das Kreiselement ist derart dimensioniert und ausgebildet, dass der Eingriffsbereich zwischen den verschiedenen Komponenten des Kreiselements und des Antriebselements minimiert wird.
Eine beispielhafte Ausführungsform einer Maschine 10 ist in 1 veranschaulicht. Bei der Maschine 10 kann es sich um einen Motorgrader, einen Schaufellader, einen landwirtschaftlichen Traktor, einen Radlader, einen Kompaktlader oder eine andere in der Technik bekannte Art von Maschine handeln. Die Maschine 10 kann eine lenkbare Traktionsvorrichtung 12, eine angetriebene Traktionsvorrichtung 14, eine von der angetriebenen Traktionsvorrichtung 14 abgestützte Energiequelle 16 und einen Rahmen 18 beinhalten, der die lenkbare Traktionsvorrichtung 12 mit der angetriebenen Traktionsvorrichtung 14 verbindet. Die Maschine 10 kann auch ein Arbeitsgerät, wie z. B. eine Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung (DCM) 20, eine Bedienerstation 22 und ein Schildsteuersystem 24 beinhalten. Die Bedienerstation 22 kann einen Bereich der Maschine 10 enthalten, der für die Unterbringung einer Bedienperson ausgebildet ist. Die Bedienerstation 22 kann ein Armaturenbrett 56 und eine Instrumententafel 58 mit Stellknöpfen und/oder Bedienelementen zur Informationsübertragung und zur Bedienung der Maschine 10 und ihrer verschiedenen Komponenten aufweisen. Sowohl die lenkbaren als auch die angetriebenen Traktionsvorrichtungen 12, 14 können ein oder mehrere Räder beinhalten, die auf jeder Seite der Maschine 10 angeordnet sind (nur eine Seite dargestellt). Die Räder können zur Verwendung beim Lenken und Nivellieren einer Arbeitsfläche drehbar und/oder kippbar sein (nicht veranschaulicht). Alternativ kann die lenkbaren und/oder angetriebenen Traktionsvorrichtungen 12, 14 Ketten, Riemen oder andere in der Technik bekannten Traktionsvorrichtungen beinhalten. Lenkbare Traktionsvorrichtungen 12 können auch angetrieben oder nicht angetrieben sein, während die angetriebene Traktionsvorrichtung 14 lenkbar oder nicht lenkbar sein kann. Der Rahmen 18 kann die lenkbare Traktionsvorrichtung 12 mit der angetriebenen Traktionsvorrichtung 14 z. B. über ein Gelenk 26 verbinden. Darüber hinaus kann die Maschine 10 dazu veranlasst werden, die lenkbare Traktionsvorrichtung 12 relativ zu der angetriebenen Traktionsvorrichtung 14 über ein Gelenk zu artikulieren. 26.
Die Energiequelle 16 kann einen Motor (nicht veranschaulicht) beinhalten, der mit einem Getriebe (nicht veranschaulicht) verbunden ist. Der Motor kann beispielsweise ein Dieselmotor, ein Benzinmotor, ein Erdgasmotor oder jeder andere in der Technik bekannte Motor sein. Die Energiequelle 16 kann auch eine verbrennungslose Energiequelle, wie z. B. eine Brennstoffzelle, ein Energiespeicher oder eine andere in der Technik bekannte Energiequelle sein. Das Getriebe kann ein elektrisches Getriebe, ein hydraulisches Getriebe, ein mechanisches Getriebe oder jedes andere in der Technik bekannte Getriebe sein. Das Getriebe kann zur Erzeugung mehrerer Ausgangsdrehzahlverhältnisse betrieben werden und kann so ausgebildet sein, dass es die Leistung von der Energiequelle 16 auf die angetriebene Traktionsvorrichtung 14 in einem Bereich von Ausgangsdrehzahlen überträgt.
Rahmen 18 kann ein Gelenk 26 beinhalten, das die angetriebene Traktionsvorrichtung 14 mit Rahmen 18 verbindet. Die Maschine 10 kann dazu veranlasst werden, die lenkbare Traktionsvorrichtung 12 relativ zu der angetriebenen Traktionsvorrichtung 14 über ein Gelenk 26 zu artikulieren. Die Maschine 10 kann auch mit einer neutralen Gelenkfunktion ausgestattet sein, die, wenn sie aktiviert wird, eine automatische Neuausrichtung der lenkbaren Traktionsvorrichtung 12 relativ zur angetriebenen Traktionsvorrichtung 14 bewirkt, sodass das Gelenk 26 in eine neutrale Gelenkposition zurückkehrt.
Rahmen 18 kann auch ein Trägerelement 28 beinhalten, das ein fest verbundenes Mittenverschiebungs-Befestigungselement 30 trägt. Bei dem Trägerelement 28 kann es sich beispielsweise um einen einzeln gebildeten oder zusammengesetzten Träger mit im Wesentlichen hohlem quadratischen Querschnitt handeln. Der im Wesentlichen hohle quadratische Querschnitt kann dem Rahmen 18 ein beträchtlich hohes Trägheitsmoment verleihen, das erforderlich ist, um das DCM 20 und das Mittenverschiebungs-Befestigungselement 30 angemessen zu tragen. In alternativen Ausführungsformen kann der Querschnitt des Trägerelements 28 rechteckig, rund, dreieckig sein oder eine andere geeignete Form aufweisen.
Das Mittenverschiebungs-Befestigungselement 30 kann ein Paar doppeltwirkender Hydraulikkolben 32 (nur einer veranschaulicht) zur Beeinflussung der vertikalen Bewegung des DCM 20, einen Mittenverschiebungszylinder 34 zur Beeinflussung der horizontalen Bewegung des DCM 20 und eine Verbindungsstange 36, die zwischen einer Vielzahl vordefinierter Positionen einstellbar ist, tragen. Das Mittenverschiebungs-Befestigungselement 30 kann mit dem Trägerelement 28 verschweißt oder anderweitig fest verbunden werden, um die Hydraulikkolben 32 über ein Paar Umlenkhebel 38 (auch als Hubarme bekannt) indirekt zu unterstützen. Das heißt, dass die Umlenkhebel 38 schwenkbar mit einem Mittenverschiebungs-Befestigungselement 30 entlang einer horizontalen Achse 40 verbunden sein können, während die Hydraulikkolben 32 schwenkbar mit den Umlenkhebeln 38 entlang einer vertikalen Achse 42 verbunden sein können. Jeder Umlenkhebel 38 kann ferner schwenkbar mit einer Verbindungsstange 36 entlang einer horizontalen Achse 44 verbunden sein. Der Mittenverschiebungszylinder 34 kann in ähnlicher Weise schwenkbar mit der Verbindungsstange 36 verbunden sein.
DCM 20 kann eine von einem Trägerelement 28 getragene Zugstange 46, und ein Kugelgelenk (nicht dargestellt) aufweisen, das in der Nähe der lenkbaren Traktionsvorrichtung 12 angeordnet ist. Beim Betätigen der Hydraulikkolben 32 und/oder des Mittenverschiebungszylinders 34 kann DCM 20 um das Kugelgelenk schwenken. Eine Kreisanordnung 48 kann über einen Motor mit der Zugstange 46 verbunden werden, um eine Scharanordnung 50 mit einem Schild 52 und Schildpositionierzylindern 54 anzutreiben. Zusätzlich zu der vertikalen und horizontalen Positionierung von DCM 20 in Bezug auf das Trägerelement 28 kann DCM 20 auch so gesteuert werden, dass die Kreis- und Scharanordnungen 48, 50 relativ zur Zugstange 46 gedreht werden können. Das Schild 52 kann sowohl horizontal als auch vertikal beweglich sein und über die Schildpositionierzylinder 54 relativ zur Kreisanordnung 48 ausgerichtet sein.
2 zeigt eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform einer Arbeitsmaschine 10 (die eine spezifischere Ausführungsform der in 1 dargestellten Arbeitsmaschine ist). Die Arbeitsmaschine beinhaltet einen Rahmen 18, lenkbare Nachlaufvorrichtungen 12, DCM 20 und ein Mittenverschiebungs-Befestigungselement 30. Der Rahmen 18 beinhaltet ein Trägerelement 28, das das Mittenverschiebungs-Befestigungselement 30 trägt. Das Mittenverschiebungs-Befestigungselement 30 trägt ein Paar doppeltwirkende Hydraulikkolben 32 zur Beeinflussung der vertikalen Bewegung des DCM 20 und einen Mittenverschiebungszylinder 34 zur Beeinflussung der horizontalen Bewegung des DCM 20. Der Rahmen 18 beinhaltet zudem ein Kugelgelenk 62 zur Aufnahme einer Kugel 60 (3) des DCM 20. DCM 20 beinhaltet eine Zugstange 46, eine Kreisanordnung 48 und eine Scharanordnung 50 sowie ein Paar von Antriebselementen 64 zum Drehen der Kreisanordnung 48. Während die veranschaulichte Ausführungsform zwei Antriebselemente 64 zum Drehen der Kreisanordnung 48 zeigt, ist zu verstehen, dass eine geeignete Anzahl von Antrieben zum Drehen der Kreisanordnung 48 verwendet werden kann. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhalten die Antriebselemente 64 einen Hydraulikmotor 66 (5) und Zahnräder 68 (5). In alternativen Ausführungsformen können die Antriebselemente 64 Zylinder, Kurbeln, Zahnräder, Elektromotoren, feste Bolzenpositionen oder ein anderer geeigneter Mechanismus sein. In bestimmten Ausführungsformen sind die Antriebselemente 64 durch ein oder mehrere Befestigungselement(e) 120 (z. B. Bolzen, Stifte, Dübel, Klammern oder Schweißnähte) mit der Zugstange 46 verbunden.
Unter Bezugnahme auf 3-8 beinhaltet eine beispielhafte Ausführungsform von DCM 20 eine Zugstange 46, eine Kreisanordnung 48 und eine Scharanordnung 50. Die Zugstange 46 weist eine Kugel 60 zur Verbindung mit einem Kugelgelenk 62 (2) des Rahmens 18 ( 2) auf, sodass die Zugstange 46 relativ zum Rahmen 18 schwenken kann. Die Zugstange 46 beinhaltet zudem eine oder mehrere Zugstangenträger 70 und eine Kreismontagefläche 72. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet die Zugstange 46 zwei Zugstangenträger 70, es gilt jedoch zu verstehen, dass die Zugstange 46 eine geeignete Anzahl von Zugstangenträgern 70 oder eine andere geeignete Struktur beinhalten kann, die einer fachkundigen Person auf dem Gebiet bekannt ist. In bestimmten Ausführungsformen kann die Zugstange 46 Verbindungselemente 74 zum Anschluss an die Hydraulikkolben 32 und ein Verbindungselement 76 zum Anschluss an den Mittenverschiebungszylinder 34 beinhalten. Die Verbindungselemente 74, 76 können eine geeignete, in der Technik bekannte Form annehmen. Unter Bezugnahme auf 4-8 kann die Kreisanordnung 48 ein Kreiselement 78, einen oder mehrere Scharverbinder 80 und ein Ringlager 82 oder eine andere geeignete Lageranordnung beinhalten. Das Kreiselement 78 ist durch das Ringlager 82 drehbar mit der Kreismontagefläche 72 der Zugstange 46 verbunden. Das Ringlager 82 ist so ausgebildet, dass es eine Drehung des Kreiselements 78 ermöglicht, während ein Verschleiß durch den Eingriff zwischen den Antriebselementen 64 und der Kreisanordnung 48 verhindert wird. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet das Ringlager 82 einen Innenring 86, einen Außenring 88 und einen oder mehrere Wälzkörper 104 (8) dazwischen, sodass der Innenring 86 und der Außenring 88 relativ zueinander drehbar sind. Die Wälzkörper 104 können Kugellager, Rollenlager, Magnete, jedes andere geeignete Innenelement zur Verringerung der Reibung usw. sein. Unter Bezugnahme auf 5 kann der Außendurchmesser D des Ringlagers 82 z. B. zwischen ca. 100 mm und ca. 4.000 mm, wie zwischen ca. 100 mm und ca. 3.000 mm, wie zwischen ca. 100 mm und ca. 2.500 mm, wie zwischen ca. 100 mm und ca. 2.000 mm, wie zwischen ca. 100 mm und ca. 1.500 mm, wie zwischen ca. 100 mm und ca. 1.000 mm liegen. In einigen Ausführungsformen ist der Außendurchmesser D des Ringlagers 82 kleiner oder gleich 3.000 mm, wie z. B. kleiner oder gleich 2.500 mm, wie z. B. kleiner oder gleich 2.000 mm, wie z. B. kleiner oder gleich 1.750 mm, wie z. B. kleiner oder gleich 1.500 mm, wie z. B. kleiner oder gleich 1.250 mm, wie z. B. kleiner oder gleich 1.000 mm.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4-8 beinhaltet das Ringlager 82 in bestimmten Ausführungsformen eine Vielzahl von Zähnen 94 (6), die so ausgebildet sind, dass sie in die Zahnräder 68 der Antriebselemente 64 eingreifen, sodass die Antriebselemente 64 dazu verwendet werden können, entweder den Innenring 86 oder den Außenring 88 relativ zur Zugstange 46 zu drehen. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Außenring 88 durch ein oder mehrere Befestigungselemente 90 an der Kreismontagefläche 72 befestigt (5-6), der Innenring 86 ist durch ein oder mehrere Befestigungselemente 92 an dem Kreiselement 78 befestigt (6), und der Innenring 86 beinhaltet die Zähne 94, in die die Antriebselemente 64 eingreifen. Die Befestigungselemente 90, 92 können z. B. Bolzen, Stifte, Klammern, Schweißnähte usw. sein. In alternativen Ausführungsformen kann der Innenring 86 an der Kreismontagefläche 72 der Zugstange 46 befestigt werden, der Außenring 88 kann am Kreiselement 78 der Kreisanordnung 48 befestigt werden, und der Außenring 88 beinhaltet die Zähne 94, in die die Antriebselemente 64 eingreifen.
Die Scharverbinder 80 sind am Kreiselement 78 derart befestigt, dass eine Drehung des Kreiselements 78 eine Drehung der Scharverbinder 80 und folglich der Schar 50 bewirkt. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet die Kreisanordnung 48 zwei Scharverbinder 80 in Form eines Angelhakens und ein gebogenes Element 100, das die beiden Scharverbinder 80 verbindet. Das gebogene Element 100 ist so bemessen, dass es das Kreiselement 78 aufnehmen kann, sodass das Kreiselement und das gebogene Element während der Herstellung von DCM 20 fest miteinander verbunden werden können. Das heißt, das Kreiselement 78 wird getrennt von dem gebogenen Element 100 und den Scharverbindern 80 hergestellt, und nachdem diese Teile hergestellt sind, wird das Kreiselement 78 fest mit mindestens einem von Scharverbinder 80 und gebogenem Element 100 verbunden. Das Kreiselement 78 kann an den Scharverbindern 80 und/oder dem gebogenen Element 100 beispielsweise durch eine Schweißverbindung, Bolzen, Stifte, Klammern usw. befestigt werden.
Unter Bezugnahme auf 7 und 8 ist in der veranschaulichten Ausführungsform das Kreiselement 78 ein Hohlkastenprofil. Das Kastenprofil beinhaltet eine Deckplatte 106, eine äußere Seitenplatte 108, eine innere Seitenplatte 110 und eine Bodenplatte 112. In bestimmten Ausführungsformen werden die Platten 106, 108, 110, 112 zusammengeschweißt, um das Kreiselement 78 zu bilden. Die Platten 106, 108, 110, 112 können z. B. aus Stahl, Eisen, Aluminium, Verbundwerkstoff oder einem anderen geeigneten metallischen oder nichtmetallischen Material hergestellt werden. Während die veranschaulichte Ausführungsform das Kreiselement 78 mit vier Platten 106, 108, 110, 112 zeigt, die zu einem rechteckigen Kastenprofil zusammengeschweißt sind, ist zu verstehen, dass das Kreiselement aus einer hohlen Struktur gebildet werden kann, die eine geeignete Anzahl von Platten beinhaltet und eine geeignete Form annimmt. So kann beispielsweise der Querschnitt des Kreiselements 78 eine rechteckige Form, eine runde Form, eine dreieckige Form oder eine andere geeignete Form aufweisen.
In bestimmten Ausführungsformen kann die obere Dicke T des Kreiselements 78 größer oder gleich etwa 75 mm sein. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kreiselement 78 einen Innendurchmesser ID auf, der kleiner oder gleich etwa 4.000 mm, wie kleiner oder gleich etwa 3.000 mm, wie z. B. kleiner oder gleich etwa 2.500 mm, wie kleiner oder gleich etwa 2.100 mm, wie kleiner oder gleich etwa 2.000 mm, wie kleiner oder gleich etwa 1.750 mm, wie kleiner oder gleich etwa 1.500 mm, wie kleiner oder gleich etwa 1.000 mm ist. Der Außendurchmesser AD des Kreiselements kann beispielsweise zwischen etwa 2.100 mm und etwa 5.000 mm liegen. Da das Kreiselement 78 aus verschiedenen Platten besteht, die zu einem Hohlkastenprofil verbunden sind, kann das Kreiselement problemlos so hergestellt werden, dass es den gewünschten Abmessungen des gebogenen Elements 100 (das das Kreiselement 78 aufnimmt) und den gewünschten Abmessungen des Ringlagers 82 (das das Kreiselement 78 aufnimmt) entspricht.
Das Kreiselement 78 ist so ausgebildet, dass es das Ringlager 82 zumindest teilweise umschließt und das Ringlager strukturell abstützt.
Unter Bezugnahme auf 3-5 kann die Schar 50 durch eine Scharhalterung 102 mit den Scharverbindern 80 der Kreisanordnung 48 verbunden werden. Die Scharhalterung 102 weist hintere Verbinder 114 (nur einer dargestellt) zur Verbindung mit den Scharverbindern 80 der Kreisanordnung 48 auf. In der veranschaulichten Ausführungsform weisen die Scharverbindungen 80 eine Bohrung auf, in die die hinteren Verbinder 114 der Halterung 102 eingesteckt werden können. In anderen Ausführungsformen kann die Halterung 102 mit Bolzen, Schweißnähten, Klammern, Wellen, Zylindern usw. an den Scharverbindern 80 befestigt werden. Die Scharhalterung 102 weist ferner vordere Verbinder 116 zur Verbindung mit den Verbindungselementen 118 der Schar 50 auf. In der veranschaulichten Ausführungsform handelt es sich bei den vorderen Verbindern 116 um Hülsen und bei den Verbindern 118 der Schar 50 um Schienen. Alternative Verbindungen zwischen der Halterung 102 und der Schar 50 können Bolzen, Stifte, Wellen, Schweißnähte, Verschleißstreifen, Zylinder usw. sein. Während die veranschaulichte Ausführungsform eine Halterung 102 zur Verbindung der Schar 50 mit der Kreisanordnung 48 zeigt, ist zu verstehen, dass die Schar Merkmale zur direkten Verbindung mit der Kreisanordnung 48 beinhalten kann. In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet die Schar 50 ein Schild 52.
In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet DCM 20 eine oder mehrere Montagestrukturen 96 (6) zur Abstützung des einen oder der mehreren Antriebselemente 64. Die Montagestrukturen 96 können mit der Zugstange 46 durch ein oder mehrere Befestigungselemente 98 (z. B. Bolzen, Stifte, Klammern, Schweißnähte usw.) verbunden werden. In einigen Ausführungsformen weist die Kreisanordnung 48 eine Abdeckung 84 auf, die die Lagerzähne 94 vor Beschädigungen durch Schmutz oder Ablagerungen schützt und einen Fettfilm (nicht veranschaulicht) über den Zähnen 94 zurückhält.
Unter Bezugnahme auf 9 beinhaltet eine alternative Ausführungsform eines DCM 20 eine Zugstange 46, eine Kreisanordnung 48, eine Schar (nicht veranschaulicht) und ein oder mehrere Antriebselemente (nicht veranschaulicht). Die Zugstange 46, die Schar und die Antriebselemente können eine geeignete Form aufweisen, wie beispielsweise jede in der vorliegenden Anmeldung offenbarte Form. Die Kreisanordnung 48 beinhaltet ein Kreiselement 78, einen oder mehrere Scharverbinder (nicht veranschaulicht), eine oder mehrere Verschleißstreifenhalterungen 122 und einen oder mehrere Verschleißstreifen 124. Das Kreiselement 78 wird, wie oben in Bezug auf 7 und 8 beschrieben, aus einem Hohlkastenprofil gebildet. Zusätzlich beinhaltet das Kreiselement 78 eine Vielzahl von Zähnen 126, die derart ausgebildet sind, dass sie mit einem oder mehreren Antriebselementen in Eingriff gebracht werden können, damit sich das Kreiselement 78 relativ zur Zugstange 46 drehen kann. Die Verschleißstreifenhalterungen 122 sind an dem Kreiselement 78 befestigt und zur Aufnahme der Verschleißstreifen 124 ausgebildet und positionieren die Verschleißstreifen 124, um Verschleiß zwischen dem Kreiselement 78 und den Antriebselementen zu verhindern. Die Verschleißstreifen 124 können lösbar an den Verschleißstreifenhalterungen 122 mit allen geeigneten Mitteln, wie z. B. Bolzen, Stiften, Klammern, Dübeln, Löten, Kleben oder formschlüssig, mit der Geometrie des Teils verbunden werden. In bestimmten Ausführungsformen können die Verschleißstreifen 122 Messingblöcke sein.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Zu den offenbarten Arbeitsmaschinen 10 gehört eine DCM 20 mit einer Kreisanordnung 48, die im Vergleich zu den derzeitigen Kreisanordnungen billiger und einfacher herzustellen ist. Darüber hinaus bietet das in der vorliegenden Anmeldung beschriebene DCM 20 im Vergleich zu den aktuellen DCMs eine kleinere Schnittstelle zwischen den einrastenden Komponenten, was zu einem geringeren Wartungsaufwand an der Arbeitsmaschine führt.
Die Kreisanordnung 48 weist ein Kreiselement 78 auf, das aus einem Hohlkastenprofil gebildet wird. Ein Hohlkastenprofil kann z. B. durch Zusammenschweißen von Platten, Zusammenschrauben von Platten, Zusammenstecken von Platten, Zusammenschnappen von Platten, Zusammenlöten von Platten, Zusammengießen von Platten, Zusammenstecken von Platten usw. gebildet werden. Das Walzschmieden hat im Vergleich dazu eine kleine Versorgungsbasis und ist ein teures Verfahren. Dementsprechend ist ein Kastenprofil im Vergleich zu einem walzgeschmiedeten Kreiselement billiger und leichter herzustellen.
Ein Kreiselement 78, das aus einem Kastenprofil gebildet wird, ermöglicht auch die kundenspezifische Anpassung des Innen- und Außendurchmessers ID, OD (7) des Kreiselements 78 ohne übermäßige Kosten. Das heißt, die Herstellung eines walzgeschmiedeten Rings ist teuer und hat eine kleine Versorgungsbasis, was bedeutet, dass die mit der Anpassung der Abmessungen eines walzgeschmiedeten Kreiselements verbundenen Kosten schwierig und teuer wären. Im Vergleich dazu kann ein Hohlkastenprofil angepasst werden, ohne dass die Kosten für seine Herstellung wesentlich beeinflusst werden. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch ein Kreiselement 78 mit einer größeren Dicke T (8) möglich ist, was die Schnittstelle zwischen den eingreifenden Komponenten von DCM 20 reduziert. Das heißt, im Hinblick auf die in den 2-8 gezeigte Ausführungsform erlaubt die größere Dicke T des Kreiselements 78 die Verwendung eines Ringlagers 82 mit kleinerem Durchmesser D (5), wodurch Größe, Gewicht und Kosten des Ringlagers reduziert werden. Im Hinblick auf die in 9 gezeigte Ausführungsform erfordert die größere Dicke T des Kreiselements 78 die Verwendung von weniger Verschleißstreifen 124 und einen kleineren Bewegungsweg für die Verschleißstreifen (im Vergleich zu Ausführungsformen, die eine größere Schnittstelle zwischen den eingreifenden Komponenten aufweisen), was die Kosten aufgrund der Menge der Verschleißstreifen und die Zeit zwischen dem Austausch der Verschleißstreifen verringert.
Da außerdem die Verbindung zwischen einer Schar 50 und den Scharverbindungen 80 der Kreisanordnung 48 für verschiedene Arbeitsmaschinen üblich ist, muss der Außendurchmesser OD (7) des Kreiselements 78 der Kreisanordnung 48 oft so bemessen werden, dass er der Scharverbindung 80 entspricht (z. B. so bemessen werden, dass er dem in 5 gezeigten gebogenen Element 100 entspricht). Um die Schnittstelle zwischen den eingreifenden Komponenten von DCM 20 zu reduzieren (durch Verringerung des Innendurchmessers ID des Kreiselements 78), muss dementsprechend die Dicke T des Kreiselements 78 erhöht werden. Wie oben erörtert, ist die Erhöhung der Dicke eines walzgeschmiedeten Rings oder einer gefertigten Ringplatte schwierig und teuer.
Ein aus einem Hohlkastenprofil gebildetes Kreiselement 78 weist auch eine höhere Steifigkeit auf als die derzeitigen walzgeformten Ringe und gefertigten Ringplatten, was vorteilhaft ist, um ein Durchbiegen des Kreiselements 78 während des Einsatzes der Arbeitsmaschine 10 zu verhindern. Das heißt, ein Hohlkastenprofil hat ein höheres Widerstandsmoment als ein walzgeformter Ring und eine gefertigte Ringplatte, was bedeutet, dass das aus einem Hohlkastenprofil gebildete Kreiselement 78 in der Lage ist, mehr Kraft ohne Biegung aufzunehmen als ein walzgeformtes oder gefertigtes Ringplattenkreiselement.
Während verschiedene erfinderische Aspekte, Konzepte und Merkmale der Erfindungen hierin als in Kombination mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben und veranschaulicht sind, können diese verschiedenen Aspekte, Konzepte und Merkmale in vielen alternativen Ausführungsformen verwendet werden, entweder einzeln oder in verschiedenen Kombinationen und Unterkombinationen davon. Sofern hierin nicht ausdrücklich ausgeschlossen, sollen alle derartigen Kombinationen und Unterkombinationen in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindungen fallen. Darüber hinaus werden hierin zwar verschiedene alternative Ausführungsformen der verschiedenen Aspekte, Konzepte und Merkmale der Erfindungen beschrieben - wie z. B. alternative Materialien, Strukturen, Konfigurationen, Verfahren, Schaltkreise, Vorrichtungen und Komponenten, Software, Hardware, Steuerlogik, Alternativen hinsichtlich Form, Passform und Funktion usw. - doch sollen diese Beschreibungen keine vollständige oder erschöpfende Liste der verfügbaren alternativen Ausführungsformen sein, unabhängig davon, ob sie gegenwärtig bekannt sind oder erst später entwickelt werden. Fachleute auf dem Gebiet können ohne weiteres einen oder mehrere der erfinderischen Aspekte, Konzepte oder Merkmale in zusätzliche Ausführungsformen und Verwendungen innerhalb des Anwendungsbereichs der vorliegenden Erfindungen übernehmen, auch wenn diese Ausführungsformen hierin nicht ausdrücklich offenbart sind.
Auch wenn einige Merkmale, Konzepte oder Aspekte der Erfindungen hierin als eine bevorzugte Anordnung oder ein bevorzugtes Verfahren beschrieben sind, soll diese Beschreibung nicht den Eindruck erwecken, dass ein solches Merkmal erforderlich oder notwendig ist, es sei denn, dies wird ausdrücklich angegeben. Zum besseren Verständnis der vorliegenden Offenbarung können noch weitere, beispielhafte oder repräsentative Werte und Bereiche aufgenommen werden; diese Werte und Bereiche sind jedoch nicht einschränkend auszulegen und nur dann als kritische Werte oder Bereiche gedacht, wenn dies ausdrücklich angegeben wird. Darüber hinaus können zwar verschiedene Aspekte, Merkmale und Konzepte hierin ausdrücklich als erfinderisch oder als Teil einer Erfindung bezeichnet werden, doch soll eine solche Bezeichnung nicht ausschließlich sein, sondern es kann vielmehr erfinderische Aspekte, Konzepte und Merkmale geben, die hierin vollständig beschrieben werden, ohne ausdrücklich als solche oder als Teil einer bestimmten Erfindung bezeichnet zu werden. Beschreibungen beispielhafter Verfahren oder Vorgehensweisen beschränken sich weder darauf, alle Schritte als in allen Fällen erforderlich zu betrachten, noch ist die Reihenfolge, in der die Schritte dargestellt werden, als erforderlich oder notwendig auszulegen, es sei denn, es wird ausdrücklich darauf hingewiesen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 3470967 [0003]

Claims

Arbeitsmaschine, umfassend: einen Rahmen; mindestens eine mit dem Rahmen verbundene lenkbare Traktionsvorrichtung; mindestens eine mit dem Rahmen verbundene angetriebene Traktionsvorrichtung; und eine mit dem Rahmen verbundene Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung („DCM“), wobei die DCM-Anordnung umfasst: eine mit dem Rahmen schwenkbar verbundene Zugstange; eine drehbar mit der Zugstange verbundene Kreisanordnung, wobei die Kreisanordnung ein Kreiselement umfasst, das ein Hohlkastenprofil beinhaltet; eine mit der Kreisanordnung verbundene Schar; und mindestens ein Antriebselement, das zum Drehen der Kreisanordnung relativ zur Zugstange ausgebildet ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei die DCM-Anordnung ferner ein mit der Schar verbundenes Schild umfasst.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Kreisanordnung der DCM-Anordnung ferner ein mit der Zugstange und dem Kreiselement verbundenes Ringlager umfasst, wobei das Ringlager mit dem mindestens einen Antriebselement betriebsfähig verbunden ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, wobei das Ringlager einen Innenring und einen Außenring umfasst, wobei der Innenring und der Außenring relativ zueinander drehbar sind.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 4, wobei der Außenring an der Zugstange durch ein oder mehrere Befestigungselemente befestigt ist, und wobei der Innenring an dem Kreiselement der Kreisanordnung durch ein oder mehrere Befestigungselemente befestigt ist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 5, wobei der Innenring des Lagers eine Vielzahl von Zähnen aufweist, die mit dem mindestens einen Antriebselement betriebsfähig verbunden sind.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, wobei das Ringlager einen Außendurchmesser von weniger als oder gleich 2.000 mm aufweist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei das Kreiselement der Kreisanordnung einen Innendurchmesser von weniger als oder gleich 2.100 mm aufweist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei das Hohlkastenprofil des Kreiselements eine Vielzahl von Platten umfasst, die miteinander verschweißt sind.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 9, wobei das Hohlkastenprofil eine rechteckige Form aufweist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Kreisanordnung der DCM-Anordnung ferner eine oder mehrere Verschleißstreifenhalterungen und einen oder mehrere Verschleißstreifen aufweist, wobei die eine oder die mehreren Verschleißstreifenhalterungen mit dem Kreiselement verbunden sind, und wobei der eine oder die mehreren Verschleißstreifen lösbar mit der einen oder den mehreren Verschleißstreifenhalterungen verbunden sind.
Die Arbeitsmaschine nach Anspruch 11, wobei der eine oder die mehreren Verschleißstreifen Messingblöcken umfassen.
Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung („DCM“), für eine Arbeitsmaschine, die DCM-Anordnung umfassend: eine zur schwenkbaren Verbindung mit einem Rahmen der Arbeitsmaschine ausgebildete Zugstange; eine drehbar mit der Zugstange verbundene Kreisanordnung, wobei die Kreisanordnung ein Kreiselement umfasst, das ein Hohlkastenprofil beinhaltet; und eine mit der Kreisanordnung verbundene Schar.
DCM-Anordnung nach Anspruch 13, ferner umfassend mindestens ein Antriebselement, das zum Drehen der Kreisanordnung relativ zur Zugstange ausgebildet ist.
DCM-Anordnung nach Anspruch 13, wobei die Kreisanordnung der DCM-Anordnung ferner ein Ringlager umfasst, das mit der Zugstange und dem Kreiselement verbunden ist.
DCM-Anordnung nach Anspruch 15, wobei das Ringlager einen Innenring und einen Außenring umfasst, wobei der Innenring und der Außenring relativ zueinander drehbar sind, und wobei der Außenring an der Zugstange befestigt ist und der Innenring an dem Kreiselement der Kreisanordnung befestigt ist.
DCM-Anordnung nach Anspruch 15, wobei das Ringlager einen Außendurchmesser von weniger als oder gleich 2.000 mm aufweist.
DCM-Anordnung nach Anspruch 13, wobei das Kreiselement der Kreisanordnung einen Innendurchmesser von weniger als oder gleich 2.100 mm aufweist.
DCM-Anordnung nach Anspruch 13, wobei die Kreisanordnung der DCM-Anordnung ferner eine oder mehrere Verschleißstreifenhalterungen und einen oder mehrere Verschleißstreifen aufweist, wobei die eine oder die mehreren Verschleißstreifenhalterungen mit dem Kreiselement verbunden sind, und wobei der eine oder die mehreren Verschleißstreifen lösbar mit der einen oder den mehreren Verschleißstreifenhalterungen verbunden sind.
Arbeitsmaschine, umfassend: einen Rahmen; mindestens eine mit dem Rahmen verbundene lenkbare Traktionsvorrichtung; mindestens eine mit dem Rahmen verbundene angetriebene Traktionsvorrichtung; und eine mit dem Rahmen verbundene Zugstangen-Kreis-Streichblech-Anordnung („DCM“), wobei die DCM-Anordnung umfasst: eine mit dem Rahmen schwenkbar verbundene Zugstange; eine drehbar mit der Zugstange verbundene Kreisanordnung, wobei die Kreisanordnung umfasst: ein Kreiselement das ein Hohlkastenprofil umfasst; ein Ringlager, das einen Innenring und einen Außenring aufweist, wobei der Innenring mit dem Kreiselement und der Außenring mit der Zugstange verbunden ist, und wobei ein Außendurchmesser des Ringlagers kleiner als oder gleich 2.000 mm ist. eine mit der Kreisanordnung verbundene Schar; und mindestens ein mit dem Ringlager betriebsfähig verbundenes Antriebselement, wobei das mindestens eine Antriebselement ausgebildet ist, um zur Drehung des Kreiselements relativ zur Zugstange in das Ringlager einzugreifen.