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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Raupenarbeitsmaschinen und insbesondere auf ein Kettenrad,
welches Zähne
besitzt, die an einer Nabe durch zusammen zu drückende Antriebsglieder montiert
ist.
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Hintergrund
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Umweltregelungen, sowohl in den vereinigten
Staaten als auch in anderen Ländern,
richten sich immer mehr an die Unterdrückung von Geräuschen, die
von Baumaschinen ausgesandt werden, wie beispielsweise von Raupenarbeitsmaschinen.
Bei Raupenarbeitsmaschinen sind die Unterfahrgestellkomponenten
oft die hauptsächlich
zum Gesamtgeräusch
der Maschine beitragenden Komponenten. Die Unterfahrgestellkomponenten
weisen endlose Raupenketten auf, Antriebskettenräder, Leerlaufräder und
Raupenrollen.
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Es ist viel Mühe auf die Verringerung von
Geräuschen
in Unterfahrgestellanordnungen gerichtet worden. Beispielsweise
beschreibt das US-Patent 4 881 930, ausgegeben am 21. November 1989
an Thomas E. Oertley eine Endlosraupen- kettenradanordnung mit einer
Vielzahl von ersetzbaren Zahnstrukturen, wobei jede Zahnstruktur
elastisch von den benachbarten Zahnstrukturen und von der Kettenradtragnabe
isoliert ist. Jedoch scheinen solche Kettenradanordnungen ziemlich
kompliziert und teuer zu sein und verwendeten kompliziert geformte Stücke.
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Die Erfindung ist darauf gerichtet,
eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
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Zusammenfassung
Erfindung
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Gemäß eines Aspektes der vorliegenden
Erfindung wird eine Antriebsketten radanordnung für eine Raupenmaschine vorgesehen.
Die Antriebskettenradanordnung weist eine Nabe mit einer Aussenumfangsfläche auf.
Eine Vielzahl von Segmenten, die jeweils eine Innenfläche und
eine Außenfläche haben,
sind mit der Nabe verbunden. Eine Nut ist in entweder der Aussenumfangsfläche der
Nabe oder der Innenfläche
der Vielzahl von Segmenten angeordnet. Ein Antriebsglied ist in
der Nut zwischen der Nabe und der Vielzahl von Segmenten positioniert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Seitenansicht einer Raupenmaschine mit einem Antriebskettenrad, welches
die vorliegende Erfindung verkörpert;
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2 ist
eine vergrößerte diagrammartige isometrischer
Ansicht eines Teils des Kettenrades, welches die vorliegende Erfindung
verkörpert;
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
des in 2 gezeigten Kettenrades;
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4 ist
eine schematische Seitenansicht der äußeren Segmente der endlosen
Kette des Kettenrades, welches die vorliegende Erfindung verkörpert; und
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5 ist
eine schematische Seitenansicht der mittleren Segmente der endlosen
Raupe des Kettenrades, welches die vorliegende Erfindung verkörpert.
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Detaillierte
Beschreibung
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Mit Bezug auf die Zeichnungen, und
insbesondere auf 1,
ist eine Raupenmaschine 10 gezeigt. Die Raupenmaschine 10 weist
einen Motor 12 auf, weiter eine Bedienerstation 14,
einen Hauptrahmen 16, eine Antriebskettenradanordnung 18 und vordere
und hintere Leerlaufanordnungen 20. Der Hauptrahmen 16 trägt einen
Raupenrollenrahmen 22, wobei die Leerlaufanordnungen 20 drehbar
daran angebracht sind, genauso wie eine Vielzahl von Tragführungsrollen 24.
Eine Endlosraupe 26 ist um das Antriebskettenrad 18,
die Leerlaufanordnungen 20 und um die Tragführungsrollen 24 herum
gelegt.
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Die Antriebskettenradanordnung 18,
die die vorliegende Erfindung verkörpert, ist in den 2-5 veranschaulicht. Die Antriebskettenradanordnung 18 dreht
sich um eine Drehachse 28 und hat einen mittig angeordneten
Nabenteil 29, der einen ringförmigen Flansch 30 hat,
der um eine Aussenumfangsfläche 31 der
Nabe 29 herum angeordnet ist. Der Flansch 30 hat
eine äußere umlaufende
Oberfläche 31 mit
einer Vielzahl von beabstandeten Schlitzen 32, die sich in
einer Richtung parallel zur Achse 28 der Antriebskettenradanordnung 18 erstrecken.
Eine Nut 34, die in der Aussenumfangsfläche 31 des Flansches 30 definiert
ist, erstreckt sich ringförmig
zwischen den Schlitzen 32. Die Schlitze 32 schneiden
die ringförmige
Nut, die um den Umfang des Flansches 30 herum definiert
ist.
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Die Antriebskettenradanordnung 18 weist eine
endlose Kette 36 auf, die treibend an dem Flansch 30 der
Nabe 28 montiert ist. Die Kette 36 bildet eine
Vielzahl von Zähnen 38,
die mit den Hülsen der
Endlosraupe 14 zusammenwirken, um die Raupenmaschine 10 anzutreiben.
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Die endlose Kette 36 wird
durch eine Vielzahl von Kettenradsegmenten getragen, die in einer überlappenden
Weise angeordnet sind, um ein konzentrisches Band zu bilden. Vorzugsweise
ist eine Vielzahl von äußeren bogenförmigen Segmenten 40 Ende
an Ende positioniert und bildet mindestens zwei konzentrische Bänder oder
Reihen um dem Flansch 30 der Nabe 28. Eine Vielzahl
von mittleren bogenförmigen Segmenten 42 ist
Ende an Ende in einem einzigen Band oder einer einzigen Reihe positioniert,
die um den Flansch 30 der Nabe 28 herum positioniert
ist, und zwischen den zwei Bändern
der äußeren bogenförmigen Segmente 40,
wie in 2 veranschaulicht.
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Ein typisches Segment der äußeren bogenförmigen Segmente 40 ist
in 4 veranschaulicht. Jedes
der äußeren bogenförmigen Segmente 40 hat einen
ersten Endteil 44, einen zweiten Endteil 46, einen
Zwischenteil 48, mindestens einen Kettenradzahn 38 zum
Kontakt mit der Raupenkette und eine radiale innere Oberfläche 50.
Die ersten und zweiten Endteile 44, 46 haben jeweils
eine Öffnung 52,
die innerhalb von der inneren Oberfläche 50 zum Kettenradzahn 38 hin
positioniert ist. Der innere Teil 48 hat einen axialorientierten
Antriebsschlitz 54, der sich auch nach innen von der Innenseite 50 erstreckt.
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Ein repräsentatives Segment der mittigen bogenförmigen Segmente 240 ist
in 5 gezeigt. Der Aufbau
der mittigen bogenförmigen
Segmente 42 ist ähnlich
jedem der äußeren bogenförmigen Segmente 40.
Jedes der mittigen Segmente 42 hat einen ersten Endteil 60,
einen zweiten Endteil 62, einen Zwischenteil 64,
mindestens einen Kettenradzahn 38 und eine bogenförmige innere
Oberfläche 66.
Die ersten und zweiten Endteile 60, 62 weisen
jeweils eine Öffnung 68 auf.
Der Zwischenteil 64 weist einen axialorientierten Antriebsschlitz 70 auf,
der sich von der Innenseite 64 erstreckt. Die ersten und
zweiten Endteil 60, 62 weisen jeweils einen sich
radial erstreckenden Ansatz 72 auf, der geeignet ist, um
innerhalb der ringförmigen
Nut 34 aufgenommen zu werden, die in dem Flansch 30 der
Nabe 29 definiert ist. Die Antriebsschlitze 54, 70 in
den äußeren und
inneren Segmenten 40, 52 sind im wesentlichen
gleich beabstandet zwischen den ersten Enden 44, 60 und den
zweiten Enden 46, 62 positioniert und erstrecken sich
zu den Kettenradzähnen 38 nach
innen von der radial innersten Fläche 55, 60 der
jeweiligen Segmente 40, 42. Zusätzlich hat
jedes der äußeren und mittigen
Segmente 40, 42 einen bogenförmigen Teil 76 des
Antriebsschlitzes 54, 70, der in sowohl dem ersten
Endteil 44, 60 als auch dem zweiten Endteil 46, 62 angeordnet
ist, die mit einem vorderen oder folgenden Segment 40, 52 zusammenarbeiten,
welches in dem gleichen kreisförmigen
Band oder der gleichen Reihe angeordnet ist, um einen vollständigen Schlitz
der Antriebsschlitze 54, 70 vorzusehen. Somit
hat jedes der Segmente 40, 52 einen vollen Antriebs schlitz 54, 70 und
ein Paar von bogenförmigen
Teilschlitzen oder zusammengesetzten Antriebsschlitzen 46.
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Die endlose Kette 36 wird
zuerst selbst zusammengebaut und dann auf dem Flansch 30 der Kettenradnabe 28 montiert,
wie in 2 veranschaulicht.
Vorteilhafterweise sind die bogenförmigen Segmente 40, 42 so
positioniert, dass eine der Öffnungen 52, 68 benachbart
zum ersten Endteil 44, 60 von einem Segment mit
der Öffnung 52, 68 benachbart
zu einem zweiten Ende eines benachbarten Segments 40, 42 ausgerichtet
ist. Somit sind benachbarte Reihen von Segmenten 40, 42 so
positioniert, dass die Öffnungen 52, 68 von
einem Segment mit der anderen der Öffnungen 52, 68 an
einem gegenüberliegenden
Ende der jeweiligen benachbart angeordneten Segmente ausgerichtet
ist.
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Die Einführung eines Stiftes 78 durch
die jeweils ausgerichteten Öffnungen 52, 68 in
den äußeren und
inneren Segmenten 40, 42 verbindet die äußeren und
inneren Segmente 40, 42 miteinander, um die endlose
Raupe 36 zu bilden. Die äußeren Enden von jedem Stift 78 sind
wünschenswerterweise
an die Außenseite
der äußersten
bogenförmigen
Segmente 40 angeschweißt.
Die zusammengebaute Kette 36 wird dann über dem Flansch 30 installiert
durch Ausrichten der sich radial erstreckenden Ansätze 72 der mittigen
Segmente innerhalb der Schlitze 32 in dem äußeren Flansch 30 der
Nabe 29. die Kette 36 wird dann über dem
Flansch 30 geschoben, bis die sich nach innen erstreckenden
Ansätze 72 axial
mit der ringförmigen
Nut 34 ausgerichtet sind, die in dem Flansch 30 geformt
wird. Nachdem die Kette 36 axial auf dem Flansch 30 ausgerichtet
ist, wird sie radial gerollt, um die Antriebsschlitze 54, 70 der
Segmente 40, 42 in radiale Ausrichtung mit den Öffnungen
des Schlitze 32 in dem Flansch zu bringen. An dieser Position
sind die sich nach innen erstreckenden Ansätze 72 des mittigen
Segmentes 42 in der ringförmigen Nut 32 zwischen
den Schlitzen 32 positioniert.
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Nach der Ausrichtung der Antriebsschlitze 54, 70 in
jedem Segment 40, 42 mit den sich axial erstreckenden
Antriebsschlitzen 32 in dem Flansch 30 wird eine
Vielzahl von sich axial erstreckenden zusammen zu drückenden
Antriebs- gliedern 80 in den ausgerichteten Antriebsschlitzen 54, 70 und
den Antriebsschlitzen 32 positioniert. Die Antriebsglieder 80 sind
rohrförmige
metallische Glieder mit einem vorbestimmten Durchmesser, einer Länge und
einer Wanddicke, die an diesem Platz gepresst werden. Alternativ
können
die Antriebsglieder 80 aus getrennten Schichten aus Metall
und Elastomer aufgebaut sein, die aufgerollt sind, so dass sie die
erforderliche Länge
und den erforderlichen Durchmesser haben. Die endlose Kette 36 wird
dadurch auf der Nabe 28 durch die Vielzahl von Antriebsgliedern 80 innerhalb der
axial ausgerichteten Antriebsschlitzen 54, 70 in den
Segmenten 40, 42 und in den Antriebsschlitzen 32 getragen,
die in dem Flansch 30 der Nabe 29 definiert sind.
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Wenn sie zusammengebaut ist, werden
die radial innersten Flächen 50, 66 der
endlosen Kette 36 um eine kleine Distanz weg von der äußeren Fläche 31 des
Flansches 30 durch die Antriebsglieder 80 getragen.
Während
des Betriebs der Raupenmaschine 10 bewirkt die kontinuierliche
Stossbelastung zwischen der endlosen Raupe 26 und dem Kettenrad 18 und
das Gewicht der Raupenmaschine 10, dass die Antriebsglieder 80 komprimiert
werden und in ihre ursprüngliche
Form zurückkehren.
Das Ausmaß der Kompression,
der die Antriebsglieder 80 unterworfen sind, wird durch
das anfängliche
freie Spiel zwischen den Oberflächen 50, 66 der
Segmente 40, 42 und der Außenseite 31 des Flansches 30 beschränkt.
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In einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel
ist eine radiales Spiel von ungefähr 1–3 mm zwischen der Aussenumfangsfläche 31 des
Flansches und den radial inneren Flächen 50, 66 der
Segmente 40, 42 vorgesehen, wenn sie auf der Nabe 29 montiert
ist. Die Unterseiten der sich radial erstreckenden Ansätze der
mittigen Segmente 42 sind um eine ähnliche Distanz vom Unterteil
der ringförmigen Nut 34 in
dem Flansch 30 beabstandet.
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In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung besteht die endlose Kette 36 aus
zwei Reihen oder Bändern
von äußeren Segmenten 40,
die auf jeder Seite einer einzelnen Reihen oder eines Bandes von
mittigen Segmenten 42 angeordnet sind. In anderen Ausführungsbeispielen
kann die Kette 36 aus weniger Segmenten aufgebaut sein,
beispielsweise ein einziges Band von äußeren Segmenten 40,
welches auf jeder Seite eines mittigen Bandes von mittigen Segmenten 42 angeordnet
ist, oder alternativ mehr als zwei Bändern von äußeren Segmenten 40 auf
jeder Seite des mittigen Bandes. Es ist ungeachtet der Anzahl der
benachbarten Reihen oder Bändern
der Segmente 40, 42, die verwendet werden, um
die endlose Kette 36 zu formen, wünschenswert, dass die Stift 78 sich
durch mindestens drei der Segmente 40, 42 erstrecken,
die in benachbarter Beziehung um den Umfang des Flansches 31 herum
angeordnet sind.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Das Antriebskettenrad 18 ist
insbesondere beim Antrieb der Endlosraupe 26 von Raupenmaschinen 10 nützlich,
die in Gebieten arbeiten, die empfindlich für das Ausmaß an Geräuschen sind, die von solchen
Raupenmaschinen 10 erzeugt werden. Die Antriebsglieder 80,
die zwischen dem äußeren Flansch 30 der
Nabe 29 und den Segmenten 40, 42 positioniert
sind, sehen eine Unterstützung
nach Art eines kompressiblen Kissens für die endlose Kette 36 vor,
die um das Antriebskettenrad 18 herum gelegt ist, wobei
sie dadurch effektiv die Geräusche
verringern, die durch die Raupenarbeitsmaschine 10 übertragen
werden. Die Antriebsglieder 80 helfen nicht nur bei der
Unterdrückung
des Geräusches
sondern sind auch eine robuste Anordnung, die in Umgebungen nützlich ist,
wo ein Elastomermaterial oder ein aus Gummi zusammengesetztes Verbundmaterial keine
lange Lebensdauer bieten würde,
wie beispielsweise bei unterschiedlichen Abbauvorgängen von
Mineralien und ähnlichen.
Die äußeren und
mittigen Segmente 40, 42 der endlosen Kette 36 bieten ein
Antriebskettenrad 18, welches aus einfachen Komponenten
aufgebaut ist, die leicht herzustellen sind, und die zuverlässige Mittel
zum Antrieb der Raupenmaschine 10 bieten.
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Andere Aspekte, Ziele und Vorteile
dieser Erfindung können
aus einem Stu dium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten
werden.