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Technisches Gebiet
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Diese Patentveröffentlichung bezieht sich allgemein auf Tandemradanordnungen und insbesondere auf Tandemradanordnungen, die zwei oder mehr Räder aufweisen, die in einer Tandemkonfiguration angeordnet sind.
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Hintergrund
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Tandemradanordnungen haben zwei oder mehr Räder, die in einer Reihe zueinander angeordnet sind. Erdbewegungsmaschinen verwenden beispielsweise Tandemradanordnungen für Anwendungen, die Traktion und Stabilität erfordern, während sie auf rauem Untergrund arbeiten. Eine solche Maschine ist beispielsweise ein Motorgrader bzw. ein Straßenhobel, was eine Maschinenart ist, die typischerweise verwendet wird, um eine flache oder gradierte bzw. abgezogene Oberfläche eines Geländes zu erzeugen. Andere Beispiele von Maschinen oder Fahrzeugen mit Tandemradanordnungen weisen Lastwägen, Zugmaschinen, bewegbare Plattformen, Portalkräne usw. auf. Tandemradanordnungen können hydraulische, elektrische oder mechanische Leistung einsetzen, um eines oder mehrere der Räder in der Anordnung anzutreiben. Bei solchen Anordnungen sind typischerweise beide Räder fähig zur angetriebenen Drehbewegung, vorzugsweise mit gleichen Drehmomenten, sodass die Tandemradanordnung ausgeglichen und stabil bleibt.
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Eine typische Antriebskonfiguration für Tandemräder weist ein sich drehendes Kettenrad auf, welches eines oder mehrere Räder in der Anordnung über Ketten antreibt. Das Kettenrad, die Ketten und die assoziierten Zahnräder sind typischerweise in einer Umhüllung oder einem Träger eingeschlossen, der schwenkbar mit der Maschine an einer Stelle nahe an dem Kettenrad verbunden ist. Die Ketten sind typischerweise angeordnet, um eine gleiche Menge an Drehmoment zu jedem angetriebenen Rad zu liefern, weil sonst ein Moment auf die Tandemradanordnungen aufgebracht werden kann. Dieses Moment kann Instabilitäten verursachen, beispielsweise durch Anheben eines Teils der Tandemradanordnung relativ zu einem anderen Teil, so dass ein oder mehrere Räder der Anordnung nicht vollständig mit der befahrenen Oberfläche in Eingriff kommen.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem Aspekt sieht diese Offenbarung eine Maschine mit einer ausbalancierten Tandemradanordnung vor. Die Maschine weist einen Rahmenteil mit einem Hauptverbindungsarm und einem Stabilisierungsverbindungsarm auf, die schwenkbar damit verbunden sind. Ein erster Befestigungsteil und ein zweiter Befestigungsteil sind schwenkbar mit dem Hauptverbindungsarm und dem Stabilisierungsverbindungsarm verbunden, so dass der Hauptverbindungsarm, der Stabilisierungsverbindungsarm, der erste Befestigungsteil und der zweite Befestigungsteil eine Verbindungsanordnung mit vier Stangen definieren, die dahingehend wirkt, dass sie nicht ausgeglichene bzw. unbalancierte Drehmomentlasten von dem ersten Befestigungsteil und dem zweiten Befestigungsteil auf den Rahmenteil überträgt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt sieht diese Offenbarung eine Tandemantriebsanordnung vor, die schwenkbar mit einem Rahmen einer Maschine verbunden ist. Die Tandemantriebsanordnung weist einen ersten Motor auf, der einen ersten Statorteil und einen ersten Rotorteil definiert. Ein erster Befestigungsteil ist mit dem ersten Statorteil verbunden, und ein erster Satz von Stiftansätzen ist mit dem ersten Befestigungsteil verbunden. Eine erste Stiftöffnung, die in dem ersten Satz von Stiftansätzen ausgeformt ist, erstreckt sich parallel zu einer ersten Drehachse des ersten Rotorteils bezüglich des ersten Statorteils. Ein Hauptverbindungsarm bildet eine erste Hauptstiftöffnung benachbart zu einem ersten Ende davon und eine Lageröffnung, die in einem mittleren Teil davon angeordnet ist. Der Hauptverbindungsarm ist angeordnet, um bezüglich des Rahmens zu schwenken. Ein erster Hauptstift ist in der ersten Hauptstiftöffnung und in der ersten Stiftöffnung angeordnet, die in dem ersten Satz von Stiftansätzen ausgeformt ist. Eine Lastausgleichsanordnung ist mit der Tandemantriebsanordnung so assoziiert, dass die Lastausgleichsanordnung unbalancierte Lasten in der Tandemantriebsanordnung ausbalanciert bzw. ausgleicht, indem sie die nicht ausgeglichene Belastung auf den Rahmen überträgt.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt beschreibt diese Offenbarung eine Tandemantriebsanordnung für eine Maschine. Die Tandemantriebsanordnung weist einen ersten Befestigungsteil auf, der eine erste Stiftöffnung und eine zweite Stiftöffnung formt. Ein zweiter Befestigungsteil formt eine zusätzliche erste Stiftöffnung und eine zusätzliche zweite Stiftöffnung. Eine erste Stange bzw. ein erster Träger ist schwenkbar mit dem Rahmen der Maschine um einen Schwenkpunkt verbunden und bildet eine erste Befestigungsstiftöffnung und eine zweite Befestigungsstiftöffnung. Eine zweite Stange bzw. ein zweiter Träger ist schwenkbar mit dem Rahmen verbunden und bildet eine erste zusätzliche Befestigungsstiftöffnung und eine zusätzliche zweite Befestigungsstiftöffnung. Ein erster Stift erstreckt sich durch die erste Stiftöffnung und die erste Befestigungsstiftöffnung, um schwenkbar den ersten Träger mit dem ersten Befestigungsteil zu verbinden. Ein zweiter Stift erstreckt sich durch die zusätzliche erste Stiftöffnung und die zweite Befestigungsstiftöffnung, um schwenkbar den ersten Träger mit dem zweiten Befestigungsteil zu verbinden. Ein dritter Stift erstreckt sich durch die zweite Stiftöffnung und die erste zusätzliche Befestigungsstiftöffnung, um schwenkbar den zweiten Träger mit dem ersten Befestigungsteil zu verbinden. Ein vierter Stift erstreckt sich durch die zusätzliche zweite Stiftöffnung und die zusätzliche zweite Befestigungsstiftöffnung, um schwenkbar den zweiten Träger mit dem zweiten Befestigungsteil zu verbinden. Zuletzt verbindet ein Rahmenstift schwenkbar den zweiten Träger mit dem Rahmen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1A und 1B sind jeweils Ansichten einer seitlichen und unteren perspektivischen Ansicht einer Motorgrader-Maschine gemäß der Offenbarung.
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2 ist eine Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels für eine Lastausgleichsanordnung gemäß der Offenbarung.
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2A ist eine Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels für eine Lastausgleichsanordnung gemäß der Offenbarung.
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3 ist eine Ansicht von noch einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel für eine Lastausgleichsanordnung gemäß der Offenbarung.
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4 ist eine Seitenansicht der Lastausgleichsanordnung, die in 3 gezeigt ist.
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5 ist eine Seitenansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Lastausgleichsanordnung gemäß der Offenbarung.
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6 ist eine Seitenansicht eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels für eine Lastausgleichsanordnung gemäß der Offenbarung.
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Detaillierte Beschreibung
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Ein Motorgrader bzw. Straßenhobel wird in der folgenden Beschreibung als ein Beispiel zur Veranschaulichung der verschiedenen Antriebs- und Lastausgleichsanordnungen verwendet, die bei Maschinen mit Tandemantriebsanordnungen verwendet werden können. Wie klar sein wird, kann jegliches andere Fahrzeug mit einer Tandemantriebsanordnung die hier beschriebenen Vorteile nutzen.
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Eine Seitenansicht einer Maschine 100 in diesem Beispiel eines Motorgraders 101 ist in 1A gezeigt. Der Ausdruck „Maschine” wird im Allgemeinen verwendet, um jegliche Maschine zu beschreiben, die zumindest ein Antriebsrad hat, welches direkt von einem Motor angetrieben wird, der mit dem Rad verbunden ist, beispielsweise durch elektrische oder hydrostatische Leistung. Eine Maschine mit einem hydrostatisch betriebenen Antriebskreislauf zur Bewegung der Maschine über das Gelände und mit einem hydraulisch betätigten Werkzeugkreislauf, der ein Werkzeug zur Ausführung von verschiedenen Maschinenaufgaben betreibt, wird hier zur Veranschaulichung beschrieben, jedoch wird jegliche andere Art des Antriebs einer Maschine in Betracht gezogen, beispielsweise die Verwendung von elektrisch betriebenen Motoren und/oder Betätigungsvorrichtungen. Ein alternatives Ausführungsbeispiel für die Maschine 100 kann beispielsweise einen Generator oder eine andere Vorrichtung aufweisen, die eine alternative Form von Energie erzeugt, wie beispielsweise elektrische Leistung.
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Der in 1 gezeigte Motorgrader 101 weist im Allgemeinen einen zweiteiligen Rahmen auf, der aus einem Motorrahmen 102 und einem Werkzeugteil 104 aufgebaut ist. Alternativ kann der Motorgrader 101 einen einteiligen Rahmen aufweisen. Der Motorrahmen 102 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Werkzeugteil 104 durch einen (nicht gezeigten) Schwenkpunkt bzw. ein Schwenklager verbunden. Der Werkzeugteil 104 weist eine Bedienerkabine 106 und zwei Laufräder 108 auf (von denen nur eines sichtbar ist), die mit dem Erdboden in Kontakt stehen. Eine Schaufel oder ein Schild 110 ist entlang eines mittleren Teils des Werkzeugteils 104 aufgehängt. Das Schild 110 kann selektiv eingestellt werden, um mit dem Boden auf verschiedenen Höhen und in verschiedenen Winkeln in Eingriff zu kommen, um eine erwünschte Gradierung oder Kontur zu erreichen, während der Motorgrader 101 arbeitet. Eine Einstellung der Position des Schildes 110 wird durch ein System von Betätigungsvorrichtungen erreicht, die im Allgemeinen in 1A als 112 bezeichnet werden, während der Träger für die Belastung, die auf das Schild 110 während des Betriebs einwirkt, durch einen Träger 114 aufgenommen wird, der schwenkbar den Werkzeugteil 104 mit dem Schild 110 verbindet.
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Der Motorrahmen 102 trägt einen (nicht sichtbaren) Motor, der vor den Elementen bzw. der Einwirkung von außen durch eine Motorabdeckung 116 geschützt wird. Der Motor liefert die Leistung, die nötig ist, um den Motorgrader 101 anzutreiben, genauso wie um die verschiedenen Betätigungsvorrichtungen und Systeme des Motorgraders 101 zu betreiben. Wie klar sein wird, können andere Maschinen unterschiedliche Konfigurationen und/oder verschiedene andere damit assoziierte Werkzeuge haben.
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Bei einer hydrostatisch betriebenen Maschine kann der Motor im Motorrahmen 102 mit einer (nicht gezeigten) hydrostatischen Pumpe assoziiert sein, die ein Teil eines Hydrauliksystems sein kann, welches ein Antriebssystem des Motorgraders 101 betreibt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Motorgrader 101 durch zwei Sätze von Antriebsrädern 118 (wobei nur ein Satz sichtbar ist) angetrieben, wobei jeder Satz zwei Räder 118 aufweist, die in einer Tandemkonfiguration entlang eines Trägers 120 angeordnet sind. Wie leichter in der Ansicht der 1B zu sehen ist, welche eine von unten gesehene perspektivische Ansicht des Motorrahmens 102 des Motorgraders 101 ist, sind zwei Träger 120 schwenkbar mit den Enden einer Welle oder Achse 122 an einem jeweiligen Schwenkgelenk oder -lager 123 verbunden, wobei ein Träger 120 auf jeder Seite des Motorgraders 101 angeordnet ist.
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Die Achse 122, welche optional ist, ist mit dem Motorrahmen 102 des Motorgraders 101 über zwei Befestigungsplatten 124 und zwei Stabilisierungsträger verbunden, sodass die Antriebsräder 118 effektiv den Motorgrader 101 antreiben können. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Achse 122 weggelassen werden und die Träger 120 können stattdessen schwenkbar direkt mit dem Motorrahmen 102 verbunden sein. Zumindest eines oder beide der zwei Antriebsräder 118 an dem Träger 120 können aktiv gedreht oder angetrieben werden, und zwar durch einen entsprechenden Motor 128. Wenn nur ein Rad 118 angetrieben ist, kann das andere Rad 118 leerlaufen oder anders gesagt, es kann sich frei relativ zum Träger 120 drehen. In dem in 1B gezeigten Ausführungsbeispiel wird beispielsweise das Antriebsrad 118, welches auf der rechten Seite der Figur gezeigt ist, durch einen Motor 128 angetrieben, während das Antriebsrad 118, welches auf der linken Seite der Figur gezeigt ist, frei- bzw. leerläuft, und somit keinen damit assoziierten Motor 128 hat. Zwei Motoren 128 können verbunden sein, und zwar jeweils einer an entsprechenden Enden der zwei Träger 120. Ein Satz von Leitungen 130 (wobei nur ein Satz gezeigt ist) kann jeden Motor 128 mit einem geeigneten Kreislauf des Motorgraders 101 verbinden, welcher Leistung zum Betrieb der Motoren 128 liefern kann.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine Verbindungsarmanordnung 202 mit vier Trägern bzw. Verbindungsarmen zur Anwendung als ein Teil einer Tandemantriebskonfiguration ist in 2 gezeigt, und ein alternatives Ausführungsbeispiel ist in 2A gezeigt. Maschinenkomponenten, die kein Teil der Verbindungsarmanordnung 202 mit vier Verbindungsarmen sind, sind zur Verdeutlichung weggelassen worden. Die Verbindungsarmanordnung 202 mit vier Verbindungsarmen weist zwei Befestigungsteile 204 auf. Jeder Befestigungsteil 204 ist an einem Ende der Verbindungsarmanordnung 202 mit vier Verbindungsarmen gelegen und kann verwendet werden, um eine Vielzahl von anderen Komponenten oder Systemen zu befestigen bzw. anzubringen, beispielsweise einen hydrostatischen Motor oder einen Elektromotor, der mit einem angetriebenen Rad verbunden ist, oder eine nicht angetriebene Anordnung, die mit einem Laufrad verbunden ist. Jeder Befestigungsteil 204 bildet eine Öffnung 206, die einen Statorteil eines Motors oder einen Träger für ein Laufrad aufnehmen kann. Jeder Befestigungsteil 204 bildet auch zwei Sätze von Stiftansätzen 208, wobei jeder Stiftansatz 208 eine darin ausgeformte Stiftöffnung 210 hat, die sich parallel zur Öffnung 206 erstreckt. Die Befestigungsteile 204 können in vorteilhafter Weise symmetrisch zueinander geformt sein, so dass sie austauschbar bei der Verbindungsarmanordnung 202 mit vier Verbindungsarmen verwendet werden können.
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Zwei Träger oder Verbindungsarme 212 werden verwendet, um die Verbindungsarmanordnung 202 mit vier Verbindungsarmen zu vollenden. Jeder Verbindungsarm 212 kann eine Stiftöffnung 214 benachbart zu jedem Ende davon bilden bzw. aufweisen und kann weiter eine Rahmenstiftöffnung 216 bilden, die angeordnet ist, um schwenkbar jeden Verbindungsarm 212 mit einer Basis 218 zu verbinden. Wie in dieser Figur gezeigt, ist die Rahmenstiftöffnung 216 in der Nähe eines Mittelpunktes jedes Verbindungsarms 212 angeordnet, jedoch ist eine solche Anordnung optional. Die Rahmenstiftöffnung 216 kann im Allgemeinen eine Stiftöffnung sein, die irgendwo entlang des Hauptverbindungsarms 212 ausgeformt ist. Die Basisteile 218 können starr mit dem Motorrahmen 102 des Motorgraders 101 verbunden sein (1) und sie können eine Schwenkbewegung für jeden der Verbindungsarme um die Rahmenstiftöffnung 216 bezüglich des Motorgraders 101 gestatten (1).
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In dem alternativen Ausführungsbeispiel für die Verbindungsarmanordnung 202 mit vier Verbindungsarmen, welches in 2A gezeigt ist, werden gleiche oder ähnliche Komponenten, die bezüglich des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels beschrieben wurden, zu Vereinfachungszwecken unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen beschrieben und bezeichnet, wie sie zuvor verwendet wurden. Entsprechend ist, wie in 2A gezeigt, jeder der zwei Verbindungsarme 212 mit einem Kopfstück 220 verbunden. Jedes Kopfstück 220 bildet die zwei Sätze von Stiftansätzen 208, wobei jeder Stiftansatz 208 eine Stiftöffnung 210 besitzt, die darin ausgebildet ist, welche einen (nicht gezeigten) Stift zur Verbindung mit den zwei Verbindungsarmen 212 aufnimmt. Wie in dem Ausführungsbeispiel der 2 können die zwei Kopfstücke 220 symmetrisch geformt sein, so dass sie austauschbar in der Verbindungsarmanordnung 202 mit vier Verbindungsarmen verwendet werden können.
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Jedes Kopfstück 220, wie in 2A gezeigt, hat einen flachen Teil 222, der an einem Ende davon ausgebildet ist, der gegenüberliegend zur Verbindung der zwei Verbindungsarme 212 ist. Jeder flache Teil 222 bildet eine Vielzahl von mit Gewinde versehenen Befestigungsmittelöffnungen bzw. Schraubenlöchern, die verschraubbar Befestigungsmittel aufnehmen. In dem Ausführungsbeispiel der 2A ist ein hydrostatischer oder elektrischer Motor 224 gezeigt, der mit einem der Kopfstücke 220 verbunden ist. Der Motor 224 bildet einen Befestigungsblock 226, der integral um einen Statorteil 228 des Motor 224 geformt ist oder mit diesem verbunden ist. Der Befestigungsblock 226 kann alternativ mit einem Statorteil einer nicht angetriebenen oder leerlaufenden Radbefestigungsanordnung (nicht gezeigt) verbunden sein. Jeder Befestigungsblock 226 bildet eine flache Oberfläche 230, die mit einem der flachen Teile 222 des Kopfstückes 220 so zusammenpasst, dass der entsprechende Motor 224 mit dem Kopfteil 220 ausgerichtet ist. Befestigungsmittel 232 verbinden den Befestigungsblock 226 mit dem Ende des Kopfstücks 220.
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Eine Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels für eine Verbindungsarmanordnung 302 mit vier Verbindungsarmen ist in 3 gezeigt, wobei eine Seitenansicht in 4 gezeigt ist. Die Verbindungsarmanordnung 302 mit vier Verbindungsarmen ist strukturell ähnlich der in 2 gezeigten Verbindungsarmanordnung 202 mit vier Verbindungsarmen, sie sieht jedoch Verbesserungen der Struktur vor, die für Schwerlastanwendungen geeignet sind, beispielsweise für größere Modelle von Erdbewegungsmaschinen, die für den Bergbau verwendet werden, oder für Maschinen, die vom Militär verwendet werden. Wie bei den vorherigen Figuren, sind Maschinenkomponenten, die kein Teil der Verbindungsarmanordnung 302 mit vier Verbindungsarmen sind, zur Verdeutlichung weggelassen worden.
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Die Verbindungsarmanordnung 302 mit vier Verbindungsarmen weist zwei Befestigungsteile 304 auf. Jeder Befestigungsteil 304 ist an oder nahe einem Ende der Verbindungsarmanordnung 302 mit vier Verbindungsarmen gelegen. Die Befestigungsteile 304 können verwendet werden, um ein Rad zu montieren bzw. anzubringen, welches entweder von einem Motor angetrieben wird oder leerläuft, was bedeutet, dass seine Drehung nicht von einem Motor angetrieben wird. Jeder Befestigungsteil 304 bildet eine Öffnung 306 und einen ersten Satz von Stiftansätzen 308, wobei jeder Stiftansatz 308 eine darin ausgebildete Stiftöffnung 310 hat, die sich parallel zur Öffnung 306 erstreckt. Jeder Befestigungsteil 304 kann weiter einen zweiten Satz von Stiftansätzen 309 bilden, wobei jeder eine Stiftöffnung 311 hat, die darin ausgebildet ist, die sich parallel zu den Stiftöffnungen 310 erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsteile 304 Spiegelbilder voneinander, anders als die bezüglich 2 beschriebenen Befestigungsteile 204, und die Befestigungsteile 304 können nicht austauschbar bei der Verbindungsarmanordnung 302 mit vier Verbindungsarmen verwendet werden.
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Ein Hauptträger oder ein Hauptverbindungsarm 312 bildet eine Hauptstiftöffnung 314 benachbart zu jedem Ende davon und eine Lageröffnung 316 in der Nähe eines Mittelpunktes davon. Der Hauptverbindungsarm 312 ist angeordnet, um schwenkbar jeden der zwei Verbindungsteile 304 mit einem Rahmenlager 318 zu verbinden. Das Rahmenlager 318 kann mit dem Motorrahmen 102 des Motorgraders 101 verbunden sein (1) und kann eine Schwenkbewegung des Hauptverbindungsarms 312 bezüglich des Motorgraders 101 gestatten (1), oder alternativ kann das Rahmenlager 318 mit einer Antriebsachse, beispielsweise der in 1B gezeigten Achse 122, verbunden sein. Auch wenn das Rahmenlager 318 derart gezeigt ist, dass es in der Nähe eines mittleren Teils des Hauptverbindungsarms 312 ist, ist eine solche Anordnung optional. Das Rahmenlager 318 kann im Allgemeinen irgendwo entlang des Hauptverbindungsarms 312 positioniert sein. Zwei Hauptstifte 320 verbinden schwenkbar den Hauptverbindungsarm 312 mit den Befestigungsteilen 304. Jeder Hauptstift 320 läuft durch eine jeweilige Hauptstiftöffnung 314 im Hauptverbindungsarm 312 und durch eine jeweilige Stiftöffnung 310 in den Stiftansätzen 308.
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Ein Stabilisierungsträger oder ein Stabilisierungsverbindungsarm 322 bildet eine Stabilisierungsstiftöffnung 324 benachbart zu jedem Ende davon und eine Stiftöffnung 326 in der Nähe eines Mittelpunktes davon. Die Stiftöffnung kann an irgendeiner Stelle entlang der Länge des Stabilisierungsverbindungsarms 322 ausgeformt sein. Die Stiftöffnung 326 ist angeordnet, um in schwenkbarer Weise jeden der zwei Befestigungsteile 304 mit einem Rahmenstift 328 zu verbinden. Der Stabilisierungsverbindungsarm 322 des Ausführungsbeispiels hat eine „V-Form”, um den größeren Durchmesser des Rahmenlagers 318 aufzunehmen. Der Rahmenstift 328 kann mit dem Motorrahmen 102 des Motorgraders 101 (1) verbunden sein und eine Schwenkbewegung des Stabilisierungsverbindungsarms 322 bezüglich des Motorgraders 101 (1) gestatten. Zwei Stabilisierungsstifte 330 verbinden schwenkbar den Stabilisierungsverbindungsarm 322 mit den Befestigungsteilen 304. Jeder Stabilisierungsstift 330 verläuft durch eine jeweilige Stabilisierungsstiftöffnung 324 in dem Stabilisierungsverbindungsarm 322 und durch eine jeweilige Stiftöffnung 311 in dem zweiten Satz von Stiftansätzen 309.
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Wie in 4 gezeigt, kann der Hauptverbindungsarm 312 bezüglich eines Lagermittelpunktes 402 des Rahmenlagers 318 schwenken. Es wird auch klar sein, dass eine Motoranordnung für ein angetriebenes Rad oder eine Leerlaufgelenkanordnung für ein eingebautes Laufrad einen Rotorteil haben wird, der sich bezüglich eines Statorteils dreht, der in der Öffnung 306 eingebaut ist. Die Drehung von jedem Rad kann bezüglich eines Mittelpunktes 404 auftreten, der wahrscheinlich an oder nahe dem Mittelpunkt der Öffnung 306 gelegen ist. In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Lagermittelpunkt 402 auf der gleichen vertikalen Höhe H1 vom Boden wie der Mittelpunkt 404. Darüber hinaus ist eine horizontale Distanz D1 zwischen dem Lagermittelpunkt 402 und einem der zwei Mittelpunkte 404 für beide Mittelpunkte 404 gleich. Bei dieser Anordnung arbeitet der Stabilisierungsverbindungsarm 322 dahingehend, dass er eine ungleichmäßige Belastung oder ein Nettodrehmoment ausgleicht, das bzw. die dazu tendiert, den Hauptverbindungsarm 312 bezüglich des Lagermittelpunktes 402 zu drehen.
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Die relative Position der Hauptstifte 320 und der Stabilisierungsstifte 330 bezüglich des Lagermittelpunktes 402 kann so eingestellt werden, dass eine Form der Vorbelastung auf die Stifte aufgebracht werden kann, welche einer Belastung entgegenwirkt, die während des Betriebs aufgebracht wird. Die in 5 und in 6 gezeigten Ausführungsbeispiele, die nun folgen, sehen solche Variationen der Relativpositionen vor. In der folgenden Beschreibung werden Elemente von jeder beschriebenen Verbindungsarmanordnung mit vier Verbindungsarmen, welche die gleichen oder ähnlichen Elemente sind, zu Vereinfachungszwecken mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie zuvor verwendet wurden.
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Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Verbindungsarmanordnung 502 mit vier Verbindungsarmen ist in 5 gezeigt. Die Verbindungsarmanordnung 502 mit vier Verbindungsarmen weist zwei Befestigungsteile 304 auf, die mit einem Hauptverbindungsarm 512 verbunden sind. Der Hauptverbindungsarm 512 hat viele Merkmale, die dem Hauptverbindungsarm 312 ähnlich sind, der bezüglich des Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, welches in den 3 und 4 dargestellt ist, jedoch dahingehend abweicht, dass ein Mittelpunkt C1 einer Lageröffnung 516 davon auf einer vertikalen Distanz oder Höhe H2 angeordnet ist, die niedriger ist als jene der Mittelpunkte 404 von jeder Öffnung 306. Auf diese Weise können vertikale Kräfte Fw, die dem Gewicht der Maschine zugeordnet werden können, dabei helfen, gegen Kräfte Ft zu wirken, die aus unausgeglichenem Drehmoment resultieren, die dazu tendieren, den Hauptverbindungsarm 512 bezüglich des Mittelpunktes C1 zu drehen. In dem in 5 gezeigten beispielhaften Zustand wird eine vertikale Kraft Fw, die an der rechten Seite der Figur aufgebracht wird, gegen eine Kraft Ft wirken, sodass ein (nicht gezeigtes) angetriebenes Rad, welches an der rechten Seite der Verbindungsarmanordnung 502 mit vier Verbindungsarmen gelegen ist, einen Kontakt mit dem Erdboden beibehalten wird. Eine Gegenwirkung von Kräften in dieser Weise kann auch den Beitrag einer Kraft von der Verbindungsarmanordnung 502 mit vier Verbindungsarmen verringern, was wiederum die Scherspannungen verringern wird, die in den Hauptstiften 320 und den Stabilisierungsstiften 330 resultieren.
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Ein alternatives Ausführungsbeispiel für eine Verbindungsarmanordnung 602 mit vier Verbindungsarmen ist in 6 gezeigt. Die Verbindungsarmanordnung 602 mit vier Verbindungsarmen weist zwei Befestigungsteile 304 auf, die mit einem Hauptverbindungsarm 612 verbunden sind. Der Hauptverbindungsarm 612 hat viele Merkmale, die dem Hauptverbindungsarm 312 ähnlich sind, der bezüglich des in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, jedoch dahingehend abweicht, dass ein Mittelpunkt C2 einer Lageröffnung 616 davon auf einer vertikalen Distanz oder Höhe H3 angeordnet ist, die niedriger ist als die Mittelpunkte 404 von jeder Öffnung 306. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der Mittelpunkt C2 auf anderen horizontalen Distanzen von jedem der Mittelpunkte 404 positioniert. Somit ist der Mittelpunkt C2 in einer horizontalen Distanz D2 vom Mittelpunkt 404 auf der rechten Seite der Figur positioniert, und in einer unterschiedlichen horizontalen Distanz D3 vom Mittelpunkt 404 auf der linken Seite der Figur. Wie deutlicher in 6 zu sehen ist, ist die Distanz D3 größer als die Distanz D2.
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In dieser Anordnung kann die Verbindungsarmanordnung 602 mit vier Verbindungsarmen so zugeschnitten werden, dass sie Spannungen in den Hauptstiften 320 und in den Stabilisierungsstiften 330 effizienter für unausgeglichene Drehmomente verringern kann, die aus speziellen Bedingungen während des Betriebs resultieren. Die Verbindungsarmanordnung 602 mit vier Verbindungsarmen kann beispielsweise effektiver bei der Verringerung von unausgeglichenen Drehmomenten sein, wenn die Maschine beschleunigt, als sie es kann, wenn die Maschine abbremst, oder wenn die Tandemanordnung ein angetriebenes Rad und ein Laufrad aufweist. Zur Veranschaulichung ist eine Fahrtrichtung der Maschine in 6 durch einen horizontalen Pfeil mit durchgezogener Linie gezeigt. In dieser Fahrrichtung kann die Beschleunigung der Maschine eine Drehmoment T erzeugen, welches dazu tendiert, den Hauptverbindungsarm 612 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, was wiederum tendenziell dazu führen wird, ein (nicht gezeigtes) Antriebsrad vom Boden anzuheben, welches auf der rechten Seite der Figur angeschlossen ist. Um gegen das Drehmoment T zu wirken, wird ein resultierendes Drehmoment von einer Reaktionskraft Fw auf den Hauptverbindungsarm 612 aufgrund des Gewichtes der Maschine aufgebracht. In dieser Anordnung wirkt die Reaktionskraft Fw über einen längeren Hebelarm, die Distanz D3, auf einer Seite des Hauptverbindungsarms 612, als sie es auf der anderen Seite tut, sodass dem Drehmoment T leichter Widerstand geboten wird.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung ist auf Erdbewegungsmaschinen oder anderen Arten von schweren Maschinen anwendbar, die Tandemantriebskonfigurationen verwenden, und sie kann sich auf jegliche Maschine beziehen, die eine gewisse Art eines Betriebs ausführt, der mit einem Industriezweig assoziiert ist, wie beispielsweise Bergbau, Bau, Ackerbau, Transport und mit irgendeinem anderen in der Technik bekannten Industriezweig. Die Erdbewegungsmaschine kann beispielsweise ein Radlader, ein Bagger, ein Kipplastwagen, ein Baggerlader, ein Motorgrader bzw. Straßenhobel, eine Materialhandhabungsmaschine bzw. ein Gabelstapler oder Ähnliches sein. Irgendwelche Werkzeuge können verwendet und für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden, die beispielsweise das Beladen, das Verdichten, das Anheben und das Bürsten bzw. Fegen aufweisen, und dies können beispielsweise Schaufel, Verdichtungsvorrichtungen, Gabelhubvorrichtungen, Bürsten, Greifvorrichtungen, Schneidvorrichtungen, Scheren, Schilde, Brecher oder Hämmer, Schnecken und weitere sein. Obwohl eine Tandemantriebsanordnung in Bezug auf die Verwendung von Motoren beschrieben wurde, wird weiter klar sein, dass die Vorrichtungen und Verfahren zum Ausgleich einer Last, die hier beschrieben wurden, gleichfalls auf Antriebsanordnungen anwendbar sind, die unterschiedliche andere Formen von Bewegungs- bzw. Antriebsvorrichtungen verwenden, beispielsweise Elektromotoren, pneumatische Vorrichtungen usw. oder Kombinationen davon, oder die angetriebene Räder und Laufräder aufweisen, die mit einem einzelnen Träger verbunden sind, und sie können auch auf andere Industriezweige anwendbar sein, wie beispielsweise auf elektrisch angetriebene Räder für Fahrzeuge, die mit Schienenfahrzeugen assoziiert sind, usw. Ungeachtet der Art der verwendeten Maschine oder der Art des eingesetzten Werkzeuges sind die hier beschriebenen Verfahren in vorteilhafter Weise fähig, die Leistung jeglicher Maschine zu verbessern, indem sie die Brennstoffausnutzung verbessern und die Anhaltedistanzen bzw. Bremswege für Maschinen mit Tandemantriebsanordnungen verringern, indem sie sicherstellen, dass alle Antriebsräder der Maschine in Kontakt mit einer Substratoberfläche sind, ihre Last gleichmäßig verteilt ist und Spannungen in verschiedenen Komponenten der Antriebsanordnungen verringert werden.
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Zusammenfassung
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TANDEMRADANORDNUNG
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Eine Maschine weist einen Rahmenteil und eine Tandemradanordnung auf, die einen Hauptverbindungsarm und einen Stabilisierungsverbindungsarm aufweist, die schwenkbar mit dem Rahmenteil verbunden sind. Ein erster Befestigungsteil und ein zweiter Befestigungsteil sind schwenkbar mit dem Hauptverbindungsarm und dem Stabilisierungsverbindungsarm verbunden, so dass der Hauptverbindungsarm, der Stabilisierungsverbindungsarm, der erste Befestigungsteil und der zweite Befestigungsteil eine Verbindungsarmanordnung mit vier Verbindungarmen definieren, die dahingehend wirkt, dass sie nicht ausgeglichene Drehmomentbelastungen von dem ersten Befestigungsteil und von dem zweiten Befestigungsteil auf den Rahmenteil überträgt.
