DE112011104493T5

DE112011104493T5 - Drehbares Leitrad für ein Unterwagensystem eines Kettenfahrzeugs

Info

Publication number: DE112011104493T5
Application number: DE112011104493T
Authority: DE
Inventors: Alexei Yelistratov
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2013-10-17
Anticipated expiration: 2031-11-11
Also published as: DE112011104493B4; US8770676B2; WO2012087449A1; US20120153713A1; AU2011345246B2; AU2011345246A1; CN103282267A

Abstract

Ein Unterwagensystem (14) für ein Kettenfahrzeug (10) enthält eine Bodeneingriffsgleiskette (16) und ein Leitrad (30) für die Bodeneingriffsgleiskette (16) mit einer Nabe (32), die aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet ist, und einem ringförmigen Verbundkranz (50), der die Nabe (32) abdeckt und aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet ist. Die Nabe (32) enthält einen in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung (48), der ringförmig und konzentrisch zu einer Leitradbefestigungsbohrung (33) ist, die durch eine Innenumfangsfläche (44) der Nabe (32) festgelegt ist. Ein erstes und ein zweites Kranzbauteil (56a, 56b) des ringförmigen Verbundkranzes (50) stoßen aneinander und klemmen den in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung (48) ein. Das erste und das zweite anstoßende Kranzbauteil (56a, 56b) enthalten jeweils ein abgestuftes Profil. Das Leitrad (30) kann ein wiederhergestelltes Leitrad mit einer wiederverwendbaren Nabe (32) und einem ringförmigen Austauschverbundkranz (50) sein.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Unterwagensysteme von Kettenfahrzeugen, insbesondere das Versehen einer einstückigen Nabe, die aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet ist, mit einem ringförmigen Verbundkranz, der aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet ist.
Hintergrund
Kettenfahrzeuge werden unter einer Vielzahl von harten Arbeitsbedingungen verwendet. Die Verwendung von Bodeneingriffsketten anstelle von Rädern kann eine verbesserte Traktion, Stabilität und Robustheit eines Maschinensystems liefern. Im Bergbau, im Baugewerbe, bei der Müllentsorgung, in der Forstwirtschaft und in anderen Arbeitsumgebungen können Kettenfahrzeuge auf vorteilhafte Weise verwendet werden. Ein typisches Unterwagensystem eines Kettenfahrzeugs enthält mehrere Bodenplatten, die mittels eines Satzes von Kettengliedern zu einer Endlosgleiskette verbunden sind und sich um ein Antriebskettenrad und ein oder mehrere drehbare Leiträder erstrecken. Viele Unterwagensystemkomponenten sind während eines Betriebs einem Verschleiß aufgrund eines Metall-Metall-Kontakts ausgesetzt. Zusätzlich dazu sind an den meisten Einsatzorten, an denen Kettenfahrzeuge verwendet werden, Abrasionsmaterialien vorhanden. Der Metall-Metall-Kontakt zwischen Unterwagensystemkomponenten, der durch Abrasionsmaterialien noch verstärkt wird, kann Unterwagensysteme einem erheblichen Verschleiß aussetzen.
Eine Drehung eines oder mehrerer Antriebskettenräder und Leiträder bezüglich Komponenten der Gleiskette wie der Kettenglieder und/oder der Bodenplatten, insbesondere bei dem Vorhandensein von Abrasionsmaterialien, die zwischen das Antriebskettenrad oder das Leitrad und die Gleiskette gelangen, kann Material verschleißen, so dass Abmessungen, Kontaktstrukturen und andere geometrische Eigenschaften der betroffenen Bauteile dazu neigen, sich im Laufe der Zeit zu ändern. Viele Unterwagensysteme enthalten Mechanismen, die dazu angepasst sind, einen Verschleiß und die daraus resultierenden geometrischen Änderungen zu kompensieren. Verschiedene Arten von Leitradrückführsystemen werden bei Kettenfahrzeugen zumindest teilweise dazu verwendet, einen gespannten Zustand der Kette beizubehalten, während ermöglicht wird, dass Schutt wie beispielsweise Steine und dergleichen gelegentlich zwischen das sich drehende Leitrad und die Kettengliedern oder die Bodenplatten gelangen kann. Solche Leitradrückführsysteme können inhärent oder durch manuelles Anpassen die vorher erwähnten geometrischen Änderungen kompensieren, die durch den Verschleiß hervorgerufen werden. Beispielsweise kann im Laufe der Zeit eine Außenfläche eines drehbaren Leitrads Material verlieren, so dass ein Durchmesser des Leitrads verringert wird. Wenn ein Leitradrückführsystem vorgesehen ist, kann ein Aktor oder ein anderer Kompensiermechanismus das Leitrad gegen die Kette „drücken”, so dass ein geeigneter gespannter Zustand der Kette beibehalten wird, obwohl sich ein Durchmesser des Leitrads verringert hat oder andere, aufgrund eines Verschleißes auftretende geometrische Änderungen vorliegen.
Wenngleich die Verwendung von Leitradrückführsystemen und dergleichen die Lebensdauer einer Gleiskette verlängern kann, ist schließlich aufgrund des Verschleißes des Leitrads und/oder von anderen Unterwagensystemkomponenten eine Wartung oder Wiederherstellung der Gleiskette notwendig, wenn eine weitere effiziente Verwendung der Maschine oder, in einigen Fällen, überhaupt eine weitere Verwendung der Maschine stattfinden soll. Es ist offensichtlich, dass es wünschenswert ist, bei einer Wiederherstellung oder einer Wartung zumindest einige der Unterwagensystemkomponenten erneut zu verwenden, statt lauter neue Teile zu kaufen. Deshalb können drehbare Leiträder, die einem Verschleiß während eines Betriebs ausgesetzt waren, manchmal repariert und/oder wiederhergestellt werden. Eine Technik zum Wiederherstellen eines Zustands eines abgenutzten Leitrads, der einen erneuten Betrieb ermöglicht, beinhaltet das Hinzufügen von Material zu einer Außenfläche des abgenutzten Leitrads, um dem Leitrad eine Größe und/oder eine Form zu geben, die ähnlich zu der eines neuen Leitrads sind/ist. Wartungstechniker können einen sehr arbeitsintensiven Prozess, der als „Hartmetallbesatz” bekannt ist, durchführen, in dem zahlreiche Materialschichten eine nach der anderen auf der Außenfläche des Leitrads aufgebracht werden. Auch wenn in vielen Fällen ein Hartmetallbesatzprozess wirtschaftlicher sein kann als der Kauf eines neuen Leitrads, können Leiträder, die auf diese Weise repariert werden, eine verringerte Robustheit und eine größere Anfälligkeit für bestimmte Arten von Verschleiß als ein neues Leitrad aufweisen und mit anderen Nachteilen behaftet sein.
Zusammenfassung der Offenbarung
Gemäß einem Aspekt enthält ein drehbares Leitrad für ein Unterwagensystem eines Kettenfahrzeugs eine einstückige Nabe, die eine Drehachse festlegt und aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet ist. Die einstückige Nabe enthält eine Außenumfangsfläche, eine erste und eine zweite Endfläche, die sich auf einer ersten und einer zweiten axialen Seite der einstückigen Nabe befinden, eine Innenumfangsfläche, die eine Leitradbefestigungsbohrung festlegt, und einen in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung. Der in radialer Richtung vorstehende äußere Vorsprung enthält bezüglich der Drehachse in Umfangsrichtung eine ringförmige Konfiguration und ist in axialer Richtung zwischen der ersten und der zweiten Endfläche positioniert. Das drehbare Leitrad enthält ferner einen ringförmigen Verbundkranz, der koaxial zu der einstückigen Nabe ist und aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet ist, wobei der ringförmige Verbundkranz die einstückige Nabe abdeckt und eine Kranzinnenfläche und eine Kettenkontaktkranzaußenfläche mit einem gekrönten Profil aufweist. Der ringförmige Verbundkranz enthält ferner ein erstes und ein zweites Kranzbauteil, die jeweils ein abgestuftes Profil aufweisen. Jedes der Kranzbauteile enthält ferner ein außen liegendes Schultersegment, das relativ fest an die Außenumfangsfläche gepasst ist und sich in axialer Richtung weiter außen als der in radialer Richtung vorstehende äußere Vorsprung befindet, und ein innen liegendes Kronensegment, das relativ lose an die Außenumfangsfläche gepasst ist und in axialer Richtung den in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung überlappt.
Gemäß einem anderen Aspekt beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen eines drehbaren Leitrades für ein Unterwagensystem eines Raupenfahrzeugs das Versehen einer einstückigen Nabe, die aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet ist und eine Drehachse festlegt, mit einem ringförmigen Verbundkranz, der aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet ist. Das Verfahren beinhaltet ferner das Anordnen eines in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprungs der einstückigen Nabe in axialer Richtung zwischen anstoßenden Kranzbauteilen des ringförmigen Verbundkranzes während des Abdeckens der einstückigen Nabe und das Befestigen des ringförmigen Verbundkranzes an der einstückigen Nabe.
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält ein Unterwagensystem für ein Raupenfahrzeug eine Bodeneingriffsgleiskette mit mehreren Bodenplatten und mehreren Kettengleidern, die die Bodenplatten zu einer Endlosgleiskette verbinden. Das Unterwagensystem enthält ferner ein Leitrad für die Bodeneingriffsgleiskette mit einem Leitradkörper, der eine Nabe aufweist, die aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet ist, und einem ringförmigen Verbundkranz, der die Nabe abdeckt und aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet ist. Die Nabe enthält eine Innenumfangsfläche, die eine Leitradbefestigungsbohrung festlegt, eine Außenumfangsfläche und einen in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung. Der in radialer Richtung vorstehende äußere Vorsprung enthält eine ringförmige Konfiguration und ist konzentrisch zu der Leitradbefestigungsbohrung. Der ringförmige Verbundkranz enthält eine Kranzinnenfläche, eine Kettenkontaktkranzaußenfläche mit einem gekrönten Profil und ein erstes und ein zweites anstoßendes Kranzbauteil, die den in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung einklemmen, wobei das erste und das zweite anliegende Kranzbauteil jeweils ein abgestuftes Profil aufweisen und einen Teil der Kranzinnenfläche und einen Teil der Kettenkontaktkranzaußenfläche enthalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung einer Maschine gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine perspektivische Darstellung eines Leitrads für ein Unterwagensystem eines Kettenfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;
3 ist ein Schnitt durch einen Teil eines Unterwagensystems mit einem Leitrad gemäß einer Ausführungsform;
4 ist ein Schnitt durch ein Leitrad gemäß einer anderen Ausführungsform; und
5 ist ein Schnitt durch ein Leitrad gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung
Bezug nehmend auf 1 ist eine Maschine 10 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Die Maschine 10 enthält einen Rahmen 12 und ein Unterwagensystem 14, das mit dem Rahmen 12 verbunden ist. Eine Bedienerkabine 13 ist auf dem Rahmen 12 positioniert, und ein Arbeitswerkzeug 15 ist ebenfalls mit dem Rahmen 12 verbunden. Die Maschine 10 ist als ein Kettendozer dargestellt, es ist jedoch offensichtlich, dass die Maschine 10 auch ein Bagger, ein Kettenlader oder eine andere Maschine sein könnte. Das Arbeitswerkzeug 15 ist als ein Schild dargestellt, es ist jedoch ebenfalls offensichtlich, dass alternativ eine Vielzahl von unterschiedlichen Arbeitswerkzeugen wie eine Schaufel oder dergleichen verwendet werden können.
Das Unterwagensystem 14 enthält ein Antriebskettenrad 22, ein drehbares Leitrad 30, einen Gleiskettenrollenrahmen 28 und eine Bodeneingriffsgleiskette 16. Die Gleiskette 16 kann eine oder zwei Gleisketten enthalten, die auf herkömmliche Weise auf gegenüberliegenden Seiten der Maschine 10 positioniert sein können. Demzufolge ist die vorliegende Beschreibung der Gleiskette 16 und der zugehörigen Komponenten des Unterwagensystems 14 so zu verstehen, dass sie genauso auf eine zweite Gleiskette zutrifft, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Maschine 10 positioniert ist. Die Gleiskette 16 kann eine Kette 17 mit mehreren Bodenplatten 18 enthalten, die zu der Kette 17 verbunden sind und sich in einer Endlosschleife um das Antriebskettenrad 22 und das Leitrad 30 erstrecken. Eine oder mehrere Lagerrollen 24 können ebenso wie mehrere untere Rollen 26 auf herkömmliche Weise mit dem Gleiskettenrollenrahmen 28 verbunden sein. Das Unterwagensystem 14 ist im Zusammenhang mit einer ovalen Kettenkonstruktion gezeigt, es ist jedoch offensichtlich, dass ein Hochantriebskettensystem oder dergleichen verwendet werden könnte, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Ebenfalls Bezug nehmend auf die 2 kann ein drehbares Leitrad 30 eine einstückige Nabe 32 enthalten, die eine Drehachse Z festlegt. Die Nabe 32 kann eine Außenumfangsfläche 34, eine Innenumfangsfläche 44, die eine Leitradbefestigungsbohrung 33 festlegt, und einen ringförmigen Verbundkranz 50 enthalten, der koaxial zu der einstückigen Nabe 32 ist und diese abdeckt. Wie hierin verwendet soll der Ausdruck „Abdecken” bedeuten, dass der Kranz 50 eine äußerste Abdeckung des Leitrads 30 darstellt und über im Wesentlichen der gesamten Außenumfangsfläche 34 liegt. Somit werden Bauteile, die zwischen einer Außenumfangsfläche einer Leitradnabe und einer Kettenkontaktfläche des zugehörigen Leitrads positioniert sind, nicht als „Abdeckung” der Leitradnabe verstanden. Der Kranz 50 kann eine Kranzinnenfläche 52 und eine Kettenkontaktkranzaußenfläche 54 mit einem gekrönten Profil enthalten. Eine erste axiale Seite 40 der Nabe 32 ist in 2 gezeigt, und eine zweite axiale Seite 42 kann im Wesentlichen ein Spiegelbild der ersten axialen Seite 40 sein. Der Kranz 50 kann ferner ein erstes Kranzbauteil 56a und ein zweites Kranzbauteil 56b enthalten, die jeweils annähernd eine Hälfte sowohl der Kranzaußenfläche 54 als auch der Kranzinnenfläche 52 aufweisen können. Jedes der Kranzbauteile 56a und 56b kann ein abgestuftes Profil aufweisen, mit anderen Worten, ein abgestuftes Profil in einer axialen Richtung, dessen Bedeutung im Folgenden ersichtlich werden wird. Wie hierin ferner erörtert, können das Leitrad 30 und andere in Betracht gezogene Ausführungsformen auf einzigartige Weise für eine hohe Lebensdauer und einen hohen Verschleißwiderstand ausgebildet sein, basierend zumindest zum Teil auf einer Auswahl geeigneter Materialien für die Nabe 32 und den Kranz 50 sowie der Verwendung von Verbindungsstrategien zwischen dem Kranz 50 und der Nabe 32 und der Geometrie der jeweiligen Bauteile.
Bezug nehmend auf 3 ist ein Schnitt durch einen Teil eines Unterwagensystems 14 in einer Schnittebene, die die Drehachse Z enthält, gezeigt. Die Konfiguration des Leitrads 30, das in 3 gezeigt ist, kann in jeder anderen Schnittebene, die die Z-Achse enthält, ähnlich oder identisch sein. Die Kranzaußenfläche 54 des ringförmigen Verbundkranzes 50 ist in Kontakt mit Kettenbolzen 21, die zwei Gruppen von Kettengliedern 20 miteinander verbinden, die wiederum mit Bodenplatten 18 verbunden sind. In 3 sind ebenfalls eine erste axiale Endfläche 36 der Nabe 32, die sich auf der ersten axialen Seite 40 befindet, und eine zweite axiale Endfläche 38 der Nabe 32, die sich auf der zweiten axialen Seite 42 befindet, gezeigt. Es sei bemerkt, dass jede der axialen Seitenflächen 36 und 38 bezüglich einer Drehung um die Z-Achse ein wannenförmiges Profil aufweist. Weiter ist in 3 ein in radialer Richtung vorstehender äußerer Vorsprung 48 der Nabe 32 dargestellt. Der äußere Vorsprung 48 kann in Umfangsrichtung um die Z-Achse eine ringförmige Konfiguration aufweisen und ferner ein kontinuierlicher äußerer Vorsprung mit einem gleichmäßigen Querschnittsprofil um die Z-Achse sein, ähnlich zu der Darstellung in 3. Der äußere Vorsprung 48 kann in axialer Richtung zwischen der ersten Endfläche 36 und der zweiten Endfläche 38 positioniert sein und konzentrisch zu der Bohrung 44 sein. Die Kranzbauteile 56a und 56b können ebenfalls konzentrisch zu der Bohrung 44 und somit koaxial zu der Nabe 32 sein.
In 3 sind ferner zusätzliche Merkmale des ringförmigen Verbundkranzes 50 gezeigt. Wie vorher erwähnt, kann der ringförmige Verbundkranz 50 koaxial zu der Nabe 32 sein. Der ringförmige Verbundkranz 50 kann zumindest teilweise deshalb als ein „Verbund” aufgefasst werden, weil er aus mehreren Teilkomponenten wie dem ersten Kranzbauteil 56a und dem zweiten Kranzbauteil 56b ausgebildet ist. Wie bereits angedeutet, ist eine Auswahl von bestimmten Materialien für das Leitrad 30 vorgesehen, um eine verbesserte Lebensdauer und einen verbesserten Verschleißwiderstand zu liefern. Dazu kann jedes der Kranzbauteile 56a und 56b aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet sein. Die Nabe 32 kann aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet sein. Bei einer Ausführungsform kann die Nabe 32 aus einem schweißbaren Stahlgussteil ausgebildet sein, und jedes der Kranzbauteile 56a und 56b kann ein maschinell bearbeitetes Gussteil enthalten oder auf andere Weise aus einem relativ härteren Stahl ausgebildet sein. Beispielhafte Materialien für die Kranzbauteile 56a und 56b beinhalten Legierungen wie 4340-Stahl, AISI 420-Stahl, AISI 440-Stahl oder Hadfield-Stahl. Die Auswahl von geeigneten Materialien kann zumindest zum Teil auf den vorgesehenen Betriebumgebungen basieren, wie hierin weiter beschrieben wird. Derartige Materialien und eine zugehörige Auswahl und Implementierung sind hierin in Verbindung mit dem Leitrad 30 beschrieben, es ist jedoch offensichtlich, dass diese Lehren auf ähnliche Weise auf andere der hierin beschriebenen Ausführungsformen anwendbar sind, sofern nichts anderes angegeben ist.
Wie vorher erwähnt, kann jedes der Kranzbauteile 56a und 56b ein abgestuftes Profil enthalten, wie es in 3 gezeigt ist. Das gezeigte abgestufte Profil ist relativ abrupt abgestuft, dies muss jedoch nicht so sein. Bei anderen Ausführungsformen könnte ein allmählicher abgestuftes Profil verwendet werden. Kranzbauteile, deren Außenfläche einen gleichmäßigen Krümmungsradius in einer axialen Richtung festlegt, würden jedoch im Allgemeinen nicht so aufgefasst werden, dass sie ein „abgestuftes” Profil im Sinne der vorliegenden Anmeldung aufweisen. Die Kranzbauteile 56a und 56b können jeweils ferner außen liegende Schultersegmente 60a und 60b und innen liegende Kronensegmente 62a und 62b aufweisen. Die innen liegenden Kronensegmente 62a und 62b können in einer Ebene P aneinanderstoßen. Bei einer Ausführungsform können die Kranzkomponenten 56a und 56b Spiegelbilder sein, und die Ebene P kann eine Ebene enthalten, die die Drehachse Z in der Mitte schneidet. Jedes der außen liegenden Schultersegmente 60a und 60b kann relativ fest an die Außenumfangsfläche 34 der Nabe 32 gepasst sein und sich in axialer Richtung weiter außen als der in radialer Richtung vorstehende äußere Vorsprung 48 befinden. Jedes der innen liegenden Kronensegmente 62a und 62b kann relativ lose, d. h. mit Schlupf, an die Außenumfangsfläche 34 gepasst sein und in axialer Richtung den in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung 48 überlappen. Bei einer Ausführungsform kann jedes außen liegende Schultersegment 60a und 60b an die Außenumfangsfläche 34 pressgepasst sein. Dazu kann das Leitrad 30 eine erste Presspassungsverbindung 70a zwischen der Kranzkomponente 56a und der Nabe 32 und eine zweite Presspassungsverbindung 70b zwischen der Kranzkomponente 56b und der Nabe 32 aufweisen. Die Kranzbauteile 56a und 56b können ferner relativ fest anstoßend an den äußeren Vorsprung 48 gepasst sein und relativ lose anstoßend aneinander gepasst sein. Mit anderen Worten, der äußere Vorsprung 48 kann in axialer Richtung von den Kranzbauteilen 56a und 56b zusammengedrückt werden bzw. „eingefasst” oder „eingeklemmt” sein.
Eine axiale Dicke AT₁ wird durch den ringförmigen Verbundkranz 50 festgelegt und kann bei einer Ausführungsform zwischen etwa 200 mm und etwa 250 mm betragen. Die axiale Dicke AT₁ kann bevorzugt zwischen etwa 215 mm und etwa 225 mm, insbesondere etwa 220 mm betragen. Es sei bemerkt, dass die außen liegenden Schultersegmente 60a und 60b jeweils einen relativ größeren Anteil der axialen Dicke AT₁ einnehmen können als die innen liegenden Kronensegmente 62a und 62b. Anders gesagt, die außen liegenden Schultersegmente 60a und 60b können jeweils eine erste axiale Länge/Dicke aufweisen, und die innen liegenden Kronensegmente 62a und 62b können jeweils eine zweite axiale Länge/Dicke aufweisen, die größer als die erste axiale Länge/Dicke ist. Die axiale Länge/Dicke jedes innen liegenden Kronensegments 62a und 62b kann bei einer Ausführungsform etwa 47,5 mm betragen, wobei die restliche axiale Dicke AT₁ von den beiden außen liegenden Schultersegmenten 60a und 60b eingenommen wird und basierend auf einer axialen Dicke des äußeren Vorsprungs 48 variiert. Der ringförmige Verbundkranz 50 kann ferner eine Kranzinnenfläche 52 aufweisen, die auf der Außenumfangsfläche 34 der Nabe 32 aufliegt. Eine radiale Dicke der Kranzbauteile 56a und 56b im Bereich der außen liegenden Schultersegmente 60a und 60b kann zwischen etwa 20 mm und etwa 100 mm betragen. Die Kranzinnenfläche 52 kann insgesamt drei konzentrische zylindrische Flächensegmente enthalten, einschließlich ein erstes zylindrisches Flächensegment 68a, das sich an dem außen liegenden Schultersegment 60a befindet, ein zweites zylindrisches Flächensegment 68b, das sich an dem außen liegenden Schultersegment 60b befindet, und ein mittleres zylindrisches Flächensegment 68c, das sich zum Teil auf dem innen liegenden Kronensegment 62a und zum Teil auf dem innen liegenden Kronensegment 62b befindet.
Die Kranzinnenfläche 52, insbesondere die Flächensegmente 68a und 68b, kann einen Innendurchmesser ID festlegen, der zwischen etwa 625 mm und etwa 675 mm, bevorzugt etwa 650 mm, insbesondere 650,00 mm, plus oder minus jeweiliger Toleranzen von 0,00 mm und 0,05 mm, beträgt. Die Außenumfangsfläche 34 kann einen Außendurchmesser festlegen, der ebenfalls allgemein über ID angegeben wird und der zwischen etwa 625 mm und etwa 675 mm, bevorzugt etwa 650 mm, insbesondere 650,13 mm, plus oder minus jeweiliger Toleranzen von 0,05 mm und 0,00 mm, beträgt. Die Kettenkontaktkranzaußenfläche 54, insbesondere Teile der Fläche 54 auf den inneren Kranzsegmenten 62a und 62b, kann einen Außendurchmesser OD₁ festlegen, der zwischen etwa 645 mm und etwa 775 mm betragen kann. Wie hierin verwendet, kann der Ausdruck „etwa” in Zusammenhang mit der Anzahl von signifikanten Stellen verstanden werden. Demzufolge bedeutet, sofern hierin nichts anderes angegeben ist, etwa 650 mm zwischen 645 mm und 654 mm usw. Der ringförmige Verbundkranz 50 kann ferner an die Nabe 32 geschweißt sein. Bei einer Ausführungsform befestigt eine erste ringförmige Schweißnaht 64a, die eine kreisförmige Kantenschweißnaht enthalten kann, das außen liegende Schultersegment 60a an der Nabe 32, und eine zweite ringförmige Schweißnaht 64b, die ebenfalls eine kreisförmige Kantenschweißnaht enthalten kann, befestigt das äußere Schultersegment 56b an der Nabe 32. Bei einer Ausführungsform kann das Leitrad 30 insgesamt zwei Schweißnähte enthalten, die die zwei Schweißnähte 64a und 64b enthalten, die den ringförmigen Verbundkranz 50 an der Nabe 32 befestigen. Das Leitrad 30 kann ferner im Wesentlichen aus den Kranzbauteilen 56a und 56b, der Nabe 32 und dem Material der Schweißnähte 64a und 64b bestehen.
Bezug nehmend auf 4 ist ein Leitrad 130 für ein Unterwagensystem eines Kettenfahrzeugs gemäß einer anderen Ausführungsform gezeigt. Das Leitrad 130 könnte in dem Unterwagensystem 14 oder in einem anderen Unterwagensystem bzw. in Verbindung mit anderen hierin in Betracht gezogenen Maschinen verwendet werden. Das Leitrad 130 kann eine einstückige Nabe 132 mit einer Außenumfangsfläche 134, einer Innenumfangsfläche 144, die eine Leitradbefestigungsbohrung 133 festlegt, und eine Verbundkranzanordnung 150 aufweisen, die an der Nabe 132 angebracht ist. Die Verbundkranzanordnung 150 und die Nabe 132 können als zwei Komponenten eines Leitradkörpers 131 aufgefasst werden. Die Verbundkranzanordnung 150 kann einen ersten ringförmigen, eine Kette kontaktierenden Kranz 156a, einen zweiten ringförmigen, eine Kette kontaktierenden Kranz 156b und einen Kettenführungsring 162 enthalten. Ein oder mehrere Schweißnähte können die Verbundkranzanordnung 150 an der Nabe 132 befestigen, was im Folgenden beschrieben wird. Das Leitrad 130 kann bestimmte Materialeigenschaften aufweisen, die ähnlich zu den Eigenschaften sein können, die in Verbindung mit der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wurden, es kann jedoch auch bestimmte Unterschiede aufweisen. Die Nabe 132 kann aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet sein, und bestimmte Teile der Verbundkranzanordnung 150 können aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet sein, wobei jedoch andere Komponenten aus nichtmetallischen Materialien ausgebildet sein können. Die Nabe 132 kann aus einem metallischen Material mit relativ niedrigerer Härte ausgebildet sein, die ringförmigen, eine Kette kontaktierenden Kränze 156a und 156b können aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet sein, und der Kettenführungsring 162 kann aus einem nichtmetallischen Material ausgebildet sein. Bei einer Ausführungsform kann der Kettenführungsring 180 ein Gummimaterial mit eingebetteten Verstärkungen 182 wie Metallfaserverstärkungen oder dergleichen enthalten. Die Verwendung eines nichtmetallischen Materials wie Gummi kann ein Geräusch, das durch den Kontakt des Rings 162 mit Kettenkomponenten wie Kettenbolzen hervorgerufen wird, verringern.
Die Verbundkranzanordnung 150 kann ferner eine einstückige ringförmige Basis 160 enthalten, die zum Anbringen der Kranzanordnung 150 auf der Außenumfangsfläche 134 ausgebildet ist. Die einstückige ringförmige Basis 160 kann aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet sein und eine ähnliche Härte wie die Nabe 132 aufweisen, was jedoch nicht notwendigerweise der Fall sein muss, und enthält eine zylindrische Innenfläche 161, die eine Mittelachse C festlegt. Die Mittelachse C kann mit einer Drehachse Q des Leitrads 130, die durch die Innenumfangsfläche 144 festgelegt wird, überlappen. Die Basis 160 kann ferner eine zylindrische Außenfläche 162, die konzentrisch zu der zylindrischen Innenfläche 161 ist, eine erste axiale Endfläche 163 und eine zweite axiale Endfläche 167 enthalten. Die Basis 160 kann ferner eine axiale Dicke AT₂, die sich von der ersten axialen Endfläche 163 zu der zweiten axialen Endfläche 167 erstreckt, und eine radiale Dicke RT₁ aufweisen, die sich von der zylindrischen Innenfläche 161 zu der zylindrischen Außenfläche 162 erstreckt und die weniger als die axiale Dicke AT₂ beträgt. Die Basis 160 kann ferner eine Presspassungsverbindung 135 mit der Nabe 132 enthalten.
Der erste ringförmige, eine Kette kontaktierende Kranz 156a kann an einer Position benachbart zu der ersten axialen Endfläche 163 auf der zylindrischen Außenfläche 162 positioniert sein, und der zweite ringförmige, eine Kette kontaktierende Kranz 156b kann an einer Position benachbart zu der zweiten axialen Endfläche 167 auf der zylindrischen Außenfläche 162 positioniert sein. Die axiale Dicke AT₂ kann ähnlich wie die axiale Dicke AT₁ des Leitrads 30 ausgebildet sein. Die radiale Dicke RT₁ kann basierend auf einer radialen Dicke RT₂ der Kränze 156a und 156b variieren. Bei einer Ausführungsform kann RT₂ ähnlich wie die radiale Dicke der Kranzbauteile 56a und 56b ausgebildet sein, die im Vorhergehenden beschrieben wurden. Somit ist offensichtlich, dass RT₁ zwischen einer relativ größeren Dicke für einen größeren Durchmesser der Nabe 132 und einer relativ kleineren Dicke für einen kleineren Durchmesser der Nabe 132 variieren kann. Die Nabe 132 kann bei bestimmten Ausführungsformen einen Außendurchmesser OD₂ zwischen etwa 600 mm und etwa 700 mm aufweisen. Ein Außendurchmesser OD₃, der durch eine Außenumfangsfläche 184 des Rings 180 festgelegt wird, kann zwischen etwa 700 mm und etwa 800 mm betragen und bei einer Ausführungsform etwa 740 mm sein. Jeder von dem ersten ringförmigen, eine Kette kontaktierenden Kranz 156a und dem zweiten ringförmigen, eine Kette kontaktierenden Kranz 156b kann an die ringförmige Basis 160 geschweißt sein. Der Kettenführungsring 180 kann in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Kranz 156a und 156b eingeschlossen sein, so dass er auf der zylindrischen Fläche 162 der Basis 160 aufliegt. Wie vorher bemerkt, kann der Kettenführungsring 180 aus einem nichtmetallischen Material ausgebildet sein und in radialer Richtung weiter nach außen vorstehen als der erste und der zweite Kranz 156a und 156b.
Die Kranzanordnung 150 kann ferner eine erste Presspassungsverbindung 170a zwischen der Basis 160 und dem ersten Kranz 56a und eine zweite Presspassungsverbindung 170b zwischen der Basis 160 und dem zweiten Kranz 156b enthalten. Der Kettenführungsring 180 kann eine Innenumfangsfläche 186 aufweisen, die mit einem Schlupf an die zylindrische Außenfläche 162 gepasst ist und nicht an der Basis 160 befestigt ist, sondern dadurch auf der Basis 160 festgehalten wird, dass sie zwischen dem Kranz 156a und dem Kranz 156b eingeschlossen ist. Ferner ist in 4 ein Kettenbolzen 21 in Kontakt mit dem Kettenführungsring 180 gezeigt. Im Laufe der Lebensdauer des Leitrads 130 ist zu erwarten, dass sich der Kettenführungsring 180 abnutzt, so dass sich der Kettenbolzen 21 und andere zugehörige Bauteile des Kettensystems bezüglich der Kränze 156a und 156b bewegen, bis die Kränze 156a und 156b beginnen, die Bolzen 21 zu kontaktieren oder, bei anderen Ausführungsformen, auf den Kettengliedern 20 entlang zu gleiten. Die Beschreibung von „Kettenbolzen” hierin ist so zu verstehen, dass sie sich auf jeden geeigneten bekannten Kettenbolzen bezieht, einschließlich Gehäusebolzen und Kettenbolzen, auf denen eine feste oder eine sich drehende Buchse angebracht ist.
Wie vorher erörtert, kann die Basis 160 auf die Nabe 132 pressgepasst sein, und jeder der Kränze 156a und 156b kann über die jeweiligen Presspassungsverbindungen 170a und 170b auf die Basis 160 pressgepasst sein. Zusätzlich dazu kann Schweißen dazu verwendet werden, andere Komponenten der Verbundkranzanordnung 150 miteinander zu verbinden und die Verbundkranzanordnung an der Nabe 132 anzubringen. Dazu befestigt eine erste Schweißnaht 164a den Kranz 156a an der Basis 160, und eine zweite Schweißnaht 164b befestigt den Kranz 156b an der Basis 160. Die Basis 160 kann ferner eine erste abgeschrägte Fläche 172a, die sich von der zylindrischen Außenfläche 162 zu der ersten axialen Endfläche 163 erstreckt, und eine zweite abgeschrägte Fläche 172b, die sich von der zylindrischen Außenfläche 162 zu der zweiten axialen Endfläche 167 erstreckt, enthalten. Die erste Schweißnaht 164a kann eine ringförmige Schweißnaht wie eine kreisförmige Kantenschweißnaht und ein Schweißmaterial, das das Bezugszeichen 174 aufweist und die erste abgeschrägte Fläche 172a und den Kranz 156a kontaktiert, enthalten. Die zweite Schweißnaht 164b kann ebenfalls eine ringförmige Schweißnaht wie eine zweite kreisförmige Kantenschweißnaht enthalten, die Schweißmaterial 174 enthält, das die zweite abgeschrägte Fläche 172a und den Kranz 156b kontaktiert. Eine dritte abgeschrägte Fläche 172c und eine vierte abgeschrägte Fläche 172d können an der Nabe 132 ausgebildet sein und sich von der Außenumfangsfläche 134 zu einer ersten und einer zweiten axialen Seite 140 und 142 erstrecken. Dritte und vierte Schweißnähte 164c und 164d, die ebenfalls kreisförmige Kantenschweißnähte sein können, befestigen die Basis 160 an der Nabe 12. Alle hierin beschriebenen Schweißnähte können durch Tiefbrandschweißverfahren ausgebildet werden.
Das Leitrad 130 kann ein neu hergestelltes Leitrad sein, das zum Einbau in ein vorhandenes Unterwagensystem eines Kettenfahrzeugs ausgeliefert wird oder in einer Fabrik mit einem neu hergestellten Kettenfahrzeug zusammengebaut wird. Das Leitrad 130 kann ebenfalls ein wiederhergestelltes Leitrad sein, bei dem die Nabe 132 eine wiederverwendbare Nabe enthält, die in regelmäßigen Wartungsintervallen mit einer neuen Verbundkranzanordnung versehen wird. Somit kann die Verbundkranzanordnung 150 eine separate Ersatzteilkomponente sein, die für einen Austausch einer zuvor verwendeten Verbundkranzanordnung bereitgestellt wird. In bestimmten Fällen können bei einer Wiederherstellung einer Gleiskette eines Kettenfahrzeugs mit einem Leitrad wie dem Leitrad 130 die Schweißnähte 164c und 164d abgeschliffen oder ausgebrannt werden, und die Presspassungsverbindung 135 kann zur Vorbereitung eines Einbaus einer neuen Ersatzverbundkranzanordnung wie der Verbundkranzanordnung 150, jedoch ohne Betriebsstunden, rückgängig gemacht werden. Dann kann eine Presspassungsverbindung zwischen der Ersatzverbundkranzanordnung und der vorhandenen wiederverwendbaren Nabe hergestellt werden, um die Lebensdauer des Leitrads 130 zu verlängern. Wenn die Verbundkranzanordnung 150 als ein Ersatzteil bereitgestellt wird, kann sie im Wesentlichen aus der ringförmigen Basis 160, dem ersten und dem zweiten Kranz 156a und 156b, dem Schweißmaterial 174 und dem Kettenführungsring 180 bestehen. Eine als Ersatzteil vorgesehene Verbundkranzanordnung ist somit so zu verstehen, dass sie bei bestimmten Ausführungsformen insgesamt zwei Schweißnähte, nämlich die Schweißnähte 164a und 164b, enthält. Wenn die Kranzanordnung 150 für einen Betrieb auf der Nabe 132 angebracht wird, kann das vollständige Leitrad insgesamt vier Schweißnähte aufweisen, einschließlich der zusätzlichen Schweißnähte 164c und 164d.
Bezug nehmend auf 5 ist ein drehbares Leitrad 230 für ein Unterwagensystem eines Kettenfahrzeugs gezeigt, das ähnliche Anwendungen wie die vorher beschriebenen Ausführungsformen haben kann. Das Leitrad 230 kann ein neu hergestelltes Leitrad sein, es kann jedoch auch ein wiederhergestelltes Leitrad sein, was im Folgenden beschrieben wird. Das Leitrad 230 kann eine Nabe 232 enthalten, die eine mehrteilige Nabe mit einem Hauptnabenkörper 235, mehreren abnehmbaren Körpersegmenten 237a und 237b und mehreren Schrauben 239 ist, die die Körpersegmente 237a und 237b mit dem Hauptnabenkörper 235 verbinden. Bei einer praktischen Implementierung können die mehreren abnehmbaren Körpersegmente eine Anzahl von Körpersegmenten zwischen zwei und sechs enthalten, wenngleich die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. In 5 sind die Körpersegmente 237a und 237b so zu verstehen, dass sie in die Seite hinein und aus dieser heraus gekrümmt sind und somit als radiale Segmente verstanden werden können, die, wenn sie mit dem Hauptnabenkörper 235 verbunden sind, eine ringförmige Konfiguration bilden. Die Nabe 232 kann aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet sein. Eine Verbundkranzanordnung 250 kann mit der Nabe 232 verbunden sein und bei einer Ausführungsform einen ersten ringförmigen Kranz 256a aufweisen, der über eine ringförmige Schweißnaht wie eine kreisförmige Kantenschweißnaht 264 mit jedem der abnehmbaren Körpersegmente 237a, 237b, sofern sie verwendet werden, und mit anderen abnehmbaren Körpersegmenten verschweißt ist. Die Nabe 232 kann ferner eine Nabenaußenfläche 234 enthalten, auf die der erste kreisförmige Kranz 256a und ein zweiter kreisförmiger Kranz 256b pressgepasst sind. Die Kränze 256a und 256b können aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet sein. Es sei bemerkt, dass sich die Außenumfangsfläche 234 teilweise auf dem Hauptnabenkörper 235 und teilweise auf den abnehmbaren Körpersegmenten 237a und 237b befinden kann. Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform ist ein nichtmetallischer Kettenführungsring 280 zwischen den Kränzen 256a und 256b eingeschlossen.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, kann der Kettenführungsring 280 einen Segmentring mit mehreren radialen Ringsegmenten enthalten, von denen zwei gezeigt und mit den Bezugszeichen 268a und 268b versehen sind. Eine Anzahl von radialen Ringsegmenten des Leitrads 230 kann zwischen zwei und sechs sein, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Mehrere Verbindungsschienen 290a und 290b sind jeweils mit den radialen Segmenten 268a und 268b verbunden. Eine Anzahl von Verbindungsschienen 290a, 290b, die mit den radialen Segmenten 268a, 268b verbunden ist, kann eine Anzahl von Verbindungsschienen pro radialem Segment beinhalten, die mindestens gleich zwei ist. Bei einer Ausführungsform können die Verbindungsschienen 290a, 290b irreversibel mit den radialen Segmenten 268a, 268b verbunden sein, beispielsweise durch einstückiges Formen mit einem Gummimaterial, aus dem der Ring 280 ausgebildet ist, und reversibel mit der Nabe 232 verbunden sein. Die Verbindungsschienen 290a und 290b können bei einer Ausführungsform zwischen den Körpersegmenten 237a und 237b und dem Hauptnabenkörper 235 eingeschlossen sein. Es versteht sich daher, dass das Lösen der Schrauben 239 ein Abnehmen einer Anordnung, die aus dem Kranz 256a und den damit verschweißten abnehmbaren Körpersegmenten besteht, ermöglichen kann. Dies kann durchgeführt werden, um einen Austausch des Kettenführungsrings 280 und einen erneuten Einbau der Segmente 237a, 237b und des Kranzes 256a zu ermöglichen. Alternativ zu lediglich einem Austausch des Kettenführungsrings 280 könnte ein Austauschkranz mit dem Kranz 256a ausgetauscht werden, und ein anderer Austauschkranz könnte mit dem Kranz 256b ausgetauscht werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Zurückkehrend zu der Ausführungsform der 2 und 3 wird daran erinnert, dass der ringförmige Verbundkranz 50 die Nabe 32 abdeckt. Im Laufe der Lebensdauer des Leitrads 30 kann das Material der Kranzbauteile 56a und 56b abgenutzt werden. Vor oder bei einer Verringerung des Außendurchmessers OD₁ um einen bestimmten Betrag, beispielsweise zwei Zoll, kann es wünschenswert sein, das Leitrad 30 zu reparieren und/oder wiederherzustellen. Das Wiederherstellen des Leitrads 30 kann das Abnehmen des Verbundkranzes 50 beispielsweise durch Abschleifen oder Ausbrennen der Schweißnähte 64a und 64b beinhalten. Die Presspassungsverbindungen 70a und 70b können zum Ermöglichen eines Abnehmens der Kranzbauteile 56a und 56b und eines Einbaus neuer Kranzbauteile rückgängig gemacht werden. Während eines Abdeckens der Nabe 32 mit Austauschkranzbauteilen kann der äußere Vorsprung 48 zwischen den Austauschkranzbauteilen eingeklemmt werden, und die Schweißnähte 64a und 64b können ausgebildet werden. Das Herstellen der Presspassungsverbindungen 70a und 70b kann als ein reversibles Verbinden der Nabe 32 mit den Kranzbauteilen 56a und 56b aufgefasst werden, während die Schweißnähte 64a und 64b als eine irreversible Verbindung der jeweiligen Bauteile aufgefasst werden können. Das wiederhergestellte Leitrad kann dann erneut in Betrieb genommen werden.
Verwandte Verfahren können zum Wiederherstellen eines vorhandenen Leitrads verwendet werden, das ein herkömmliches einstückiges Gussteil enthält. Fachleuten sind Leiträder mit einem einstückigen Leitradkörper bekannt. Solche Leiträder enthalten häufig eine zentrale ringförmige Krone, die zum Kontaktieren, Spannen und Führen einer zugehörigen Gleiskette dient. Im Laufe der Zeit kann sich die zentrale Krone abnutzen, wie dies bei anderen Außenflächen des Leitrads der Fall sein kann. Ähnliche Strategien wie die vorher beschriebenen mit einem Hartmetallbesatz oder anderen Oberflächenbearbeitungsverfahren wurden bisher dazu verwendet, außer Betrieb genommene Leiträder zu reparieren. Man hat festgestellt, dass solche Verfahren, die relativ arbeitsintensiv sind, ebenfalls dazu neigen, dass man ein Leitrad erhält, das empfindlicher gegenüber einer Abnutzung ist und im Vergleich zu neuen Leiträdern eine verringerte Lebensdauer aufweist. Einer der Gründe dafür liegt in den inhärenten Limitierungen bestimmter Oberflächenbearbeitungsverfahren. Eine Oberflächenbearbeitung kann häufig das Hinzufügen zahlreicher aufeinanderfolgender Schichten aus einem Oberflächenmaterial erfordern. Da jede Schicht in Form eines geschmolzenen metallischen Materials abgeschieden wird, tritt inhärent eine Erwärmung von darunter liegenden Schichten auf. Dies führt dazu, dass die Arten von Materialien, die bei dem Hartmetallbesatz oder bei einem anderen Oberflächenbearbeitungsprozess verwendet werden können, eingeschränkt sind, und kann die physikalischen Eigenschaften von Materialien, die die darunter liegenden Schichten aufweisen, ändern. Folglich hatten Ingenieure bisher wenig Auswahl, wenn es daran ging, Leiträder bestimmter Typen zu reparieren.
Die vorliegende Offenbarung ermöglicht, dass eine Reparatur eines Leitrads nicht so sehr durch die Limitierungen eines bestimmten Prozesses bestimmt wird, sondern durch die beabsichtigten Anwendungen des zu reparierenden Leitrads. Fachleuten sind unterschiedliche Materialzusammensetzungen bekannt, die am besten für unterschiedliche Betriebsumgebungen für Unterwagensystemkomponenten von Kettenfahrzeugen geeignet sind. Beispielsweise können bestimmte Materialien gut für sandige Betriebsumgebungen geeignet sein, während andere Materialien für steinige Betriebsumgebungen geeignet sein können. Auf ähnliche Weise können durch unterschiedliche Materialien am besten unterschiedliche Lasttrageanforderungen, Drehzahlen, Temperaturbereiche oder andere Faktoren berücksichtigt werden. Trotz Kenntnis des unterschiedlichen Verhaltens unterschiedlicher Materialien stellen Ingenieure jedoch weiterhin wiederhergestellte Leiträder mit Eigenschaften her, die sich von den idealerweise zur Verfügung stehenden unterscheiden und gegenüber diesen häufig minderwertig sind. Daher können im Falle des Leitrads 30 und der anderen hierin offenbarten Ausführungsformen die Kranzbauteile 56a und 56b aus Materialien ausgebildet sein, die am besten für eine bestimmte Anwendung geeignet sind, anstatt dass man aufgrund von Prozesslimitierungen minderwertige Materialien verwenden muss. Wenn ein Leitrad wie das Leitrad 30 mehrere Male wiederhergestellt wird und sich die Umgebung, in der es verwendet wird, ändert, können die Kranzbauteile 56a und 56b durch Kranzbauteile ersetzt werden, die zuvor verwendet wurden, jedoch aus einem unterschiedlichen Material bestehen.
Wie bereits erwähnt, könnte das Leitrad 30 ein Leitrad sein, das ursprünglich als ein einteiliges Gussteil hergestellt worden ist, jedoch wie gezeigt als ein Leitrad mit mehreren Bauteilen wiederhergestellt wird. Zum Wiederherstellen eines Leitrads, das aus einem einstückigen Gussteil besteht, kann es wünschenswert sein, Material von einem Außenumfang des Leitradkörpers zu entfernen, um eine geeignete Dimension des Leitradkörpers für eine Installation der Kranzbauteile 56a und 56b zu erhalten und ferner saubere und ebene Flächen zum Herstellen der Presspassungsverbindungen 70a und 70b und Ausbilden der Schweißnähte 64a und 64b zu schaffen. Dazu kann die Außenfläche des vorhandenen Leitrads im Hinblick auf den Durchmesser durch Entfernen von Material verringert werden, sie kann jedoch auch so bearbeitet werden, dass Material zurückbleibt, das den äußeren Vorsprung 48 bildet bzw. diesen erhält.
Das Wiederherstellen von Leiträdern gemäß den Ausführungsformen der 4 und 5 kann auf etwas unterschiedliche Weise als bei der Ausführungsform der 2 und 3 erfolgen. Im Falle der Ausführungsform der 4 kann wie vorher erwähnt die gesamte Verbundkranzanordnung 150 von der Nabe 132 abgenommen werden, und eine neue Verbundkranzanordnung kann auf derselben positioniert und geeignet angebracht werden. Bei der Ausführungsform der 5 könnte wie vorher erörtert der Kettenführungsring 280 ausgetauscht werden, und/oder die Kränze 256a und 256b könnten ausgetauscht werden.
Die vorliegende Beschreibung dient lediglich zur Veranschaulichung und soll die Breite der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken. Für Fachleute ist somit offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen an den hierin offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden für Fachleute anhand der beigefügten Zeichnungen und der angehängten Ansprüche deutlich werden.

Claims

Drehbares Leitrad (30) für ein Unterwagensystem (14) eines Kettenfahrzeugs (10), mit: einer einstückigen Nabe (32), die eine Drehachse festlegt und aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet ist, wobei die einstückige Nabe (32) eine Außenumfangsfläche (34), eine erste und eine zweite Endfläche (36, 38), die sich auf einer ersten und einer zweiten axialen Seite (40, 42) der einstückigen Nabe (32) befinden, eine Innenumfangsfläche (44), die eine Leitradbefestigungsbohrung (33) festlegt, und einen in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung 48 aufweist, der bezüglich der Drehachse in Umfangsrichtung eine ringförmige Konfiguration aufweist und in axialer Richtung zwischen der ersten und der zweiten Endfläche (36, 38) positioniert ist; und einem ringförmigen Verbundkranz (50), der koaxial zu der einstückigen Nabe (32) ist und aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet ist, wobei der ringförmige Verbundkranz (50) die einstückige Nabe (32) abdeckt und eine Kranzinnenfläche (52) und eine Kettenkontaktkranzaußenfläche (54) mit einem gekrönten Profil enthält; bei dem der ringförmige Verbundkranz (50) ferner ein erstes und ein zweites Kranzbauteil (56a, 56b) enthält, die jeweils ein abgestuftes Profil, ein außen liegendes Schultersegment (60a, 60b), das relativ fest an die Außenumfangsfläche 34 gepasst ist und sich in axialer Richtung weiter außen als der in radialer Richtung vorstehende äußere Vorsprung 48 befindet, und ein innen liegendes Kronensegment (62a, 62b) aufweisen, das relativ lose an die Außenumfangsfläche 34 gepasst ist und in axialer Richtung den in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung 48 überlappt.
Drehbares Leitrad (30) nach Anspruch 1, bei dem jedes der äußeren Schultersegmente (60a, 60b) an die Außenumfangsfläche (34) pressgepasst ist und jedes der innen liegenden Kronensegmente (62a, 62b) mit Schlupf an die Außenumfangsfläche (34) gepasst ist; wobei die innen liegenden Kronensegmente (62a, 62b) aneinanderstoßen und die außen liegenden Schultersegmente (60a, 60b) an den in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung (48) stoßen; wobei das drehbare Leitrad (30) ferner eine erste ringförmige Schweißnaht (64a), die das außen liegende Schultersegment (60a) des ersten Kranzbauteils (56a) an der einstückigen Nabe (32) befestigt, und eine zweite ringförmige Schweißnaht (64b), die das außen liegende Schultersegment (60b) des zweiten Kranzbauteils (56b) an der einstückigen Nabe (32) befestigt, aufweist.
Drehbares Leitrad (30) nach Anspruch 2, bei dem jede der ersten und der zweiten axialen Seite (40, 42) der einstückigen Nabe (32) eine axiale Seitenfläche (36, 38) mit einem hinsichtlich einer Rotation um die Drehachse des Leitrads (30) wannenförmigen Profil aufweist; wobei das erste und das zweite Kranzbauteil (56a, 56b) Spiegelbilder sind und die innen liegenden Kronensegmente (62a, 62b) in einer Ebene, die die Drehachse des Leitrads (30) in der Mitte schneidet, aneinanderstoßen, wobei die außen liegenden Schultersegmente (60a, 60b) eine erste axiale Länge aufweisen und die innen liegenden Kronensegmente (62a, 62b) eine zweite axiale Länge aufweisen, die größer ist als die erste axiale Länge.
Drehbares Leitrad (30) nach Anspruch 3, bei dem die Innenfläche (52) des ringförmigen Verbundkranzes (50) insgesamt drei konzentrische zylindrische Flächensegmente (68a, 68b, 68c) enthält, wobei die konzentrischen zylindrischen Flächensegmente (68a, 68b, 68c) ein erstes zylindrisches Flächensegment (68a), das sich an dem Schultersegment (60a) des ersten Kranzbauteils (56a) befindet, ein zweites zylindrisches Flächensegment (68b), das sich an dem Schultersegment (60b) des zweiten Kranzbauteils (56b) befindet, und ein mittleres zylindrisches Flächensegment (68c) enthalten, das sich zum Teil an dem ersten Kranzbauteil (56a) und zum Teil an dem zweiten Kranzbauteil (56b) befindet.
Verfahren zum Herstellen eines drehbaren Leitrads (30) für ein Unterwagensystem (14) eines Kettenfahrzeugs (10), mit folgenden Schritten: Abdecken einer einstückigen Nabe (32), die aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet ist und eine Drehachse festlegt, mit einem ringförmigen Verbundkranz (50), der aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet ist, Einklemmen eines in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprungs (48) der einstückigen Nabe (32) in axialer Richtung zwischen anstoßenden Kranzkomponenten (56a, 56b) des ringförmigen Verbundkranzes (50) während des Abdeckens der einstückigen Nabe (32); und Befestigen des ringförmigen Verbundkranzes (50) an der einstückigen Nabe (32).
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Abdecken das reversible Verbinden des ringförmigen Verbundkranzes (50) mit der einstückigen Nabe (32) beinhaltet und das Befestigen das irreversible Verbinden des ringförmigen Verbundkranzes (50) mit der einstückigen Nabe (32) beinhaltet; wobei das Abdecken ferner ein Presspassen von insgesamt zwei Kranzbauteilen (56a, 56b) an die einstückige Nabe (32) beinhaltet und das Befestigen ferner ein Schweißen der Kranzbauteile (56a, 56b) an die einstückige Nabe (32) mit insgesamt zwei Schweißnähten (64a, 64b) beinhaltet; wobei das Einklemmen ferner ein relativ festes Anstoßen der Kranzbauteile (56a, 56b) an dem in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung (48) und ein relativ loses Anstoßen der Kranzbauteile (56a, 56b) aneinander beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der ringförmige Verbundkranz (50) eine Kranzaußenfläche (54) mit einem gekrönten Profil enthält, wobei das Presspassen ferner ein Presspassen von außen liegenden Schultersegmenten (60a, 60b) der Kranzbauteile (56a, 56b) an die einstückige Nabe (32) beinhaltet, ferner beinhaltend ein Passen der innen liegenden Kronensegmente (62a, 62b) der Kranzkomponenten (56a, 56b) mit Schlupf über den in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung (48) während des Abdeckens der einstückigen Nabe (32).
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Fertigen des drehbaren Leitrads (30) das Wiederherstellen eines drehbaren Leitrads (30) beinhaltet, das einem Unterwagensystem (14) für ein Kettenfahrzeug (10) entnommen wurde, ferner beinhaltend ein Entfernen von Material der einstückigen Nabe (30) zum Verringern des Durchmessers derselben vor dem Abdecken der einstückigen Nabe (32).
Unterwagensystem (14) für ein Kettenfahrzeug (10), mit: einer Bodeneingriffsgleiskette (16) mit mehreren Bodenplatten (18) und mehreren Kettengliedern (20), die die Bodenplatten (18) in einer endlosen Gleiskette (17) miteinander verbinden; einem Leitrad (30) für die Bodeneingriffsgleiskette (16) mit einem Leitradkörper, der eine Nabe (32) aufweist, die aus einem metallischen Material mit einer relativ niedrigeren Härte ausgebildet ist, und einem ringförmigen Verbundkranz (50), der die Nabe (32) abdeckt und aus einem metallischen Material mit einer relativ höheren Härte ausgebildet ist,; wobei die Nabe (32) eine Innenumfangsfläche (44), die eine Leitradbefestigungsbohrung (33) festlegt, eine Außenumfangsfläche (34) und einen in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung (48) enthält, der eine ringförmige Konfiguration aufweist und konzentrisch zu der Leitradbefestigungsbohrung (33) ist; und wobei der ringförmige Verbundkranz (50) eine Kranzinnenfläche (52), eine Kettenkontaktkranzaußenfläche (54) mit einem gekrönten Profil und ein erstes und ein zweites anstoßendes Kranzbauteil (56a, 56b) aufweist, die den in radialer Richtung vorstehenden äußeren Vorsprung (48) einklemmen und jeweils ein abgestuftes Profil aufweisen und einen Teil der Kranzinnenfläche (52) und einen Teil der Kettenkontaktkranzaußenfläche (54) enthalten.
Unterwagensystem (14) nach Anspruch 9, ferner mit einer ersten Presspassungsverbindung (70a) zwischen dem ersten Kranzbauteil (56a) und der Nabe (32) und einer zweiten Presspassungsverbindung (70b) zwischen dem zweiten Kranzbauteil (56b) und der Nabe (32); wobei das Unterwagensystem (14) ferner eine erste ringförmige Schweißnaht (64a), die das erste Kranzbauteil (56a) an der Nabe (32) befestigt, und eine zweite ringförmige Schweißnaht (64b), die das zweite Kranzbauteil (56b) an der Nabe (32) befestigt, aufweist; wobei das erste und das zweite Kranzbauteil (56a, 56b) jeweils ein außen liegendes Schultersegment (60a, 60b) und ein innen liegendes Kronensegment (62a, 62b) aufweisen und Spiegelbilder sind, wobei die innen liegenden Kronensegmente (62a, 62b) aneinanderstoßen; wobei die Nabe (32) eine Drehachse festlegt und eine erste axiale Seite (40) und eine zweite axiale Seite (42) enthält, wobei jede der axialen Seiten eine axiale Seitenfläche (36, 38) mit einem hinsichtlich einer Rotation um die Drehachse wannenförmigen Profil enthält.