DE1480738A1 - Gelenkverbindung fuer einen endlosen Laufkettenmechanismus sowie Dichtungs- und Kupplungseinrichtung fuer eine solche Gelenkverbindung und Verfahren zur Herstellung der Einrichtung - Google Patents

Description

DR. E. WIEGAND HAMBURG 1, ^den 9· April I963

MÖNCHEN BALLINDAMM 2ί

DIPL-ING. W. NIEMANN. telefon= 330475

HAMBURG
PATENTANWXLTE

Caterpillar Tractor Co., . San Leandro, Kalifornien (V.St.A.)

Gelenkverbindung für einen endlosen Laufkettenmeohanismus sowie Dichtung*- und Kupplungseinrichtung für eine solche Gelenkverbindung und Verfahren zur Herstellung der Einrichtung.

Die Erfindung besieht sich auf eine Dichtung*· und Kupplungseinrichtung für eine Gelenkverbindung und auf ein Verfahren sum Herstellen einer solchen Einrichtung. Insbesondere besieht sich die Erfindung auf eine Diohtunga- und Kupplung» einrichtung, die dasu verwendet werden kann« eine be· grenzte Schwenkbewegung an den Gelenkverbindungen eines end* losen iAUfkettenMeohanisMus derjenigen Art zu ermöglichen, wie er gewöhnlich bei Raupenschleppern od.dgl. angewendet wird.

Laufkettenaeohaniseen für Raupenschlepper weisen gewöhnlich eine Mehrzahl von Mit de« Boden in Eingriff kokenden Sohuhen auf» die jeweils sdt swei Im Abstand voneinander befindliehen Kettengliedern fest verbunden sind. Die benachbarten Kettenglieder sind durch lweokentspreohende Gelenke

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schwenkbar Miteinander verbunden, so dafi zwei la Abstand voneinander liegende endbse Kettentriebe erhalten werden· Sie ao gebildeten Kettentriebe sind über an dem Schlepper oder Traktor angeordnete« antreibende und leerlaufende Kettenräder geführt und tragen den Traktor über den Meohanie- · ■ue der Kettenräder.

Derartige Laufkettenmeohaniamen sind la allgemeinen außerordentlich schweren Belastungen unterworfen und müssen in Oellnde arbeiten können* in dem beträchtliche Mengen an abreibend wirkenden Bestandteilen, wie Staub» vorhanden sind. Solche reibenden Bestandteile rufen oft ein« rasche Verschlechterung oder Beschädigung der Qelenke hervor* welche die benachbarten kettenglieder arbeitsmäßig miteinander verbinden* und daher 1st ein häufiges Reparieren oder Aus* tauschen der beschädigten Teile des Laufkettenmeohanismus erforderlich.

Es sind Versuch· gemacht worden* das Eindringen solcher Bodenbestandteile in dl« Gelenkverbindungen su verhindern und dennoch die Integrität und Wirksamkeit des Laufkettenmechanlsmus aufrechtzuerhalten* und es sind dabei Mittel geschaffen worden« wie sie beispielsweise in der USA-Fatentsohrift 2 699 97* aufgezeigt sind* welche auf diesem Gebiet Verbesserungen gebracht haben· VIe dl« früheren Vorschläge ist auch die Erfindung Insbesondere auf einen Schutz ausge~ wählte? zusammenwirkender Fliehen der Gelenkverbindungen gerichtet, die so ausgebildet sind» dal si« ein· begrenzte Dre-

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hung relativ zueinander ausführen können. Obwohl es er* wünscht ist, eine Dichtung su schaffen, welche das Eindringen schädlicher Bodenbestandteile verhindert» ist es weiter erwünscht, dad eine solche Dichtung eine im wesentlichen freie Schwenkbewegung zwischen den miteinander verbundenen Kettengliedern zulttftt·

Die Erfindung sieht eine verbesserte Diohtungs- und Kupplungseinrichtung sowie ein Verfahren sue Herstellen einer solchen Einrichtung vor. Insbesondere wird durch die !ferkaale 4er Erfindung Is wesentlichen eine Gelenkverbindung geschaffen, in der in besonders vorteilhafter Weise «ine Diohtungs- und Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, die eine innere HfUeβ, eine KuSere Hülse und ein swischen diesen Hülsen angeordnetes yorkoapriftlertee elastisches Element aufweist« Durch das neue Verfahren wird die Herstellung dieser Dichtung»- und Kupplungseinrichtung »it engen Toleranzen erattglioht und ein Aufbau erhalten, welcher das Eindringen von abreibend wirkenden Stoffen in das Gelenk verhindert und dennoch eine la wesentlichen unbesohrXnkte freie Schwenkbewegung der Gelenkverbindung suläflt.

Ein Zweck der Erfindung besteht darin« für eine Gelenk·* verbindung eine Dichtunge- und Kupplung»einrichtung su schaffen, welche den Eintritt von schleif enden Material verhindert und dennoch eine in wesentlichen unbesohrlinkte freie Schwenkbewegung der Gelenkverbindung lulKtt*

Ein weiterer Zweok der Erfindung besteht darin« für

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•in· Gelenkverbindung «Ine Dlohtungs- und Kupplungselnriohtung zu schaffen« dl· in Ausführung und Betrieb dauerhaft und wirksam ist und dl· Lebensdauer der Gelenkverbindung beträchtlich erhöht.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin« ein wirtschaftliches Verfahren zua Herstellen einer Dlohtungs- und Kupplungseinrichtung alt engen Toleranzen su sahaffen.

Diese und andere Zwecke und Vorteile der Erfindung ge- j) hen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der eine Aue führung»fore der Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erltutert 1st·

Fig. 1 1st eine teilweise gesohnlttcne Drauf«ich*

auf eine Gelenkverbindung eines endlosen Laufkettcnsttohanis«us» an welcher dfe Erfindung verkörpert 1st·

Pig· 2 ist eine teilweise la Schnitt gehaltene Seitenansicht eines Gerttes, das zur Ausführung der zur Herstellung der in der Gelenkverbindung gesou Fig· 1 verwendeten Dichtung erforderliehen Verfahrdnsstufe benutzt werden kann·

Fig. 3 ist ein Querschnitt naoh UnIe XXX-XXX der Flg. Xn Fig. 1 1st ein charakteristischer Teil 10 eines endlosen iAtifkettcnsfechanlsaus derjenigen Art wiedergegeben, wie er bei Kettentraktoren u.dgl. verwendet, wird· Der taufkette&tell 10 ist für die restHohen Teile des Laufketti ohanlsaus charakteristisch und weist Paare von !■ Abstand

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voneinander befindlichen schwenkbaren Kettengliedern 11 und 12 auf· Dl« elns«lnen Kettenglieder sind so ausgeführt und angeordnet, du! al· alt den benaohbarten Kettengliedern Oe-1 eckverbindung·!! bilden, dl· ein· begrenste Schwenkbewegung swisohen den Kettengliedern ua die Mittlere Ltngsaohs· eine« Zapf·»· 13 lulaasen. Die Kettenglieder sind fortlaufend in gleicher Wei·· Miteinander verbunden, ua swel Ie Abstand voneinander befindliche «ndloa· Kettentrieb· au bilden· Di· ao gebildeten Kettentrieb· können ein· Mehraahl von ait dee Boden in Eingriff koaaenden Kettenaohuhen (nioht dargestellt) aufweisen» dl« swlsohen den beiden Kettentrieben und an deren Hulere« ttofang befestigt sind.

Die einen Kettenglieder 12 sind alt Preflsits auf den luieren Enden des Zapfens 13 angebracht, so da· si· aller Relativbewegungen des LaufkettenaeohanlsBU· in fester Lage auf den Zapfen 13 gehalten werden. Auf dea Zapfen 13 1st «ine Buchs· 14 drehbar angeordnet, die alt den anderen Kettengliedern 11 durch Freieits fest verbunden 1st· Dadurch wird swisohen den Kettengliedern 11, 12 und der Buchse 14 Jeweils ein· la wesentlichen geschlossene rlngfOraige Kaaaer sur Aufmaha· ein·» lusaaacngesetaten Dlohtung 15 gebll» d«t·

Die iiaiaasngMotsto Dlahtung 15 weist eine Inaer· HU· ·· 16» eine ·*·■*· aUlse 17 und einen swlsoheagefugtea ela«- stlschea Ring 18 auf, de» «wischen dem Kuls«n 16» 18 sicher gehalten 1st· M· KOI·· 16 weist voTgwelse «inen

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tell aus gehärtetem Stahl auf, dessen Punktion darin besteht» als Druokaufnahmeteil und Abstandshalter zu dienen. Es ist weiterhin la allgemeinen erwünscht» daS der Innendurchmesser der Hülse 16 wlhrend der Herstellung der zusammengesetzten Dichtung 15 nicht merklich gettndert wird. Aus der naohfolgenden Beschreibung geht hervor» da· das Verfahren gern!· der Erfindung die Erfüllung dieser Forderung unt-erstütst. Die luftere Hülse 17 weist vorzugsweise einen beispielsweise aus Stahl geringen Kohlenstoffgehalt es oder aus Aluminium Bestandteil auf, der leicht verformt werden kann. Jedoch au4erdem in der Lage 1st» nach einer solchen Verformung seine Gestalt beizubehalten.

Der elastische Ring 18 kann aus Irgendeiner derjenigen polymerisierten Verbindungen» die sieh durch elastische» glimmHhnllohe Eigenschaften ausseichan, wie synthetischen und natürlichen (husmlarten und verschiedenen Kunststoffen» bestehen. Wie aus Flg. 2 ersiehtIioh ist» wird der Ring 18 vor seiner endgültigen Formung vorzugsweise an die Hülsen 16» 17 in einer UbIi0hen Weise, beispielsweise durch An· vulkanisieren ed.dgl.» gebunden. Aus Flg. 2 ist welter er* sichtlich, dal In den freiliegenden Fliehen 18a des Ring·« 18 Vertiefungen ν·η vorzugsweise konkaver Gestalt vorgeformt sein konus»» um eins Auedehnung de« Ringe« in im wesentlichen bündige Lag· mit den Kanten der !uferen Hülse 17 su eichen.

Vorzugsweise werden dl· Innere KOI·· 14" und dl· lüfter·

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Hülse 17 mit Preösitz oder In anderer Welse auf den Zapfen 1J bzw. in Am Kettenglied 11 btfeetigt. Dadurch sind das Kettenglied 11, die Buchse 14 und die Hülse 17 fest Miteinander verbunden, und der von Ihnen gebildete Satz kann begrenzte Schwenkbewegung«! uns die Längsachse des Zapfens 13 relativ zu den Sohwenkbewegungen des anderen Satzes ausfuhren» der von den Kettenglied 12« dem Zapfen 1} und der Hülse 16 gebildet wird« die ebenfalls fest miteinander verbunden sind· Es 1st ersichtlich, daJ eine solche relative Schwenk-* {| bewegung Über den Ring 18 übertragen wird« der zwischen diesen beiden βloh relativ zueinander bewegenden Sitzen von Elementen angeordnet ist.

Um einen großen Teil der gewöhnlich in der Gelenkverbindung erzeugten Reibungskräfte auszuschalten und die Le~ bensdauer des Ringes 18 zu verlangern« sind zwischen den nach auien gerlohteten Wandteilen der Buchse 14 und* dem Ring 18 sowie zwischen den nach innen gerlohteten Wandteilen des Kettengliedes 12 und dem Ring 18 Spiel»»urne vorgesehen. Dadurch hat der Ring 18 lediglich eine dauernde Berührung mit den Hülsen 16« 17« wodurch die Reibungskräfte vermindert werden und die Lebensdauer des Ringes erhöht wird.

Ein Otirit zum Herstellen der Dlohtungs- und Kupplungseinrichtung 1st in Flg. 2 dargestellt und allgeaeln mit SO bezeichnet. Das Gerät 20 weist eine Matrize 21 mit einer sieh nach unten verjüngenden Bohrung auf« die einen vorge-

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Dlohtungs« und Kupplungeaufbau aufnetaen MkI forswn kanh« Der untere Bohrungstell 88 bestlssrt dl· Endahaeeaung der herzustellenden Dichtungs- und Kupplungseinrichtung. Die Matrlse 8t kann Mittel· Bolsen 8% an «lner •dt einer Öffnung versehenen Tragplatte 2} befeetlgt eein.

Hn geaohlititer Kolben 86 beeitEt, wl· dargestellt, eine Mehrmahl gespreiteter« gabelartig ausgebildeter finger 87. Der Kolben 86 welet vorzugsweise eine K—ponente au· gehtrtetm Stahl auf, weduroh den Fingern 87 eine genügende Slastlsltlt verliehen wird« Mi Ihr Zueaseendrüeken und Eintreten in die Natrlge 81 wttarend de· fansungsvorgangs su enetJgliohen. Der Kolben 86 kann alttsls «inee Sohaftee 88 slt einer SMCokentspreohenden freese arbelteaKilg verbunden «erden« welche die Betätig«*, dee XOIbMMi unterettttst. Xn dem «eisten Flllen der Poraung kann an den vorgefertigten Aufbau «In· Kraft angelegt werden« die auereloht, Mi alle ««Ιη« Teil« gleichseitig In die Natrlse 81 su ·***> Ism« indes) die sieh in IftsfanMirlohtung erstreckenden unteren ngohen 8f der finger 87 des Kelbes« 86 ledlgUeh alt d·* 80U· 17 1» Eingriff treten. JedMh kfuie» getfUMebtemfallA dl· unteren Enden der finger 87 auah derart s^uatfObdrt sein, das ·1· an der 801·· 16 angreifen.

Kur Duruhfemttg dee TerfabreMi wird der Us« Ii selMn de· KlSMi 16 und 17 angoerdaat, mjl ·ιμμ •last* lsi VMientllekjesi gMM^UisesMin UkMMMMM X*X sjn «1· ebe« «Mg«fflbrt, kam Uat KiMg 18 s*eh el»Sr WU

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Blndungsteohnik an eine oder beide Hülsen gebunden werden» Jedoch kann in vielen Fallen eine »olehe Bindungsstufe nlfttt erwQnsont sein· Vie weiterhin oben au« ge führt, kennen in tea freiliegenden Fliehen I8a dee Hinge· 18 Vertiefungen von versugsweise konkaver Oeetalt vorgeforat sein» ua eine naahfol· gende Auedehnung dee Ringes 18 in eine la wesentlichen dlge Lage alt den Kanten der Hülse 17 su eraBgllohen.

Per aus dem ling 18. und den Hülsen 16» 17 »uei setste Voraufbau wird dann ltngs der Achse X-X in Abwarts« rlohtung (goal* Fig· 2) gedrüokt» woduroh die lusere Hülse 17 in fUahttmg 4er Aohse Y-T einwtrta gegen die innere Sales 16 gedrgttgt» der. Hing 18 swisohen den Hülsen 16» 17 sueaaaeagepreit und die Ausdehnung der Fliehen 18a des Hinge· la ia wesentlichen bündige Lage alt den Kanten der Hülse 17 her· vrgefen wird. Der Hing 18 wird radial in eines gügen» dem Ausaaf belastet» ua su eraOgliohen, da· ia seiner ge» wüneoatea üageaaag die geforderte amxlaale Torslsnsfederung auftritt» earn· «at 4er Hing ia einen Zustand sohldlleher Twgfriaaeprmhnig geeraeht wird· Xn dm Forawagsstufen wird, weaa Bsiifcaast» aar eine geringe Zueaaarnidrttakung des Hinge· eUft eVSvMa^VeflBflt* VbVHp Js^HbpsMp #v"Vs> eWeeeFe^We^BeKMaVereefce) km ϋ#» J Ut ersleatUea, 4ai begrenste reUtive

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sosdt einleuhtend, dai hauptslohllah auf Orund des Usitandes« dal der Ring 18 unter Koepreeeion steht, ·« verhindert werden kann« dal der Ring einer Zugbeanspruchung Infolg· Toreion unterworfen wird·

Die Finger 27 des Kolben» 26 sind so ausgebildet» dai . sie In elnea ausreichenden Mai gegeneinander bewegt werde», ua sohließlioh den Voraufbau in den Foretell 22 der Hatrl« senbohrung hinelnaudrücken und dadurch die Hülse 17 In die gewünschte Oestalt su bringen· Auf diese Weise kann eine Dlohtungi- und Kupplungselnrlohtung sdt genauer Tolerans wlrtsohaftlioh und wlrksast hergestellt werden, isi nachfolgend in eine entsprechende Anordnung, beispielsweise In ανά endlosen Laufkettensieohanieaue gealf Fig« 1 eingebaut su werden·

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Claims (1)

1. Gelenkverbindung fttr einen endlosen Laufkett« ohanleaue, ait elnea Zapfen, elnea ertfan Bohwewkglled, da· Sahwenkhewcungen uü den Zapf·» ausführen kann» elnea «weiten Sohwenkglled, da» dea ersten eohwenkglled benaohbart angeordnet und an dea Zapfen befestigt lit, und «ln«r Bnoh-■·, dl· auf d«a Zapfen drehbar e«lai«rt und alt d«a «rst«n Sohwnkglfd f«it T«rband«n let, t*k«nns«lohn«t duroh «In· (

Dlohtunca- und Ktipplunce«lnrlohtung (15)« dl· alt da« Zap· f«n (1>) f«*t verbunden let, eioh swleohen de« «weiten 8elM«nkgllad (12) und der Buotae (1%) In lediglleh angr«nlende Lage au ihnen nah· dee Zapfen (13) eretr«okt, «loh ra· dial ferner t«f«a das «rat· Sohwenkflied (11) eretreckend In feeter Beslehunc tu 1Iw eteht und «in «laetlaoh·· Ele (18) enthält, welohea Drehbewegungen det «rat·» Sebwenkgll«» de« (11) relativ iu da« »leiten 8ob*enkglled (18) eraSglloht« »•vor daa «lastItehe Elaaa&t Spermungikrtften unt«rworf«n wird.

8· Dichtung«· und Kupplungselnriohtung naoh Aaepmeh 1» dadurch g»keawl ohnt_t dai al· in «lner rlngf8r«dg«n Kaa· w* auf gen—in Ut, die van den »«!den 8ohwa«kgU«d«rn (11, 1·)» «Im« AMHMdLl der Buoh·· (14) «Mt des gapfea (1>) **- htld«t Ut, MBi da si· «Im «Mt· HIM (16), dl· alt ta» Zapfen (1>) tm% vera«Mden und In druekaufaehaettder.

mtüiang «vtseaai dea weiten Sehwaikglled (18) «ad

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der Buohs· (14) angeordnet 1st, und ·1η· weit· HUI«· (17) aufweist, die alt den ersten Sehwenkglled (11) feet verbunden und in eine« vorbestimmten Abstand von de» «weiten eoh#wenkglied (12) und der Buohse (14) angeordnet ist», wobei das elastische Element (18) swisohen dem beiden Hülsen (16* 17) sisMusaengedrttckt ist, u» eine gewXhlte relative Drehbewegung «wischen den Hülsen (16, 17) su gestatten» bevor 4M Zugkräften unterworfen wird«

3· Dlohtyngi. und Kupplungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennseiohnst» dal das elastic oh· EIe* »ent (18) In vorbestimmten Abständen von de« «weiten Sohwenkglled (12) und der Buohse (14) ungeordnet ist» ua dit Brseugung von Reibungskräften su verhindern« wenn ein* Relativbe* wegung «wischen den Teilen, stattfindet«

4. Dichtung*- und Kupplung*«inrlähtun« naofa ein·« der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennMiehnet, da· die erste innere HOlae (16) beträchtlich dicker al« die «weite lufere HUlse (17) aufgeführt ist und da· die «weit· äulere mis· (17) und das elastische Elesent (18) eine kleinere Länge mis die erste Inner« mil*a (16) haben, im 2iaohenteile su bilden, die einwärts der Xanten am- inneren Hüls« (16) liegen·

5· Verfahren sub Herstell«» einer Dlabtasteinrichtung, bei der ein elsstisoher King «wischen einer inneren Metall* hülse und «her fuieren MetallhOlse angeordnet ist» «sMtaroh gekttanselohnet, da· der «lastUehe Xiag swiseh«» dar iaosren und «er äulere« Hülse angeordnet und die Ore·· der

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KUlBB gegenüber der inneren Halse veraindert wird« um den elastischen King unter Kospression su setzen.

6· Ver naoh Anspruch 5» daduroh gekennzeichnet, dal der elastische Hing wischen der Inneren und der !uferen Hülse angeordnet wird« vm einen Voraufhau Mit iw wesentlichen gesalnsaaer Aohse su bilden, und der Ring «wischen den Httlsen so susaswengedrOekt wird, dal eine Ausdehnung des RiiBj in Richtung der geaeinaaaen Aohse lsi wes entliehen ▼erhindert wird· ,

7. Verfahren naoh Anspruch 6« daduroh gekeunhsiohnst, dai das Zusaasttndrüoken des Rings swisohen den HQlsen durch Veraindern des Dttrohaessere der luleren Halse erfolgt·

8. Verfahren naoh den Ansprachen 5 bis 7, daduroh gekennselohnet, da· die luleren Teile der luleren HOlse in eins gevOnsohte Oestalt gebraoht werden« ua eine Diohtungseinriohtung xu bilden·

9« Verfahren aaoh den Ansprttohen 5 bis B, daduroh ge« kennselehnet« dal der elastisehe Ring in seinen Se dem «it konkavea Vertiefungen Tersehen und an wenigstens sin· der HOlsen gebunden wlrd_# bsvor die Teils dsa

f O. Verfahren naeh den Asspraohe» 3 bis 9· daduroh fs» kcnsseicJBMt, dal bsi des) ItoMSjEBvergattg «is Oestalt der InnUse Sa wesesitUohen avfreehterhalten und der Ring

•O7V s^ssjsiJBMsMsi ssJbs# ift isj wssssitllohesi MBviigjs «s ait am aW 4er iiilerss IBlae aigsdehnt wird·