DE1680178A1 - Rahmen,insbesondere fuer einen Gleiskettenschlepper - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE
DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD

DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES 1 fi ß Π 1 7 ft

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

25. Februar 1968 Sch-DB/cg

Massey-Ferguson Services N.V.,

Pietermaaiweg 22C, Curacao, Niederländische Antillen.

Rahmen, insbesondere für einen Gleiskettenschlepper.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rahmen für einen Gleiskettenschlepper .

Bei mit einer Planierschaufel ausgestatteten Gleisketten» " Schleppern ist es üblich, den Rahmen so anzuordnen, daß die gleiskettentragenden Seitenrahmen sich in einer senkrechten Ebene um eine horizontale Achse nahe dem am hinteren Ende der Gleisketten befindlichen Kettenzahnrad winklig bewegen können. Die Seitenrahmen tragen den vorderen Teil des Schleppers mittels eines quer hin- und herbewegbaren Elementes, das in seinem Wechselpunkt an den Hauptrahmen angelenkt ist und mit seinen Enden auf den Seitenrahmen aufliegt oder an diesem gelenkig angebracht ist. Diese Verbindung ist erwünscht, damit die Stellung der Planierschaufel so wenig wie möglich durch seitliche Pendelbewegungen des Schleppers gestört wird. Das quer hin- und herbewegbare Element wird

109844/0274

manchmal durch eine Blattfeder gebildet.

Bei Gleiskettenschleppern mit Schaufelbecherwerken ist es bisher nicht erforderlich gewesen, die Seiten-Rahmen gelenkig anzuordnen, weil die Stellung des Schleppers so lange unwesentlich ist, als das Becherwerk gefüllt ist. Bisher ist es üblich, den Querträger aus einem massiven Körper herzustellen und dessen Ende mittels Bolzen oder auf andere Weise starr mit den Seitenrahmen und seinen Mittelteil mit dem Hauptrahmen zu verbinden. Bei dieser Konstruktion sind Brüche des Hauptrahmens, der Seitenrahmen oder des Querträgers aufgetreten und es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, einen Rahmen zu schaffen, bei dem die Möglichkeit des Auftretens eines derartigen Bruches verringert wird.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Rahmen für einen Gleiskettenschlepper, bestehend aus einem motor- und getriebetragenden Hauptrahmen, aus mit einem Ende zur Winkelbewegung um eine senkrechte Achse gelenkig auf dem Hauptrahmen angeordneten Seitenrahmenteilen und einem in Längsrichtung von der Achse entfernten Querrahmenteil,der an seinem Wechselpunkt gelenkig mit dem Hauptrahmen verbunden und an den Ende der Seitenrahmenteile starr befestigt ist, vorgeschlagen, daß eine Feder von hoher Federsteifigkeit (high rate spring) elastisch angeordnet ist, um eine Winkelbewegung zwischen dem Hauptrahmen und dem Querrahmenteil zu hemmen und daß ein fester Anschlag zur Bildung eines festen Widerlagers sowie zur Begrenzung der Winkelbewegung zwischen dem Hauptrahmen und dem Querrahmenteil vorgesehen ist.

Der maximal zulässige Federweg beträgt vorteilhaft nicht mehr als ein Prozent und vorzugsweise annähernd l/lO von 1 % der Gleisbreite des Fahrzeuges. Die zur Erzielung einer festen Anlage gegen den festen Anschlag erforderliche Be-

109844/0274

lastung liegt zweckmäßig in der Größenordnung des fünffachen Fahrzeuggewichtes.

Ist der Rahmen für einen Gleiskettenschlepper mit einem Kübelwerk bestimmt« so wird vorteilhaft ein Brückenträger zur Abstützung des Kübelwerkes vorgesehen. Der Brückenträger'kann teilweise direkt von dem Querrahmenteil getragen werden, um zu verhindern, daß durch das Vorhandensein des Kübelwerkes auftretende Belastungen auf den Hauptrahmen übertragen werden. Vorzugsweise sind Hauptrahmen und Brückenträger an einer Stelle fest miteinander verbunden und stehen an einer anderen Stelle mittels Federn miteinander in Verbindung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Beispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Sicht eines teilweise als Schattenumriß dargestellten Gleiskettenschleppers und eines Rahmens gemäß der Erfindung

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Schleppers zur Darstellung einiger seiner Hauptteile

Fig. 3 eine Ansicht des Fahrzeughauptrahmens längs der Linie III-III der Fig. 2, wobei einige Teile des Aufbaus weggelassen sind

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung von Einzelheiten eines Teiles des Rahmens in auseinander-gezogener Anordnung

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Einzelheit gemäß Fig. 4 in vergrößertem Maßstab

Fig. 6 eine schaubildliche Sicht eines Kübelwerkträgers.

1 0 9 8 /- 4 / 0 7! 7 U

Gemäß den Zeichnungen weist ein Gleiskettenschlepper einen Rahmen auf, der im wesentlichen aus einem sich von vorn nach hinten erstreckenden Hauptrahmen 1, aus mit ihren rückwärtigen Enden an den Hauptrahmen 1 auf einer Querechse 3 angelenkten Seitenrahmen 2 und aus einem Querrahmenteil 4 besteht, der an seinen Enden mit beiden Seitenrahmen 2 verbunden ist und den Hauptrahmen 1 in Richtung der Vorderpartie des letzteren abstützt. Ein Motor 5, Gleisketten 6 und ein Kübelwerkträger 7 sind in Pig. 1 gezeigt - andere Teile des Schleppers wurden der Deutlichkeit halber in der Zeichnung nicht wiedergegeben.

Gemäß den Fig. 1, 2 und 3 besteht der Hauptrahmen 1 aus einem an seinem rückwärtigen Ende zur Aufnahme des Schleppergetriebes angeordneten massiven Unterbau 8. Der Rahmen 1 ist rechteckig und sein verbleibender Teil 9 erstreckt sich von dem Unterbau 8 nach vorne und trägt den Motor 5· Der Unterbau 8 dient als Teilunterstützung für den hinteren Kübelwerkträger 7 längs einer Zwischenplatte 10, an der sie miteinander verschraubt sind. Das Kübelwerk ist allgemein angegeben. Die Bezugsziffer 11 kennzeichnet insbesondere das hintere Ende des Kübelwerkauslegers - die restlichen Teile des Werkes sind weggelassen worden.

Fig. 1, 3 und 4 stellen den Vorderteil 12 des Hauptrahmens 1 und insbesondere einen Querträger 13 dar, der mittels in Flanschteilen 15 der Enden des Querträgers vorgesehener Bolzen 14 an die Unterseite des sich längs erstreckenden vorderen Rahmenteiles 12 angeschraubt ist. Der Querträger 13 weist tiefe Rippen 16 auf, welche quer zur Längserstreckung des Schleppers verlaufen und eine hinter der anderen angeordnet sind. Jede Rippe trägt ein Achslager 17 zur Aufnahme und Lagerung eines Lagerzapfens 18. Ein Querrahmenteil, auf den als einen Trägerbalken 4 Bezug genommen werden kann, ist zwischen den Rippen 16 mittels des Zapfens 18 angelenkt, der durch ein

Lager 19 hindurchgeführt ist, das sich an dem querlaufenden Wechselpunkt des Trägerbalkens 4, welcher um diesen Punkt symmetrisch ist, befindet. An jedem Ende des Balkens 4 sind drei Flächen zur Bolzenverbindung mit dem benachbarten Seitenrahmen 2 vorhanden* Die drei Flächen sind die äußere und innere abwärts gerichtete Fläche 20 und 21 sowie eine: nach außen senkrecht verlaufende Fläche 22. Durch den Trägerbalken 4 und den Seitenrahmen an diesen Flanschflächen ragen Bolzen 24 hindurch und verbinden die beiden festmiteinander.

Bei der Beschreibung einer Bolzenverbindung wird hier der Ausdruck "fest" anstatt des Ausdruckes "starr" verwendet· Dies geschieht, weil es erwünscht ist, die Aufmerksamkeit darauf zurichten, daß eine Bolzenverbindung Verschiebungen seiner verbundenen Teile unter Bedingungen hoher Belastung zulassen kann, wie sie beispielsweise bei Stoß- oder Schlagbelastung gegeben sind, wenn ein plötzlicher Bewegungskraftwechsel in der dem Wechsel unterworfenen Struktur als sehr hohe Belastung in einer außergewöhnlich kurzen Zeltspanne erscheint. Unter den Arbeitsbedingungen, die für den größten Teil der Zeit gelten, könnte die Verbindung für praktische Zwecke als "starr" angesehen werden.

Zwischen einer oder beiden senkrechten Flächen 22 und dem zugeordneten Seitenrahmen 2 können Lamellenplatten 25 vorgesehen sein, die zur Ermöglichung einer genauen Ausrichtung der Seitenrahmen 2 zueinander und zu dem Hauptrahmen beim Zusammenbau dienen.

In gleichen Abständen sind auf jeder Seite des Lagerzapfens 18 und in senkrechter Ausrichtung mit den oberen Hauptrahmenteilen 12 Widerlagerbolzen 26 vorgesehen, die von Tellerfedern 27 umgeben sind. Die Tellerfedern 27 gehören zur Gruppe der "Belleville-Federn" und bestehen aus Federstahl. Die Kennlinien dieser Federn können ausgewählt werden, um den Erfor-

109844/Π274

dernissen zu genügen, indem ihre Durohmesser, Dicke und anfänglicher Federweg bestimmt werden - für die Zwecke der Erfindung ist es jedoch erforderlich, daß sie einen sehr geringen Federweg für eine sehr hohe Belastung aufweisen.

Die Federn sind paarweise so aneinandergereiht wie Fig. 5 zeigt. Zwar läßt Fig. 5 nur zwei aneinandergereihte Federn erkennen; es besteht jedoch kein Grund nicht mehr Federn zu verwenden, wenn genügend Platz vorhanden ist. Jeder Widerlagerbolzen 26, der innerhalb einer ihn lose umgebenden, von dem Querträger 13 herabhängenden Büchse 26a angebracht ist, bildet einen festen Anschlag zwischen dem Querrahmenteil 4 und dem Rahmenteil 9* wenn ein ausreichender Belastungsimpuls auftritt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Trägerbalken 4 durch Zusammendrücken der Federn 27 zwischen der Büchse 26a und dem Trägerbalken 4 und durch Einsetzen des Lagerzapfens 18 an den Querträger 13 montiert. Auf diese Weise erhalten die Federn eine Vorspannung von etwa 1/3 des Schleppergewichtes während der Montage. Selbstverständlich kann, falls erforderlich, eine geeignete Einrichtung, z.B. eine kleine Regulierschraube verwendet werden, um die Vorspannung nach dem Zusammenbau durchzuführen.

In den FIg· 1, 2 und 3 ist dargestellt, daß die Seitenrahmen 2 von dem Unterbau 8 am Heck durch ein Lager 29 an der Außenseite eines Kettenzahnrades 30 und auf der gleichen Achse 3 von einem Lager 31, das an dem inneren Ende eines Armes 32, der mit der Innenseite jedes Seltenrahmens 2 verschweißt ist und sich von hier nach innen und hinten erstreckt, gehalten werden. Das Kettenzahnrad 30 wird von einem an dem Boden des Unterbaus 8 mittels Bolzen befestigten Trommelgetriebegehäuses 33 getragen. An dem vorderen Ende des Seitenrahmens befindet sich ein in Lagern 35 gelagertes Leitrad 34. Sechs Rollen 36 sind an dem Seitenrahmen vorgesehen und liegen gegen den unteren Trum der zwischen dem Kettenzahnrad 30 und dem LeIt-

109844/Π2 74

rad 34 verlaufenden Kette an. In Pig. 2 sind der Kolben einer Gestängenachstellvorrichtung und eine Zylindereinrichtung 37 weggeschnitten, um den Querrahmenteil 4 sichtbar zu machen. Die Oestängenachstellvorrichtung bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Zwei obere nicht gezeichnete Rollen tragen den oberen Trum der Gleiskette 6 zwischen dem Kettenzahnrad und dem Leitrad.

Gemäß Fig. 6 wird der Kübelwerkträger 7 von einem Brückenträger 38 gebildet, der sich von einem Fuß 39 über eine Stütze 40 nach oben zu einem Querbalken 4l erstreckt, welcher mit einer gegenüberliegenden Stütze 42 und einem nicht sichtbaren Fuß verbunden ist. Dem Brückenträger 38 wird durch hintere kastenähnliche Verlängerungen 43, die sich von der Verbindungsstelle der Stützen 40 und 42 mit dem Querbalken 41 nach hinten erstrecken, Stabilität in mehreren Richtungen verliehen. Die rückwärtigen Abschlußteile der Verlängerungen 43 sind an die Oberseite des Unterbaues 8 durch die Zwischenplatte 10 angeschraubt, wie bereits erwähnt wurde. Jeder Fuß ist fest an Auflageflächen 44 des Trägerbalkens 4 angeschraubt.

Das Wesen der Erfindung fordert, daß die zulässige Verschiebung für den Querrahmenteil 4 sehr klein ist.

Zwischen dem Fahrzeug der vorliegenden Erfindung und der Art eines Gleiskettenschleppers, der mit einer Planierschaufel verwendet wird und bei dem die Gleisketten der Bodenkontur s-o genau wie möglich folgen müssen, um ein Maximum an Zugkraft zu erzielen, ist ein Vergleich möglich. Bei diesem als Planierraupe bekannten Gleiskettenschlepper können sich die Gleisketten vorne bis zu etwa l6 % der Gleisbreite relativ zueinander auf- und abbewegen.

10984W0 2

Bei Planierraupen, bei denen ein einziger schwenkbarer Trägerbalken den vorderen Teil des Hauptrahmens abstützt, ist der Trägerbalken, von hinten gesehen, auf etwa 2/5 der Länge des Abstandes zwischen der Kettenradachse und der Leitradachse angeordnet. Demgemäß liegt die auf der Gleisbreite basierende prozentuale Verschiebung bei dem schwenkbaren Trägerbalken in der Größenordnung von 10 %, In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet sich das Maximum der zulässigen Verschiebung in der Größenordnung von einem zehntel von 1 # der Gleisbreite. Die Gleisbreite ergibt sich durch den Querabstand zwischen den Mittelebenen durch die Kettenradzähne ·

Zur Illustration der Art der durch den Schlepper gegebenen Stoßbelastung, die durch die Erfindung gemildert werden soll, möge ein typischer Belastungsfall nachfolgend betrachtet werden.

Es sei angenommen, daß der Schlepper schnell über eine ebene Fläche fährt und da& Vorderteil einer Gleiskette gegen einen Stein schlägt, der klein genug ist, um der Kette ein Überfahren zu ermöglichen, jedoch ausreichend groß 1st, um eine sehr große senkrechte Belastung am Vorderteil der Gleiskette hervorzurufen und es sei ferner angenommen, daß das Kübelwerk sich in abgesenkter Stellung befindet und leer ist.

Bei diesen und anderen Zuständen besteht die Reaktion auf plötzliche Belastungen im Aufbau von Trägheitskräften· Die Hauptträgheitszentren sind in diesem Falle der Motor und der Unterbau 8 (Getriebekasten), da diese die Hauptmassen darstellen. Der Motor ist auf dem Hauptrahmen rechts oberhalb des Trägerbalkens 4 angeordnet und der Unterbau befindet sich welter hinten längs des Hauptrahmenteils 9. Die Trägheit des Motors würde darauf abzielen, in dem Querrahmenteil 4 zwischen dem Seitenrahmen und der angrenzenden Verbindung mit dem

109844/027 4.

Hauptrahmen hohe Schubbelastungen hervorzurufen. Die Trägheit des Unterbaus würde bestrebt sein, hohe Schub- und Biegekräfte am hinteren Ende des Hauptrahmenteiles 9 hervorzurufen. Das Vorhandensein der Federn 27 zwischen dem Trägerbalken und dem Hauptrahmen verringert die Stoßbelastung sowohl für den Querrahmenteil als auch für den Hauptrahmen durch Erhöhung des Zeitfaktors und folgerechte Verringerung des Kraftfaktors, wobei es bekannt ist, daß der Stoß gleich dem mechanischen Moment geteilt durch Zeit ist. Die Federn mit außerordentlich hoher Federsteifigkeit werden nur wirksam, wenn sehr hohe Belastungen gegeben sind und außerdem wird, wenn die Belastungen der-art sind, daß eine feste Anlage zwischen dem Querrahmenträger und dem Hauptrahmen vorliegt, eine gewisse Stoßbelastung übertragen, die nicht in der Größenordnung liegt, die gegeben wäre, wenn die Federn nicht vorhanden wären.

Der sehr geringe zulässige Federweg dient lediglich zur Milderung des Stoßes und dieser muß sehr groß sein, weil Belastungsbedingungen bestehen, die darauf abzielen, eine Verschiebung in einen stationären Dauerzustand hervorzurufen und die Gleisketten dürfen sich nicht auf- und abbewegen, ™

damit das Fahrzeug nicht gefährlich wackelt, wenn ein gefüllter Kübel angehoben wird.

Es sei nun angenommen, daß der Schlepper sich genau wie vorher bewegt, jedoch einen in die äußerste Stellung gehobenen gefüllten Kübel aufweist. Das Hauptträgheitszentrum ist nun der gefüllte Kübel. Wenn der KUbelwerkträger insgesamt auf dem Hauptrahmen angeordnet wäre, würden die Belastungen für den Rahmen tatsächlich sehr groß sein. Um dies zu vermeiden, ist der Kübelwerkträger 7 teilweise auf dem Querrahmen 4 mittels der Füße 39 und der Stützen 40, 42 abgestützt. Daher entlastet der Kübelwerkträger 7 den .Fahrzeughauptrahmen von den durch die KUbelträgheitskraft entstehenden Belastungen

109844/0274

und die über die Federn 27 getragenen Belastungen sind was sie vorher waren.

Bei einem Raupenschlepper, der mit geschraubten und geschweißten Verbindungen ausgestattet ist, werden bei der Herstellung sehr leicht Spannungen verursacht.

Die Erfindung erlaubt eine Entlastung von wenigstens einigen dieser eingeschlossenen Spannungen, indem eine elastische Verbindung zwischen zwei wesentlichen Teilen des Fahrzeuges vorgesehen ist.

109844/0274

Claims (11)

1. Rahmen, insbesondere für einen Gleiskettenschlepper, bestehend aus einem motor- und getriebetragenden Hauptrahmen, aus mit einem Ende zur Winkelbewegung um eine senkrechte Achse gelenkig auf dem Hauptrahmen angeordneten Seltenrahmenteilen und einem in Längsriohtung von der Achse ent- fernten Querrahmenteil« der an seinem Wechselpunkt gelenkig ' mit dem Hauptrahmen verbunden und an den Endender Seltenrahmenteile starr befestigt 1st, dadurch gekennzeichnet, daS eine Feder (27) von hoher Federsteifigkelt (high rate spring) elastisch angeordnet ist, um eine Winkelbewegung zwischen dem Hauptrahmen (1) und dem Querrahmenteil (4) zu hemmen und daß ein fester Anschlag (26) zur Bildung eines festen Widerlagers sowie zur Begrenzung der Winkelbewegung zwischen dem Hauptrahmen (1) und dem Querrahmenteil (4) vorgesehen 1st.

2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl der

maximal zulässige Federweg der Feder (27) nicht mehr als ä 1 % der Oleisbreite des Fahrzeuges beträgt.

3· Rahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximal zulässige Federweg annähernd 1/10 von 1 % der Gleisbreite des Fahrzeuges beträgt.

4. Rahmen nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzielung einer festen Anlage gegen den festen Anschlag (26) erforderliche Belastung In der Größenordnung des fünffachen Fahrzeuggewlohtes liegt.

109844/0274

5· Rahmen nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstützung für ein Kübelwerk (11) ein Brückenträger (38) vorgesehen ist, der teilweise direkt von dem Querrahmenteil (4) getragen wird, um zu verhindern, daß durch das Vorhandensein des Kübelwerkes (11) auftretende Belastungen auf den Hauptrahmen (l) übertragen werden.

6. Rahmen nach den vorangegangenen Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brückenträger (28) zur Abstützung eines Kübelwerkes (11) vorgesehen ist und daß Hauptrahmen (l) und Brückenträger (3)8) an einer Stelle fest miteinander verbunden sind und an einer anderen Stelle mittels Federn (27) miteinander in Verbindung stehen.

7* Rahmen nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (27) eine Druckfeder ist.

8. Rahmen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (27) wechselsinnig aneinander-gereihteÖelleville-Federn aufweist.

9« Rahmen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bellevllle-Federn (27) einen Bolzen (26) umgeben, der zusammen mit dem Hauptrahmen (l) den Anschlag bildet.

10. Rahmen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (26) von dem Querrahmenteil (4) getragen wird und in einer Buchse (26a) lose geführt ist, die von einem Querträger (13) nach unten ragt, welcher an dem Hauptrahmen (l) befestigt ist und die schwenkbare Verbindung zwischen dem Häuptrahmen (1) und dem Querrahmenteil (4) herstellt.

11. Rahmen nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei identische Federn (27) und Anschläge (26) in gleichen Abständen von dem Wechselpunkt des Querrahmenteiles (4) und auf jeder Seite desselben angeordnet sind. 10984W0274