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Die
Erfindung betrifft eine Tandembogieachse mit jeweils zwei Rädern
auf jeder Seite, wobei um die beiden Räder auf jeder Seite
eine Kette gespannt ist.
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Bei
Radharvestern, Rückezügen, Skiddern und anderen
meist im Forst arbeitenden Fahrzeugen werden zur Verringerung des
Bodendruckes möglichst breite Reifen gewählt,
auf die zusätzlich sogenannte Stahlbänder mit
Quereisen und aufgeschweißten Noppen montiert werden können.
Diese Bänder verringern zwar den Bodendruck im Wald, zerstören
aber Forstwege und Straßen. Wesentlich schonender für
Forstwege und Straßen sind hingegen die aus dem Militärbereich
bekannten Kettenlaufwerke mit Gummielementen, wie dies beispielsweise
aus der
US 4,262,972 bekannt
ist. Es wurden auch schon Forstfahrzeuge mit einem Kettenlaufwerk,
wie es beispielsweise Bagger bekannt ist, ausgestattet. Hierbei
wird die Kette über ein Antriebsrad angetrieben, während
die weiteren Räder lediglich mitlaufend montiert sind.
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Die
Tandembogieachse, bei der die beiden Räder einer Seite
schwenkbeweglich um eine gemeinsame Achse gehaltert sind, hat die
Eigenschaft, dass sie sich sehr gut an das oft unwegsame Waldgelände
anpassen kann. Bei Bergauffahrten hebt das in Fahrtrichtung vordere
Rad der Tandembogieachse leicht ab, so dass sich der Bodendruck
im Bereich des hinteren Rades entsprechend erhöht. Durch
das Aufziehen von Stahlbändern mit Quereisen kann zwar
der Bodendruck entsprechend verringert werden und auch eine bessere
Traktion ermöglichen, aber da auf jeder Seite beide Räder
angetrieben sind, kommt es aufgrund des Schlupfes zwischen den Stahlbändern
und den Reifen zu einem erhöhten Reifenverschleiß.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Tandembogieachse
mit Kette dahingehend weiter zu entwickeln, dass der Verschleiß der Räder
verringert wird.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Bei
der erfindungsgemäßen Tandembogieachse ist wenigstens
ein Rad pro Seite zum Antreiben der Kette mit dieser verzahnt. Durch
das verzahnte Rad wird ein Schlupf dieses Rades völlig
vermieden. Da bei einer Tandembogieachse üblicherweise
beide Räder einer Seite synchron angetrieben werden, wird
auch hier das Durchrutschen eines Rades völlig vermieden.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Während
das eine Rad pro Seite zum Antreiben der Kette mit dieser verzahnt
ist, kann das andere Rad jeder Seite entweder ebenfalls mit der
Kette verzahnt sein oder in antreibendem Reibkontakt mit der Kette
stehen.
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Bei
einer Tandembogieachse sind üblicherweise beide Räder
jeder Seite angetrieben und stehen somit auch in antreibenden Wirkkontakt
mit der Kette, während bei bekannten Kettenlaufwerken lediglich
ein Antriebrad vorgesehen ist. Befindet sich das andere Rad jeder
Seite in antreibendem Reibkontakt mit der Kette, ist geringer Schlupf
zwischen diesem Rad und der Kette möglich. Dies ist bei
zwei synchron angetriebenen Rädern pro Seite auch insofern
vorteilhaft, da durch Bodenunebenheiten ansonsten enorm hohe Kräfte
auf die Kette wirken würden, die ansonsten mit einem entsprechend
großen Spiel zwischen Kettenradzahn und Kettenglied ausgeglichen
werden müssten. Der tatsächliche Schlupf ist jedoch
aufgrund der Tatsache, dass das Rad synchron mit dem verzahnten
Rad angetrieben wird, zu vernachlässigen, sodass auch der
Verschleiß auf der Oberfläche des Rades entsprechend
gering ist. Die mit der Kette in Kontakt kommende Oberfläche
kann beispielsweise aus Kunststoff oder insbesondere aus Gummi bestehen.
Gerade Gummi gewährleistet einen guten Reibkontakt und
ermöglicht dennoch im Bedarfsfall den erforderlichen Schlupf.
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Weiterhin
müssen geeignete Mittel vorgesehen werden, damit die Kette
nicht seitlich von den Rädern rutscht. Hierzu kann insbesondere
das in antreibendem Reibkontakt mit der Kette stehende Rad mit einer
im Umfangsrichtung verlaufenden Führungsnut versehen sein,
die mit an der Kette vorgesehenen Führungselementen zusammenwirkt.
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Grundsätzlich
ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, dass der Antriebsstrang
eines der beiden Räder jeder Seite unterbrochen wird, sodass
lediglich eines der beiden Räder pro Seite angetrieben
wird. Man kann dadurch weiterhin die Vorteile der sehr beweglichen
und anpassungsfähigen Tandembogieachse in Kombination mit
der Kette zur Verringerung des Bodendrucks und zur Verbesserung
der Traktion nutzen.
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Da
bei der Tandembogieachse der mit dem Boden in Kontakt kommende Bereich
der Kette keine Gegenfläche/rolle hat, können
Verformungen der Kette durch Bodenunebenheiten zu erhöhten
Kräften auf die Kette und die Räder führen.
Diese Kräfte können bei Verwendung von Luftreifen
durch die Reifen aufgenommen werden. Bei einem verzahnten Antriebsrad
oder einen weniger flexiblen mit der Kette in Kontakt kommenden
Oberfläche sind zweckmäßigerweise Kettenspannmittel
zum Spannen der Kette quer zur Laufrichtung der Kette vorzusehen.
Diese Kettenspannmittel sind beispielsweise federelastisch ausgebildet
und können eine zwischen den beiden Rädern angeordnete
Spannrolle aufweisen die oben bzw. unten auf die Kette von innen
drücken.
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Sind
beide Räder jeder Seite angetrieben und sind diese insbesondere
auch mit der Kette verzahnt, sind gemäß einer
bevorzugten Ausführung der Erfindung Ausgleichsmittel vorgesehen,
die eine begrenzte, asynchrone Drehbewegung der beiden Räder
pro Seite ermöglichen. Ohne diese Ausgleichsmittel kann
es durch Bodenunebenheiten zu erhöhten Kräften
in Laufrichtung der Kette kommen, die in geeigneter Weise ausgeglichen
werden müssten. Dies kann beispielsweise durch ein geeignetes
Spiel zwischen Kettenradzahn und Kettenglied erfolgen. Eine andere
Möglichkeit besteht beispielsweise darin, dass eines der
beiden Räder über eine Langloch-Zapfenverbindung
befestigt wird um dadurch eine begrenzte asynchrone Drehbewegung
der beiden Räder zu ermöglichen. Es könnte
aber beispielsweise auch ein Zwischenelement aus einem flexiblen Material
vorgesehen werden, wobei eines der beiden Räder jeder Seite über
dieses Zwischenelement befestigt wird, sodass dieses Zwischenelement
die asynchrone Drehbewegung im Bedarfsfall ermöglicht.
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Die
Verzahnung des wenigstens einen Rades pro Seite mit der Kette kann
dadurch erreicht werden, dass das Rad mit Zähnen bestückt
ist, welche in Ausnehmungen der Kette eingreifen. Dabei kommt wahlweise
eine Einfachverzahnung oder eine doppelte Außenverzahnung
in Betracht. Alternativ kann aber auch die Kette mittig mit Zähnen
versehen sein, wobei das Rad einen mittig angeordneten Turas aufweist,
in den die Zähne der Kette eingreifen.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand
der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung
näher erläutert.
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In
der Zeichnung
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Forstfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Tandembogieachse,
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2a eine
dreidimensionale Darstellung der Tandembogieachse gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
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2b eine
Seitenansicht der Tandembogieachse gemäß 2a,
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3a eine
dreidimensionale Darstellung der Tandembogieachse gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel,
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3b eine
Seitenansicht der Tandembogieachse gemäß 3a,
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4a eine
dreidimensionale Darstellung der Tandembogieachse gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel,
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4b eine
Seitenansicht der Tandembogieachse gemäß 4a.
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1 zeigt
einen als Harvester ausgebildetes Forstfahrzeug mit einer Tandembogieachse 1 sowie
einem mit einem Werkzeug 2 bestückten Arm 3.
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Anhand
der 2a und 2b wird
ein erstes Ausführungsbeispiel der Tandembogieachse 1 näher
beschrieben. Die Tandembogieachse besteht im Wesentlichen aus einer
zentrale Achse 4 mit einem Differenzial 5 sowie
jeweils zwei Räder 6, 7 bzw. 8, 9 auf
jeder Seite auf, die über jeweils ein Bogiegehäuse 10, 11 an
die Achse 4 angekoppelt sind. In den Bogiegehäusen 10, 11 sind
Zahnradgetriebe bzw. Ketten angeordnet, um alle vier Räder 6–9 anzutreiben.
Die Bogiegehäuse 10, 11 sind schwenkbeweglich
an den Enden der Achse 4 befestigt. Weiterhin sind um die
beiden Räder 6, 7 bzw. 8, 9 jeder
Seite jeweils eine Kette 12 bzw. 13 gespannt.
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Das
Rad 6 ist mit Zähnen 6a versehen, die ihn
entsprechenden Ausnehmungen 12a der Kette eingreifen. 2a lässt
erkennen, dass das Rad mit einer doppelten Außenverzahnung,
d. h. auf beiden Seiten mit einem Zahnkranz, versehen ist und somit mit
den beiden Außenseiten der Kette 12 in Eingriff steht.
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Die
Kette 12 besteht aus einer Vielzahl von Kettengliedern,
die in an sich bekannterweise miteinander verbunden sind. Die Lauffläche
der Kette ist vorzugsweise mit austauschbaren Gummielementen bestückt.
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Das
andere Rad 7, welches ebenfalls angetrieben wird, steht
lediglich in antreibenden Reibkontakt mit der Kette 12.
Hierzu ist die Oberfläche 7a des Rades 7 derart
an die Kette angepasst, dass ein guter Reibkontakt gewährleistet
ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist
lediglich die Oberfläche 7a des Rades 7 mit
einem geeigneten Material, beispielsweise Kunststoff oder Gummi,
beschichtet.
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Da
der Achsabstand zwischen den beiden Räder 6, 7 fest
vorgegeben ist und auch die mit der Kette 12 in Kontakt
stehende Oberfläche der beiden Räder unter Umständen
kaum flexibel ist, müssen geeignete Vorkehrungen getroffen
werden, um einen Ausgleich der Kette bei etwaigen Bodenunebenheiten
zu gewährleisten. Im dargstellten Ausführungsbeispiel
sind Kettenspannmittel 14 vorgesehen, die als Spannrolle
ausgebildet sind. Diese Spannrolle wird beispielsweise mit einen
Federelement 14a oder aber auch mit einem Hydraulikdämpfer
gegen die Kette 12 gedrückt. Auf diese Weise kann
ein notwendiger Längenausgleich geschaffen werden, wenn
die Kette 12 beispielsweise durch eine Bodenunebenheit zwischen
die beiden Räder 6, 7 gedrückt
wird.
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Weiterhin
sind geeignete Mittel vorzusehen, um zu verhindern, dass die Kette
12 von
den Rädern
6,
7 rutscht. Für
das Rad
6 kann diese Führung bereits durch die
Verzahnung gewährleistet werden. Ansonsten kann dies für
das Rad
7, aber auch für das Rad
6, beispielsweise
durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Führungsnut
6b gebildet
werden, die mit an der Kette vorgesehen Führungselementen
zusammenwirkt. Diese Art der Führung ist beispielsweise
in der
US 4,262,972 in
1 näher
dargestellt.
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Im
Ausführungsbeispiel gemäß den 3a und 3b sind
alle Räder 6'–9' mit der Kette 12 verzahnt.
Wenn bei dieser Ausführungsform beide Räder einer
Seite angetrieben werden müssen geeignete Maßnahmen
ergriffen werden, um eine Einwirkung von zu großen Kräften
auf die Kette 12 zu vermeiden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
wird dies dadurch erreicht, dass das Rad 6' über
eine Langloch-Zapfen-Verbindung 15 angeflanscht ist. Diese Langloch-Zapfen-Verbindung 15 ermöglicht
im Bedarfsfall eine asynchrone Drehbewegung der beiden Räder 6', 7'.
Alternativ kann zwischen dem angetriebenen Rad und dem Befestigungsflunsch
auch ein Zwischenelement aus einem flexiblen Material angeordnet
werden, sodass dieses flexible Material eine kurzfristige, asynchrone
Drehbewegung der beiden Räder 6', 7' gewährleistet.
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Im
Ausführungsbeispiel gemäß den
4a und
4b weisen
die Antriebräder
6''–
9'' eine
mittig angeordnete Einfachverzahnung
6''a,
7''a auf,
die mit entsprechenden Ausnehmungen in der Mitte der Kette
12 zusammenwirken.
Alternativ hierzu kann können die beiden Räder
jeder Seite mit einem mittig angeordneten Turas (siehe
DE 20 2007 012 629 U1 ) ausgebildet
sein, wobei auf der Kette Zähne angeordnet sind, die mit
dem Turas zusammenwirken. Nähere Ausgestaltungen dieser
Ausführungsvariante sind beispielsweise der
US 4,262,972 zu entnehmen. Die seitliche
Führung der Kette
12 wird hier durch seitliche
Führungskrallen
12b gewährleistet.
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Wenngleich
bei einer Tandembogieachse üblicherweise beide Räder
einer Seite angetrieben sind, wäre es im Rahmen der Erfindung
auch denkbar, den Antriebstrang eines der beiden Räder
einer Seite zu unterbrechen, indem beispielsweise ein Zahnrad/Kettenrad
des Zahnrad/Kettengetriebes entfernt wird. Die Tandembogieachse
behält dadurch aber dennoch ihre charakteristische Beweglichkeit und
gewährleistet durch die Kette eine Verringerung des Bodendrucks.
Der Reibverschleiß der Räder wird bei dieser Variante
fast völlig vermieden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 4262972 [0002, 0030, 0032]
- - DE 202007012629 U1 [0032]