DE2210466B2

DE2210466B2 - Scharniergelenk einer Gleiskette

Info

Publication number: DE2210466B2
Application number: DE2210466A
Authority: DE
Inventors: David John Balzer; Roger L. Boggs; Glenn Melvin Peoria Haslett
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1971-04-02
Filing date: 1972-03-01
Publication date: 1978-09-07
Also published as: US3762778A; BR7200756D0; DE2210466C3; DE2210466A1; GB1346381A; CA945188A; BE778478A; FR2136130A5; IT954312B

Description

vorteilhafte Mittel geschaffen, welche den Zusammenbau und die Wartung von geschmierten Scharniergelenken dadurch erleichtern, daß ein billiger elastomerer Stopfen für die Aufnahme von Schmiermittel in einem behälterartigen Scharnierzapfen verwendet wird.

Die mit hohen Stückzahlen laufende Produktion und die schwierige Montage üblicher Eirdbewegungstraktoren schließen wegen des Herstellungsaufwandes aus, daß mit Gewinde versehene und/oder sich verjüngende Metallstopfen verwendet werden. Stopfen aus elasto- in merem Material nach der Erfindung sind gegenüber den Metallstopfen eine tragbare Verbesiserung.

Nach der Erfindung wird ferner mit Hilfe von Ergängzungsmitteln die Fähigkeit zum Halten des Stopfens durch Reibung erhöht und dadurch auch eine ι ■> schnelle Ergänzung des Zapfenschmiermittels ohne Herausnahme des Stopfens ermöglicht.

Mit der Erfindung werden wirtschaftliche und wirksame Mittel geschaffen, um Behälterzapfen zu verstopfen, die in abgedichteten, geschmierten Schar- :n niergelenken verwendet werden. Mit der Erfindung wird außerdem eine wirksame Verschlußvorrichtung für den Behälter geschaffen, unabhängig davon, wie zusätzliche Flüssigkeit zugefügt wird.

Durch die Erfindung wird ferner ein Hilfsstopfen 2> geschaffen, der sowohl als Abflußverschluß als auch als Ausdehnungsmittel dient, um die Belastung der Außenfläche des Stopfens pro Einheit zu erhöhen und eine maximale Haltekraft zu erzielen, unabhängig davon, ob es in einer axial in einem Zapfen liegenden so Bohrung oder in einer Bohrung verwendet wird, die radial in der Wand einer rohrförmigen Buchse ausgebildet ist Die Erfindung ermöglicht auch eine leichte Zugänglichkeit und Entfernbarkeit der Ausdehnungsvorrichtung, so daß der Schmiermittelvorrat )> schnell ergänzt werden kann.

Mit der Erfindung wird ein verbesserter, kugelförmiger Stopfen geschaffen, der an seiner Einsatzstelle durch eine Tellerfeder-Haltevorrichtung herausnehmbar gehalten wird. »ι

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht auf ein Scharniergelenk und einen Teil einer Gleiskette, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 einen Schnitt durch ein patronenartiges « Scharniergelenk,

Fig.3 einen vergrößert dargestellten Querschnitt durch einen behälterartigen Zapfen mit einem mit öffnung versehenen elastomeren Stopfen, der mit einem ergänzenden Hilfsausdehnungsstopfen zusam- ^r>o mengesetzt ist,

F i g. 4 einen kugelförmigen Hilfsausdehnungsstopfen,

Fig.5 einen ähnlichen elastomeren Stopfen mit einem kopflosen Hilfsausdehnungsstopfen,

Fig.6 eine abgewandelte Ausführungsform des π elastomeren Stopfens in Kugelform mit abgewandeltem Haltemittel,

F i g. 7 eine Schnittdarstellung eines ähnlichen Scharniergelenkes, in welchem eine Buchse anstelle des Zapfens mit einem inneren Schmiermittelvorrat verse- t>o hen ist und

F i g. 8 eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Methode, mit der die Scharniergelenke aufgelegter Gleisketten mit Schmieröl gefüllt werden können.

Eine in Fig. 1 dargestellte Gleichskettenanordnung t>> weist eine Mehrzahl von mit dem Boden in Berührung tretenden Kettenschuhen 10 auf, von denen jeder starr an einem Paar aufeinanderliegender paralleler, miteinander verbundener Kettenglieder 12 z. B. durch eine Mehrzahl von Bolzen 14 befestigt ist Jedes Paar Kettenglieder 12 ist schwenkfähig mittels eines hohlen Kettenzapfens 16 und einer ergänzenden koaxial liegenden Buchse 18 mit einem benachbarten und damit zusammenarbeitenden Paar Gliedern in einer solchen Weise verbunden, daß eine gelenkige Gleiskette gebildet wird. Nach Aneinanderkoppeln aller Kettenabschnitte durch derartige, aus Zapfen und Buchse bestehende Scharniergelenke wird eine endlose Gleiskette gebildet, die über ein Antriebskettenrad und ein loses Kettenrad gelegt wird, die z. B. auf entgegenliegenden Enden eines nicht dargestellten Traktors angeordnet sind, so daß damit ein Bewegungs- und Steuermittel für ein Raupenfahrzeug gebildet wird. Typische Gleisketten dieser Art sind mit zweiteiligen Hauptkettengliedern (hier nicht gezeigt) versehen, um den Zusammenbau und die Wartungsarbeiten zu erleichtern.

Der Zapfen 16 enthält eine mittige Ausnehmung 20, die von dem geschlossenen Ende 22 und einem offenen Ende 24 begrenzt wird und einen Behälter bildet, der einen Vorrat an Schmiermittel aufnimmt. Die Schmiermittelflüssigkeit wird durch radiale Bohrungen 26 an hochbelastete, damit zusammenwirkende und nach innen gekehrte Flächen 28 von Zapfen und Buchse abgegeben und trägt hauptsächlich zur Verlängerung der Gebrauchsfähigkeit dieser Teile bei. Geeignete Dichtungen 30 sind gewöhnlich in der Nachbarschaft der Buchsenenden vorgesehen, um einen Verlust der zähflüssigen Schmierflüssigkeit gering zu halten und das Eintreten von Fremdstoffen in die Gelenke zu verhindern. Es werden nun geeignete Stopfenmittel, wie mit dem Stopfen 32 gezeigt, vorgesehen, um das offene Ende des hohlen Spurkettenzapfens 16 zu verschließen und damit den Vorrat von Schmiermittel, der in dem Behälter des Zapfens gespeichert ist, zu halten.

Für den erfolgreichen Einsatz solcher Stopfer, sind jedoch zusätzliche Zugangs- und Haltemittel in Form eines Hilfsstopfens 34 vorgesehen, um für den elastischen Stopfen 32 den Druck pro Flächeneinheit zu erhöhen. Eine Erhöhung der nach außen gerichteten Radialkraft durch den innenliegenden Hilfsstopfen gewährleistet eine positive Halterung des elastischen Stopfens unter allen Umgebungsbedingungen, einschließlich derjenigen eines erhöhten Innendruckes, der in dem Vorratsbehälter während des Betriebes auftreten könnte.

Wie insbesondere Fig.3 zeigt, hat der elastomere Stopfen 32 wenigstens einen über die volle Länge gehenden axialen Kanal 36 mit geringem Durchmesser, der bequem durch den schraubenartigen Hilfsstopfen 34 abgedichtet werden kann, nachdem die als Behälter dienende Ausnehmung 20 gefüllt worden ist. Der Kanal 36 erleichtert das anfängliche Füllen des Schmiermittelbehälters in der Weise, daß eine dünne Hohlnadel durch den Kanal eingeführt und das Schmiermittel in Form einer Injektion in den Behälter gefüllt wird, wobei die Luft um die Nadel herum austreten kann.

F i g. 2 zeigt eine andere Art einer abgedichteten und geschmierten Gelenkverbindung in Form eines Hülsenscharniergelenkes 38. Das Gelenk weist einen hohlen Zapisn 40, und mit diesem zu einem Bauteil verbunden einen Kopf 42 und eine mit Flansch versehene Haltekappe 44 auf, die durch eine Schraube 46 abnehmbar an einem Glied 48 befestigt ist.

In F i g. 3 ist vergrößert dargestellt, wie der Stopfen 32' in das offene Ende 24, wie bei 32 gezeigt, eingesetzt

werden kann. Der Hilfskanal 36 kann dann das flüssige Schmiermittel aufnehmen und wird anschließend durch eine Schraube mit verhältnismäßig grobem Gewinde oder einen Hilfsstopfen 34 abgedichtet. Diese mit Gewinde versehenen Teile können aus irgendeinem geeigneten Material, einschl. Kunststoff, hergestellt sein. Es ist jedoch erwünscht, daß die Kanten 50 des Gewindes 52 abgerundet sind, weil scharfe Kanten nachteilig auf den Stopfen einwirken können, indem sie eine Bohr- oder Räumwirkung ausüben, falls die ι ο Schraube übermäßig gedreht wird. Außerdem wird der Kerndurchmesser der Schraube mindestens 0,8 mm größer gewählt als der Durchgangskanal in seinem zusammengedrückten Zustand. Falls eine weiche Sorte Gummi oder elastomeres Material für den elastischen Stopfen verwendet wird, empfiehlt es sich, einen noch größeren Unterschied in den Durchmessern zu wählen.

F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform für einen Hilfsausdehnungsstopfen 54, der Kugelform hat und in dem Kanal 36 des elastomeren Stopfens durch irgendein geeignetes Schlagwerkzeug eingesetzt werden kann, das magnetisierbar ist, um die Ausrichtung und den Einbau der kleinen Kugelstopfen zu erleichtern. Ein solches Werkzeug ist bei 56 gezeigt und ist mit einem abgestuften Endabschnitt 58 versehen. Zum Nachfüllen des Behälters bzw. der Ausnehmung 20 kann der Hilfsausdehnungsstopfen 54 durch das Werkzeug 56 derart verdrängt werden, daß es aus dem Kanal 36 in den Behälter ausgestoßen wird. Der Hilfsausdehnungsstopfen 54 kann aus Kunststoff oder Metall sein. Nachdem der Behälter in üblicher Weise gefüllt worden ist, kann ein neuer Hilfsausdehnungsstopfen zum Sperren des Kanals eingesetzt werden.

F i g. 5 zeigt einen Hilfsstopfen 60 ohne Kopf, der mit einer Mehrzahl ringförmiger Zähnungen 62 ausgebildet ist, um eine erhöhte nach außen gerichtete radiale Haltekraft am elastischen Stopfen zu bewirken und außerdem eine einwandfreie Halterung des Hilfsstopfens in dem elastischen Stopfen.

Der Hilfsstopfen 60 kann wie der oben beschriebene ίο Kugelstopfen einfach in den Behälter hineingedrückt werden, wenn eine Nachfüllung des Zapfenbehälters erforderlich ist, worauf ein neuer Stopfen eingesetzt wird. Billiger Kunststoff oder Metall können in gleicher Weise für derartige Hilfsstopfen verwendet werden.

F i g. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einem kugelförmigen Behälterstopfen 64, der als Sitz eine Gegenbohrung oder axial abgestufte Bohrung 66 benötigt. Die Innenseite dieses elastomeren Stopfens stößt abdichtend gegen eine ringsum laufende Schulter 68. Eine eng passende Tellerfeder 70 wird unter entsprechendem Nachdruck in die Bohrung eingeführt und gegen die äußere Fläche der Kugel gesetzt, um den Stopfen an Ort und Stelle zu halten. Die nach außen gerichtete Ausdehnung der kegelförmigen Fläche der Tellerfeder sorgt für eine in einer Richtung gehende Sperrwirkung. Umgekehrt kann der Teüerfederring mil einem Hakenwerkzeug erfaßt und durch entsprechenden Zug übergeklappt werden, so daß eine Entfernung des Ringes und des Stopfens möglich wird.

F i g. 7 zeigt eine abgewandelte Form eines abgedichteten und geschmierten Scharniergelenkes, bei welchem anstelle des Zapfens ein Teil der inneren Bohrung dei Buchse ausgenommen worden ist, um einen Flüssigkeitsbehälter zu schaffen. Falls der Zapfenstopfen nichi ohne weiteres zugänglich ist, oder ein massiver Zapfer benötigt wird, um für eine besondere Festigkeit des Gelenkes zu sorgen, kann ein ähnlicher elastomere! Stopfen 72 benutzt werden, um eine radiale öffnung TA in einer Behälterbuchse 76 zu verschließen. Der Stopfer kann seinerseits durch einen Hilfsstopfen 78 versperri werden.

F i g. 8 veranschaulicht die Methode, wie ein« Gleiskette bequem mit Schmierflüssigkeit gefüllt werden kann, während sie entweder aufgewickelt ist odei auf ihrer Seite steht. Jede Zapfenbohrung kann schnei mittels eines Schlauches von einer zentralen Versor gungsstation aus gefüllt und mit den mit Abzugskanäler versehenen Stopfen geschlossen werden.

Alle unter dem Stopfen gefangene Luft wire selbsttätig durch den Abzugskanal durch Verdrängung während des Einsetzens des Stopfens ausgestoßen, wi« bei 80 angedeutet ist. Durch Einsetzen des Hilfsstopfen! wird dann der Abzugskanal abgedichtet. Die Einführunj des Öls in eine Zapfenbohrung, die bereits durch einet mit Abzug versehenen Stopfen geschlossen ist, bring auch den größten Teil der im oberen Teil der Bohrunj enthaltenen Luft einfach dadurch zum Abzug, daß de Traktor auf einen Abhang derart gestellt wird, daß dii Stopfen mit ihrer Achse aus der Waagerechte! angehoben sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Scharniergelenk einer Gleiskette mit einer abgedichteten und geschmierten Lagervorrichtung, die mindestens zwei Glieder schwenkfähig verbindet und zu der ein Zapfen und eine den Zapfen aufnehmende und auf dessen Außenfläche gleitende Buchse gehören, wobei die zwischen Zapfen und Buchse vorgesehene Lagerfläche in Verbindung mit einem in der Lagervorrichtung vorgesehenen von außen zugänglichen Schmiermittelbehälter steht, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende des Behälters durch einen elastischen Stopfen (32) verschlossen wird und ein Hilfsstopfen (34) vorgesehen ist, der den Stopfen in Dichtungseingriff mit dem Behälter vorspannt

2. Scharniergelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den elastischen Stopfen (32) ein einen kleinen Durchmesser aufweisender Kanal (36) hindurchgeht, der so bemessen ist, daß er den Hilfsstopfen (34) aufnimmt.

3. Scharniergelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstopfen für den Kanal (36) des elastischen Stopfens (32) eine Kugel ist (F ig. 4).

4. Scharniergelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit offenem Ende ausgebildete Schmiermittelbehälter (Ausnehmung 20) eine abgestufte Bohrung (66) aufweist, deren Bohrungsstufe eine Schulter (68) bildet, gegen die ein elastischer Behälterstopfen (64) stößt, während der Hilfsstopfen in Gestalt einer Tellerfeder (70) in das äußere Ende der Bohrung derart eingesetzt ist, daß sie eine nach innen gerichtete Haltekraft auf den Stopfen ausübt (F i g. 6).

5. Scharniergelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterstopfen (64) eine Kugel ist

6. Scharniergelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstopfen (34) ein mit Gewinde (52) versehenes Glied ist.

7. Scharniergelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (52) abgerundete Kanten hat so daß es in dem elastischen Stopfen ohne schädigende Schneidwirkung im Fall einer übermäßigen Drehung drehbar ist.

8. Scharniergelenk nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindeglied aus Kunststoff hergestellt ist.

9. Scharniergelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstopfen eine Oberfläche aufweist, die aus ringförmigen Zähnungen besteht

10. Scharniergelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelbehälter (Ausnehmung 20) in dem Zapfen (16) ausgebildet und durch mindestens einen Kanal (26) mit der Lagerfläche zwischen Zapfen und Buchse verbunden ist

U. Scharniergelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelbehälter ein zwischen Zapfen-Außenfläche und Buchsen-Innenfläche ausgebildeter Ringraum ist, der eine radial oder nahezu radial durch die Buchse hindurchgehende, mit dem elastischen Stopfen verschlossene Öffnung aufweist (F i g. 7).

ίο

Es ist bekannt, daß Erdbearbeitungsmaschinen mit unter den schwersten Einsalzbedingungen, die für Maschinen denkbar sind, täglich arbeiten müssen. Insbesondere stehen die Gleiskettenanordnungen der Raupen-Schlepper ständig in Berührung mit sandigem Beden, der als Schleifmittel wirkt Die aus Zapfen und Buchse bestehenden Scharniergelenke, die verwendet werden, um Paare nebeneinanderliegender Kettenglieder zu koppeln, werden dadurch aufs äußerste abgenutzt und unterliegen auch hohen Kräften durch Eingriff mit den Antriebskettenrädern.

Es ist versucht worden, die Einsatzdauer derartiger Gleiskettenanordnungen durch metallurgisch verbessertes Material, Abdichtung der Gelenke im Herstellungsbetrieb und Schmierung der Gelenke zu erhöhen und solche in dem Herstellungsbetrieb zusammengebauten Gelenke in leicht zu wartender Einsteck-Patronenform herzustellen. Zwei Formen solcher abgedichteter und geschmierter Scharniergelenke, wie sie durch die US-PS 34 63 560 und die US-PS 34 92 054 bekannt wurden, haben sich als wirksam bei der Erzielung einer erhöhten Lebensdauer erwiesen. Jedoch besteht bislang noch die Schwierigkeit, die Herstellungskosten so gering zu halten, daß sie für die Benutzer derartiger Maschinen tragbar sind.

Ein mit der Kostenverringerung in Verbindung stehendes Problem ist die wirksame und wirtschaftliche Abdichtung der Zapfenbohrungen, die für die Speicherung von Schmiermittel benutzt werden, das für bessere innere Laufbedingungen der Gelenke wichtig ist. Hohe Herstellungs- und Wartungskosten, die sich aus Präzisionsbearbeitung und den Stillegezeiten ergeben, verbieten die Verwendung von mit Gewinde versehenen, eingepreßten Stahlstopfen in großen Mengen, wie sie für geschmierte Gelenkzapfen in der Industrie benötigt v/erden. Materialkosten, Zeit und die Mühe der Entfernung abgenutzter und korrodierter Stopfen bei der Wartung von Ketten würde ebenfalls den Einsatz verhindern, und unzweckmäßig sein. Andere Stopfen, die leichter einzubauen und zu warten sind und aus einem wirtschaftlicheren elastomeren Material bestehen, sind verwenbar, weil sie die Grundschwierigkeiten metallischer Stopfen ausschließen, die auf Grund der Verzerrungen durch Wärmebehandlung, ständiges Fressen der Stopfen und selbst kleineren Kratzern in den Stopfen auftreten und zu einem Verlust des Schmiermittels führen können.

Obwohl jedoch selbst elastomere Stopfen zur Erleichterung des Zusammenbaus geschmiert werden können und nachfolgend auf Grund der Aufnahme von Berührungsöl anschwellen, bleiben sie dem erhöhten Innendruck im Schmiermittelreservoir ausgesetzt, was dazu führen kann, daß die Stopfen unerwartet ausgestoßen werden. Da nicht vorhersehbar ist, ob die Stopfen ihre Reibungseigenschaften beibehalten, sind zusätzliche Mittel erforderlich, um unter allen Umständen für eine wirksame Halterung zu sorgen.

Die im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung sieht verbesserte Dichtungen bzw. eine verbesserte Methode vor, um hohle Zapfen abzudichten, die gewöhnlich als Schmiermittelbehälter ζ. B. in Gleiskettenanordnungen von Raupenfahrzeugen und in Gelenkverbindungen von Erdbewegungsfahrzeugen benutzt werden. Die Lösung dieser Aufgabe ist durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gegeben. Zweckmäßige Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Mit der Erfindung werden demnach einfache und