DE2343770B2

DE2343770B2 - Spurkettenanordnung für Kettenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2343770B2
Application number: DE2343770A
Authority: DE
Inventors: Eldon D. Washington Ill. Oestmann (V.St.A.)
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1972-08-28
Filing date: 1973-08-28
Publication date: 1981-01-29
Also published as: DE2343770C3; FR2198447A5; GB1422560A; JPS4964128A; BR7306528D0; IT990317B; CA987708A; US3828873A; GB1422558A; JPS6025306B2; GB1422559A; DE2343770A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spurkettenanordnung für Kettenfahrzeuge gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei üblichen Spurkettenfahrzeugen ist auf beiden Seiten des Fahrzeugs je eine Spurkette um ein vorderes Leerlaufrad und ein hinteres Antriebsrad und ggf. um dazwischen angeordnete Stützräder derart herumgelegt daß die Kette eine flache Ellipse bildet

Dabei dient das Antriebsrad nicht nur zum Antrieb der Kette, sondern muß einen wesentlichen Teil des Fahrzeuggewichtes tragen und die während des Betriebes auftretenden Stöße aufnehmen. Auch ist das Antriebsrad nahe am Boden angeordnet, wodurch es der Gefahr der Beschädigung und besonders starker Abnutzung ausgesetzt ist. Der Umschlingungswinkel der Kette um das Antriebsrad liegt nahe bei 180°, wodurch die Kettenzapfen und -lager bei der Fahrt übermäßig belastet werden. Eine solche Kettenanordnung ist z. B. in der DE-PS 7 10 668 beschrieben, die eine Kettenanordnung zeigt, bei der zwischen einem

so vorderen, angetriebenen und daher die Kette antreibenden Rad und einem hinteren Leerlaufrad an Federgestellen angeordnete Stützrollen vorgesehen sind.

Dreieckige Spurkettenanordnungen sind ebenfalls aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt, insbesondere z. B. aus der US-PS 26 50 104, die die Anordnung in Form eines gleichschenkligen Dreiecks zeigt, wobei das antreibende Rad in der Mitte über zwei Führungs- oder Spannrädern liegt, die in Längsrichtung auseinanderliegend drehbar an einem Hilfsrahmen gelagert sind, der außerdem ein Rollengestell für Stützrollen aufweist und mittels zwei Querträgern, die auf beiden Seiten des Fahrzeugs am Hauptrahmen vorspringen, mit diesem starr verbunden sind.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spurkettenanordnung für Gleiskettenfahrzeuge zu schaffen, bei der der unmittelbar in die Kette eingreifende Teil des Antriebes (Antriebsrad) genügend hoch angebracht ist, um gegen

Beschädigung geschützt zu sein, wobei die Kraftübertragung zu diesem Antriebsteil verhältnismäßig einfach sein, das Antriebsrad eine hohe Leistungsfähigkeit aufweisen und auch bei starker Stoßbelastung ausreichend stabil sein solL

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung eine Spurkettenanordnung in der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 geschaffen. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung ausführlich erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Spurketten-Fahrzeugs,

F i g. 2 ein Schema der dreieckförmigen Spurkettenanordnung mit den geometrischen Beziehungen,

F i g. 3 eine der F i g. 1 ähnliche Darstellung, in der verschiedene Anordnungen des Antriebsrades schematisch angedeutet sind,

Fig.4 die Ansicht eines Schnittes ir Richtung IV... IV der F i g. 1, die Anordnung eines Antriebsrades und eines Kettenrollenrahmens am Hauptrahmen des Fahrzeugs darstellend.

In F i g. 1 ist ein Kettenfahrzeug 10 dargestellt, zu welchem ein Hauptrahmen 11 gehört sowie ein Paar von in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordneten Leerlauf- oder spannrädern 12 und 13 mit glatter oder gezähnter Lauffläche, die an einer Rollen-Aufhängung oder einem Hilfsrahmen 14 mit Hilfe von Achsen 15 bzw. 16 drehbar angebracht sind. Der Hilfsrahmen 14 umfaßt teleskopisch ineinander angeordnete Teile 17 und 18, wobei das Teil 17 am Hauptrahmen 11 mit Hilfe eines gewöhnlichen, sich quer durch die Rahmen 11 und 14 erstreckenden Wellenzapfens 19 aufgehängt ist Ein passender, nicht gezeichneter Spannfeder-Mechanismus ist zwischen und innerhalb der Teile 17 und 18 angeordnet.

Ein Antriebsrad 20 mit einer Vielzahl von daran angeformten Zähaen 21 ist mit Hilfe einer Antriebswelle 22, die das Endglied eines Getriebesystems bildet, direkt am Hauptrahmen 11 angebracht, siehe Fig.4. Das Antriebsrad 20 ist, wie Korridor »,Rtf in F i g. 2 zeigt, näher zu dem ersten Leerlaufrad 13 als zu dem zweiten Rad 12 gelegen. Eine Verbrennungskraftmaschine 23 ist mit der Antriebswelle 22 durch eine Abfolge von Übertragungsmitteln verbunden, zu denen ein Drehmoment-Wandler 24, eine Ausgangswelle 25, ein Schaltgetriebe 26, eine Ausgangswelle 27 aus dem Schaltgetriebe, ein auf der WeMe 27 befestigtes Antriebsritzel 28 und ein mit dem Ritzel 28 verzahntes Tellerrad 29 gehören. Diese Übertragungsmittel sind in der Längsrichtung zwischen der Kraftmaschine 23 und dem Antriebsrad 20 angeordnet, wie es in F i g. 1 dargestellt ist, wobei ein Teil davon unterhalb der Antriebsachse 22 des Rades 20 untergebracht ist.

Eine endlose Spurkette 30 zieht sich in dreieckähnlieher Form um das Antriebsrad 20 und die Spannräder '2 und 13 herum. Die Spurkette 30 bestent aus einer Vielzahl von Kettengliedern 31, die miteinander durch Anordnungen 32 von Zapfen und Lagern drehbar verbunden sind, und einer Vielzahl von Spurplatten 33, die in üblicher Weise an den Kettengliedern 31 befestigt sind. Wie in den F i g. 1 und 4 gezeigt, greifen die Zähne 21 des Triebrades 20 in Zapfen- und Lager-Anordnungen 32 der Kette 30 ein, wobei die Anordnungen 32 Triebelemente bilden, um die Kette 30 normalerweise im Uhrzeigersinne anzutreiben, wodurch das Fahrzeug 10 in Richtung seiner Längsachse vorwärts bewegt wird.

In Fig. 1 ist weiter eine Aufhänge-Einrichtung mit einem Rollengestell 35 dargestellt welches drehbar aufgehängte Stützrollen 36 aufweist die in den zwischen, den Spannrädern 12 und 13 gelegenen Teil der Kette 30 j eingreifen. Wenigstens ein weiteres Paar von Stützroi- i len 3"/ und 38 stützt den Teil der Kette 30, der sich zwischen dem Leerlaufrad 12 und dem Antriebsrad 20 erstreckt Bei dieser Ausführungsform sind die Rolle 37 am Hauptrahmen 11 und die Rolle 38 ai'f dem Teil 17 des Hilfsrahmens 14 montiert

In Fig.2 sind eine Reihe bei Fahrzeugen wie dem dargestellten Traktor angewandter, geometrischer Beziehungen erläutert Ein mit »a« bezeichneter, zwischen einer horizontalen, die Achsen Q und Ci der Spannräder 13 bzw. 12 schneidenden Linie und dem gerade oder annähernd gerade verlaufenden, sich zwischen dem Spannrad 13 und dem Antriebsrad 20 erstreckenden Teil der Kette 30 gelegener Winkel ist aus einem Bereich zwischen 30° und 90° auszuwählen. Bei einem Winkel kleiner als 30° würde der Wellenzapfen 19 derart in eine übermäßig niedrige Lage gerückt daß die Bodenfreiheit beeinträchtigt und der Zapfen 19 zu nahe an die Kettenteile herankommen würde. Bei einem Winkel über 90° würde das Antriebsrad 20 so weit nach hinten gerückt daß es zu nahe an gegebenenfalls hinten montierte Arbeitsgeräte, z. B. Grabenzieher, herankommen und eine übermäßig lange Kette erforderlich würde.

D\, der horizontale Abstand zwischen der Achse G und der Achse C₃ des Antriebsrades 20, ist wesentlich kleiner als Di (einschließlich Di=O), wobei Di der Horizontalabstand zwischen den Achsen Ci und Ci ist Eine derartige Beziehung stellt sicher, daß das Antriebsrad 20 an den am besten ausgewählten Platz hinsichtlich solcher Entwurfs-Bedingungen kommt wie Gewichtsverteilung, Anordnung des Getriebe-Zuges, Übersicht und Bodenfreiheit Di, der Vertikalabstand zwischen den Achsen Ci und G, ist nicht größer als 0,6 · Ο*, damit der Schwerpunkt des Fahrzeugs lü tief genug liegt um das Fahzeug zu stabilisieren.

Der Umschlingungswinkel »w« des Antriebsrades 20 wird durch eine gedachte, die Achsen C? und G schneidende Linie »B« halbiert Der Umschlingungswinkel »w« ist kleiner als 115° (wenn »a« = 90° ist) und ist groß genug, um den Eingriff von mindestens zwei Zähnen 21 in die Triebglieder 32 der Kette 30 zuzulassen. Der kleinstmögliche Umschlingungswinkel » w« gleicht der Anzahl der wirksamen, mit der Kette im Eingriff befindlichen Zähne (N₂) · 360° geteilt durch die gesamte Zahl der zum Eingriff fähigen, wirksamen Zähne des Antriebsrades.

Weniger als zwei Zähne sollen nicht im Eingriff sein, da ein Zahn überbelastet werden und die Kette aus dem Eingriff herausspringen könnte. Ein Umschlingungswinkel größer als 115° würde dieselben nachteiligen Folgen haben wie oben für einen Winkel »a« größer 90° erwähnt.

Der Ausdruck »wirksame Zähne« wird hier für diejenigen Zähne benutzt die so angeordnet sind, daß sie mit entsprechend gelegenen Triebteilen der Kette (d. h. den Zapfen- und Lager-Anordnungen 32 der Kette 30) in Eingriff kommen können. Beispielsweise zeigt F i g. 1 drei Zähne in wirksamen Eingriff mit Triebteilen der Kette 30. Das Antriebsrad 20 der Fig. 1, bei dem wechselweise Zähne nicht im Eingriff mit der Kette 30 sind, wird als »Folgezahn-Antriebsrad« bezeichnet. Diese Konstruktion soll die Lebensdauer der Zähne verlängern.

Bei der dargestellten Ausführungsform hat das

Antriebsrad 20 eine Anzahl von siebenundzwanzig daran angeformten Zähnen 21, der Umschlingungswinkel »w« liegt (nach F i g. 2) nahe bei 80°, der Winkel »a« und der Winkel »Zx< liegen ungefähr bei 66° bzw. 18°. Das Antriebsrad 20 liegt hoch genug, so daß es vor Beschädigung geschützt ist. Das Antriebsrad 20 bewirkt nur die Kraftübertragung auf die Kette 30 und stellt daher kein tragendes Konstruktionsteil für das Fahrzeug und gegebenenfalls daran angebrachte Arbeitsgeräte dar. Die Lage des Antriebsrades 20 senkrecht unter dem Führerstand 45 hilft, die Übersicht des Fahrzeugführers zu vergrößern.

Diese Beziehungen werden durch die F i g. 3 verdeutlicht. Zum Beispiel nimmt bei einer Lage des Antriebsrades bei 20a die Kette die Form eines gleichschenkligen Dreiecks an, wodurch eine Reihe der vorerwähnten Probleme auftauchen. Muß in gewissen Anwendungsfällen das Rad 20 an der Stelle 206 angeordnet werden, d. h. im vorderen statt im hinteren Teil des Fahrzeugs, so müßte man das Antriebssystem und die damit verbundenen Fahrzeugteile entsprechend umändern und passend umordnen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spurkettenanordnung für Kettenfahrzeuge, welche zum Antrieb der Ketten auf jeder Seite des Fahrzeugs ein in die Kette eingreifendes Antriebsrad und, insbesondere zum Spannen der Ketten, am Rahmen unterhalb des Antriebsrades angeordnete, vordere und hintere Leerlaufräder sowie Stützrollen für die Kette aufweisen, gekennzeichnet durch die Kombination der teilweise für sich bekannten Merkmale, daß

a) das Antriebsrad (2) drehbar direkt an jeder Seite eines Hauptrahmens (11) derart angebracht ist, daß es in Längsrichtung zwischen und in der Vertikalen über einem jeweiligen Paar der Spannräder (12 und 13) und außerdem näher zu einem ersten Spannrad (13) dieses Paares als zu einem zweiten Spannrad davon angeordnet ist, so daß sich für die um das Antriebsrad (20) und das jeweilige Paar der Spannräder herumziehende, endlose Spurkette (30) die ungefähre Form eines ungleichseitigen Dreiecks ergibt,

b) die Spannräder (12 und 13) drehbar an einem Hilfsrahmen (14) gelagert sind, zu welchem ein Rollengestell (35) für Stützrollen (36) gehört und welcher vermittels eines in Längsrichtung zwischen den Spannrädern (12 und 13) angeordneten Wellenzapfens (19) drehbar mit dem Hauptrahmen (11) verbunden ist, und

c) die Drehachse (Antriebswelle 22 bzw. d) des Antriebsrades (20) und die Wellenachse (G) der Antriebswelle bzw. Wellenzapfen (19) so zueinander angeordnet sind, daß ihre Verbindungslinie finden Umschlingungswinkel (w) der Spurkette (30) urn das Antriebsrad (20) halbiert.

2. Kettenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel (w) kleiner als 115° und so groß ist, daß wenigstens zwei Zähne (21) des Antriebsrades (20) zum Antreiben mit jeweiligen Triebelementen (Anordnung 32) der Kette (30) im Eingriff sind, und daß der Umschlingungswinkel (w) größer ist als 360° mal Anzahl der im Eingriff befindlichen Zähne (21) geteilt durch die Gesamtzahl der zum Eingriff fähigen Zähne (21) des Antriebsrades (20).

3. Kettenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel (w) um das Antriebsrad (20) nahe bei 80° Hegt.

4. Kettenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gerader, sich zwischen dem Antriebsrad (20) und dem ersten Spannrad (13) erstreckender Teil der Kette (30) und eine gedachte, die Drehachsen (Ci bzw. Ci) des ersten (13) unc des zweiten (12) Spannrades schneidende Linie einun eingeschlossenen Winkel (a) in der Größe von 30° bis 90° festlegen.

5. Kettenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (a) zwischen Kette und der gedachten Linie nahe bei 66° liegt.

6. Kettenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der die Achsen (Ci und C₂) der Spannräder (13 bzw. 12) schneidende Linie und einem geraden, sich zwischen dem Antriebsrad (20) und dem zweiten (12) der Spannräder erstreckenden Teil der Kette (30)

eingeschlossener Winkel (b) nahe bei 18° liegt

7. Kettenanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Vertikalabstand (Ds) zwischen der Drehachse (Ci) des ersten (13) Spannrads und der Drehachse (Antriebswelle 22 bzw. C₃) des Antriebsrades (20) nicht größer ist ais 0,6 mal den Horizontalabstand (A) zwischen der Drehachse (16 bzw. Ci) des ersten (13) und derjenigen (15 bzw. C₂) des zweiten (12) Spannrads.

ία

8. Kettenanordnung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den am Hilfsrahmen (14) angebrachten Rollen (36) des Rollen-Gestells (35), die in den sich zwischen den Spannrädern (12 und 13) erstreckenden Teil der Kette (30) eingreifen, noch je eine Rolle (37 bzw. 38) auf dem Hauptrahmen (11) und auf dem Hilfsrahmen (14) angebracht ist, um in den Teil der Kette (30) abstützend einzugreifen, der sich zwischen dem Antriebsrad (20) und dem zweiten (12) Spannrad erstreckt

9. Kettenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Hilfsrahmen (14) aus zwei teleskopisch ineinander angeordneten Teilen (17 und 18) mit einem in ihrem Innern aufgenommenen Federspannmechanismus besteht