DE2503027A1

DE2503027A1 - Raupenfahrzeug

Info

Publication number: DE2503027A1
Application number: DE19752503027
Authority: DE
Inventors: Jan Edvard Persson
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1974-01-25
Filing date: 1975-01-25
Publication date: 1975-07-31
Also published as: GB1464233A; SE7400960L; FR2259004B1; SE382954B; FR2259004A1; IT1026440B; US3974891A

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Vo Beyer

Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochera.

Frankfurt an Main Staufenstraße 36

Atlas Copeο AB

Nacka/Schweden

Raupenfahrzeug

Die Erfindung "betrifft ein Saupenfahrzeug rait einem Hauptrahmen und zwei daran um Querachsen einzeln schwenkbar gelagerten, parallelen Laufwerksrahmen.

Bei bekannten Fahrzeugen dieser Art treten sehr hohe dynamische Belastungen sowohl im Hauptrahmen als auch in den Laufwerksrahmen auf, wenn sich das Fahrzeug durch unebenes Gelände bewegt, da die Laufwerksrahnen mittels herkömmlicher Gleitlager, die· nur Bewegungen in einer einzigen Ebene gestatten, am Hauptrahmen gelagert sind, Insbesondere die Biegebeanspruchung ist sehr hoch, da die Laufwerksrahmen beim Verschwenken das Bestreben haben, die parallele Lage zu verlassen. Wegen der großen auftretenden Kräfte müssen sowohl der Hauptrahmen als auch die Laufwerksrahmen überdimensioniert werden und fallen dadurch verhältnismäßig schwer aus.

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Ein weiterer Nachteil der bekannten Fahrzeuge ist der "beträchtliche Erhaltungsaufwand, da die Lager regel-CG&33g geschmiert werden müssen. Trotz zeitraubender Wartung ist jedoch die Lebensdauer der herkömmlich verwendeten Lager begrenzt, und ihr Austausch erfordert beträchtliche Stillstandszeiten·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Raupenfahrzeug der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, bei welchem die Biegebeanspruchungen des Hauptrahmens und der Laufwerksrahmen sowie zwischen den Rahmen wesentlich verringert sind, um zu einer leichteren und billigeren Konstruktion der Fahrzeugrahmen zu kommen.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lager zwischen dem Hauptrahmen und den Laufwerksrahmen durch elastische Elemente gebildet sind. .

Bei vorbekannten Raupenfahrzeugen der oben genannten Art, bei welchen die beiden Laufwerksrahmen durch eine Traverse verbunden sind, die den Hauptrahmen trägt und die Schwenkbewegung der Laufwerksrahmen ausgleicht, kann die Erfindung ebenfalls zu einer wesentSch bilügeren und dennoch robusteren Konstruktion führen", während gleichseitig die aufzunehmenden dynamischen Kräfte und die erforderlichen Wartungsarbeiten.beträchtlich verringert werden können. Um bei diesen zuletzt genannten Fahrzeugkonstruktionen die Schwenkbewegung der Laufwerksrahmen zu ermöglichen, sind in bekannter weise zwischen der traverse und den Laufwerksrahmen Verbindungen vorgesehen, die eine freie Bewegung in Querrichtung der letzteren gestatten· Alternativ kann

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auch, die Traverse so ausgeführt werden, daß sie während der Schwenkbewegungen der Laufwerksrahmen ihre Lange ändern kann. Diese Konstruktionen "bedingen andererseits, daß die Traverse keine seitlichen Kräfte von den Laufwerksrahmen auf den Hauptrahmen übertragen kann^ rait der Folge, drJB alle seitlichen und Biegekräfte von den Lagern aufgenommen werden müssen, welche die Laufwerksrahmen unmittelbar mit dem Hauptrahmen verbinden· Dies wiederum bedeutet, daß sehr hohe Biegebeanspruchungen auf die Lager ge-" langen, welche ebenso wie die Laufwerksrahmen entsprechend groß und schwer ausgeführt werden müssen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in Form eines Fahrzeuges mit Traverse ist auch diese über elastische Elemente, z.B. aus Gummi, mit den Laufwerksrahmen verbunden. Vorzugsweise sind die so.ausgeführten Lager zwischen der Traverse und den Laufwerksrahmen nach Art von Drehlagern ausgebildet, wobei das elastische Element als Zwischenbüchse zwischen der äußeren Lagerbüchse und dem Lagerzapfen fest eingespannt ist und die Achsen dieser Lager schräg nach einwärts gerichtet sind, so daß an ihnen minimale Biegekräfte wirksam werden, wenn die Laufwerksrahmen verschwenken. Die Bewegungen in den Lagern sollen lediglich eine Kombination von Dreh- und axialen Bewegungen sein, die in den elastischen Elementen der Lager als Verformungen durch Scherkräfte aufgenommen werden. Eine solchermaßen zwischen den Rahmen angeordnete Traverse kann seitliche Kräfte zwischen den beiden Laufwerksrahmen sowie zwischen diesen und dem Hauptrahmen übertragen. Da außerdem die elastischen Elenente Rückstellkräfte auf die Laufwerksrahmen ausüben, wenn diese relativ zu einander verschwenkt werden,

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bewegt sich, das Fahrzeug gleichmäßiger und weicher über unebenes Gelände.

Die Erfindung ist gans allgemein anwendbar auf Raupenfahrzeuge sit einem Hauptrahmen und zwei daran verschwenkbar gelagerten Laufwerken. Als Beispiele für cerartige Fahrzeuge seien Traktoren, Bulldozer, Grabmaschinen, Lademaschinen und Bohrfahrzeuge mit Bohrgerüsten zum Bohren von Sprenglöchern, Versuchsbohrungen, 3runnen und dgl. erwähnt. Der Einfachheit halber wird die Erfindung nachstehend nur an Hand eines Ausführungsbeispiels eines ein Bohrgerüst tragenden Raupenfahrzeugs näher erläutert. Es zeigen:

Fif% ^Λ eine Seitenansicht eines Raupenfahrzeuges gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine vereinfachte Draufsicht auf das Fahrgestell des Fahrzeugs nach Fig. 1

Fir. 3. eine Endansicht, z.T. im Schnitt gemäß Schnittlinielll-III in Fig. 4 des Fahrzeuges nach Fig. 1 und 2, wobei einer der beiden Lauf v/er ksr ahm en nach unten verschwenkt ist,

Fi.g,. 4 eine Seitenansicht des in Fig. 3 dargestellten Fahrwerkε,

ZlüAi—S, einen Längeschnitt nach Schnittlinie V-V in Tig. 6 durch eines der erfindungsgemäß ausgebildeten Lager zwischen dem Laufv/erksrahmen und den Hauptrahiren des Fahrzeugs nach Fig. Λ bis 4,

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1_::τ. 6 einen Querschnitt nach Schnittlinie TT-VI in 5 und

7 eine stark vereinfachte Draufsicht auf eine e geocetrischs Anordnung der HauptlAger des

Das in Fig. 1 dargestellte Bohrfahrzeug hat einen . ■ " Eauptrahmen 1, der einen Motor 2, eine Fahrerkabine 3 und eine Bohrvorrichtung 4 trägt. Die letztere bestreht aus einer Vorschublafette 5 und einer Bohrr.acohine ", welche eine Bohrstange 6 antreibt. Die Vorschub·-" lafette 5 ist ausfahrbar und auf verschiedene Neirjangevinkel relativ zun Kauptrahmen 1 einstellbar. Dies geschieht mittels zweier Hydraulikzylinder 8. Außerdein gehören zur Bohrvorrichtung zwei ausfahrbare Stützen ■"0 und Ί1, die zusammen mit der Vorschubiafette 5 dar; Bohrgerüst während des Bohrens an Boden ab stütz en.

Wöhrend des Transports wird dan Bohrgerüst von svrei .^aupenlaufwerken 12, 1$ getragen, die beweglich,-axt dein Hauptrahmen verbunden sind. Jedes Eaupenlaufwerk hat einen Hahmen 1^-, anden: die. Antriebs- und Stützräder für die endlos umlaufenden Raupenketten gelagert sind, Ba es sich bei diesen Laufwerken um herkömmliche■ Konstruktionen handeln kann, wird darauf hier nicht näher ei rigξgangen. Wie aus der Zeichnung, insbesondere 11q» ersichtlich, sind die Laufwerksrahinen 14 sowohl ur.ciitt-?rb?ir dit dem Hauptrahraen 1 über fest daran angeordnete lager 16 χ^αά. 17 als auch über" weitere Lager 13 und 19 an einer Traverse 20 verbunden, -welche mittels

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üi-i'OB Lagers 21 verschwenkbar am Hauptrahmen 1 gelagert ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel trägt das Bohrgerüst die Bohrvorrichtung 4 asymmetrisch auf einer Seite des Fahrzeugs. Entsprechend befindet sich auch das Lager 21 zwischen dem Hauptrahmen und cer Traverse nicht in der Fahrzeugmitte, sondern ist zu derselben Seite hin ^/ersetzt. Durch diese Anordnung folgt cer Hauptrahmen 1 und dadurch auch die Bohrvorrichtung 4 stärker dem Grund auf derjenigen Seite, auf welcher die Bohrvorrichtung montiert ist, obgleich natürlich der Hauptrahmen dem auf dem auf dieser Seite angeordneten Laufwerk 13 nicht genauso folgt, als wäre er fest mit dem letzteren verbunden. Die beschriebene Konstruktion verringert und vereinfacht die erforderlichen Einstellungsbewegungen sym Ausrichten des Bohrgerüstes in Bohrposition mittels der Stützen 1O₅ 11 und der Vorschublafette

Jedes der Lager besteht aus einem Lagergehäuse 22, einem Lagerzapfen 23 und einem dazwischen angeordneten Lagerelement 24 aus elastischem Material, z.B. Gummi (Fig. 5 und 6). Das elastische Element 24 erlaubt eine begrenzte allseitige Relativbewegung zwischen Lagergehäuse 22 und Lagerzapfen 23. Jedes elastische Element 24 besteht aus einer axial in zwei Hälften geteilten Büchse. Ua eine gleitende Drehbewegung zwischen der Büchse 24 und dem Lagergehäuse 22 zu verhindern, ist das letztere mit zwei inneren, sich in axialer Richtung erstreckenden Rippen 25 vorsehen, zwischen denen die beiden Hälften der Buchse 24 unter Druck-Vorspannung gehalten sind. In gleicher Weise hat der Lagerzapfen 23 zxirei äußere , Gich in axialer Richtung erstreckende Rippen 27» um eine gleitende Drehbewegung relativ zur Büchse 24 zu

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verhindern. Wie aus ?ig. 5 ersichtlich, sind an dem Larrergehäuse 22 und dem Lagerzapfen. 23 außerdem ■ umlaufende axiale Schultern vorgesehen, welche eine 2>:iale Gleitbewegung zwischen der Büchse 24 und einer reits dem Lagergehäuse 22, andererseits dem Lagerzapfen 23 ausschließen. Durch die tangontiale und radiale Druck~ Vorspannung der Buchsc,-v-rclcha auf fliese Weise erreicht wird, lässt sich Verschleiß durch Reibung der Oberflächen vermeiden, da alle Bewegungen in aen Lsgern, als el astische Vorf orsungen · nicht aber als Gleitbewegungen aufgenommen werden.

Da Lager der vorstehend beschriebenen Art die Eigenschaft haben, größere Bewegungen in den Scherrichtxingen der elastischen Büchse 24- zuzulassen, d. h» der Drehbewegungen ure die Achse des Lagerzapfens 25 und der axialen Bewegungen längs derselben Achse, als in den Richtungen, in welchen die elastische Büchse 24- zu sammengedrückt wird, also bei Biegebeanspruchungen, hat -'edes Lager deutliche Vorzugsrichtungen, obgleich die Lagerteile in Grenzen allseitig bev/eglich sind· Die Bevorzugung bestimmter Bewegungsrichtungen ist noch ausgeprägter, wenn die Dicke der elastischen Büchse 24- verringert wird, so daß auch die universelle Beweglichkeit eingeschränkt \v^rird. Eine Vergrößerung dec Verhältnisses zvrischen der Länge und dem Durchnesser der Büchse 24- führt ebenso zu bevorzugten Bfiwegungsrichtungen des Lagers. Auf der anderen Seite vergrößert eine dickere und kürzere elastische Büchse 24- die allseitige Bexveglichkeit und verringert die Tendenz der Bevorzugung bestimmter Bewegungsrichtungen.

Gemäß Fig. 2 und 3 haben die Lager des Fahrwerks eine

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spezifische geometrische Anordnung. Die Lager 16 und 17, welche die Laufwerk sr ahm en 14 unmitterbar mit dem Hauptrahmen 1 verbinden, liegen in Flucht quer zur Fahrzeuglängsrichtung. Die Lager 18 und 19 dagegen, welche die Laufwerksrahmen mit der Traverse 20 verbinden sind so ausgerichtet, daß bei Drehbewegungen um ihre Lagerachsen und bei axialen Bewegungen im wesentlichen nur Scherverformungen in ihren elastischen Büchsen auftreten, wenn die Laufwerksrahmen relativ zu einander verschwenkt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Lager 18, 19 gerade so ausgerichtet werden, daß die Verlängerungen ihrer Lagerachsen die gemeinsame Achse der Lager 16, 17 in einem einzigen Punkt schneiden. In der Stellung nach Fig. 2, in welcher die Laufwerksrahmen horizontal liegen, fällt die Achse des Lagers 21 in eine durch den gemeinsamen Schnittpunkt der anderen Lagerachsen verlaufende senkrechte Ebene. Die Achsen der Lager 16, 17» 18» 19 liegen in einer gemeinsamen Ebene,wenn die Laufwerksrahmen auf einer ebenen G-rundflache ruhen, und vorzugsweise sollte auch die Achse des Lagers 21 in diese gemeinsame Ebene fallen. Bei dem dargestellten Fahrzeug ist das Lager 21 jedoch oberhalb der anderen Lager angeordnet, so daß die Verlängerung seiner Lagerachse in einer zu der horizontalen Ebene durch die Achsen der Lager 16, 17» 18, 19 parallelen Ebene über die gemeinsame Achse der Lager 16, 17 hinweggeht.

Es ist nicht erforderlich, daß sich die Achsen der Lager 16 bis 19 ineinem gemeinsamen Punkt schneiden, wenn die Lager so konstruiert sind, daß sie die Biegekräfte aufnehmen, die sich ergeben, wenn sich die

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Laseracbseri nicht in dieser Weise schneiden. Jedoch sollten'vorzugsweise die Lager in den Biegerichtungen nicht nachgiebiger sein als unbedingt erforderlich. Deshalb sollten sich die Achsen der Lager 16 bis 19 und vorzugsweise die Achse des Lagers 21 innerhalb einer gedachten Kugel mit einem Radius von 0,3 m kreuzen.

Außer dem oben angegebenen Vorteil der Verringerung der dynamischen Beanspruchungen der Laufwerksrahmen und des Hauptrahmens haben die neuen Lager weitere beträchtlich Vorteile. Besonders erwähnenswert sind die geringen Herstellungskosten, da spanende Bearbeitungen, wie sie sonst zur Herstellung von Gleitlagern erforderlich sind, weitgehend entfallen. Ein anderer Vorteil sind die verhältnismäßig geringen Ersatzteilkosten undStillstandszeiten, wenn die Lager erneuert werden. Es genügt, die geteilten Lagergehäuse zu öffnen und die elastischen Büchsen zu ersetzen, welche selbst sehr einfache und billige Maschinenelemente sind.

Eine etwas andere, alternative Ausführungsform der geometrischen Anordnung der Lager des Fahrwerks ist in Fig. 7 dargestellt. Die Achsen aller Lager 16 bis 19 und des Lagers 21 liegen in einer gemeinsamen Ebene, wenn die Laufwerksrahmen gerade nicht relativ zu einander verschwenkt sind. Das Lager 21 befindet sich diesmal genau in der Mitte zwischen, den Lagern 18 und 19. Die Mittelpunkte der Lager ^: 16 bis 19 bilden in Draufsicht aber wieder ein Rechteck, wie nach Fig. 2.

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Claims

Patentansprüche

5r»upenfahrzeug mit einem Hauptrahmen und zwei daran um Querachsen einzeln schwenkbar gelagerten, parallelen Lnufwerksrahmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (16,1?) zwischen dem Hauptrahmen (1) und den Laufwerksrahmen (14·) durch elastische Elemente (24) gebildet sind.

.2. . Raupenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (24) radial vorgespannte Buchsen oder Buchsenschalen aus einem gummi elastischen Material sind. ;

3. Raupenfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (24) axial' vorgespannt sind.

4. Raupenfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeic hnet, daß die elastischen Elemente (24) radial und axial " formschlüssig mit den sie tragenden, relativ zu einander beweglichen Teilen (22, 23) in Eingriff stehen.

5. raupenfahrzeug nach einem der Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Lager (16,17) nach Art von Drehlagern mit einem Lagergehäuse oder einer Lagerbuchse (22) und einem darin aufgenommenen Lagerzapfen (23) ausgebildet sind, wobei die elastischen Elemente (24) als Zwischenbüchsen eingesetzt sind.

6. Raupenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5i Ί adurch gekennze ichnet, daß auf jeder Seite des Hauptrahmens (i) für den dort angeordneten Laufwerksrahmen (i4) ein mit Bezug auf den Hauptrahmen fest angeordnetes Lager (16,4?) αηφ ein weiteres Lager (18,19)

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angeordnet sind, welches an einer beiden Seiten gemeinsamen, beweglich am Hauptrahmen (1) gelagerten Traverse (20) .ausgebildet ist.

7. Raupenfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Lager (18,19) der Laufwerksrahinen (14) an der Traverse (20) nach Art von Drehlagern mit einem elastischen Zwischenelement ausgebildet sind.

8. Raupenfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7»dadurch gekennzeichnet, daß auch die Traverse (20) am Kauptrahmen (1) durch ein Lager (21) nach Art eines Drehlagers mit einem elastischen Zwischenelement (24) gelagert ist, wobei die Lagerachse im wesentlichen in Längsrichtung des Hauptrahmens (1) liegt.

9. Raupenfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die an der Traverse (20) angebrachten Lager (18,19) für die Laufwerksrahmen (14·) derart schräg gerichtet sind, daß die Verlängerungen ihrer Lagerachsen die Lagerachse der fest am Hauptrahmen (1) angeordneten Lager (16,17) zwischen diesen schneidet.

10. Raupenfahrzeug nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen der Achsen aller Lager (16 bis 19) der Laufwerksrahmen (14) ihre größte gegenseitige Annäherung innerhalb eines gedachten sphärischen Raums mit einem Radius von 0,3m haben.

11. Raupenfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich auch die Verlängerung der Achse des Lagers (21) der Traverse (20) am Hauptrahmen (1) durch den gedachten sphärischen Raum erstreckt.

•12. Raupenfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verlängerungen der Achsen sämtlicher Lager (16 bis 19, 21) im wesentlichen in einem gemeinsammen Punkt schneiden.

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r.:aapenfahrzeug nach einen der Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Acr:sen der beiden fes~ angeordneten Lager (16,17) flechten.

lisupenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daS die Achsen sämtlicher Lager (16 bis 19) der Lauf-werksra—χπ (14) in der Kormalstellung in einer gemeinsamen. Er.ene liefen.

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