DE3018112A1

DE3018112A1 - Rollenaufhaengung fuer ein kettenfahrzeug

Info

Publication number: DE3018112A1
Application number: DE19803018112
Authority: DE
Inventors: Yasuo Fujiwara; Hidemi Maeo; Eiichi Muramoto
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1979-05-11
Filing date: 1980-05-12
Publication date: 1980-11-20
Also published as: JPS55148663A; GB2048799B; JPS598588B2; GB2048799A; US4351572A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenaufhängung für ein Kettenfahrzeug.

Es ist bekannt, Kettenrollen vorzusehen, die ständig am Innenumfang einer Kette eines Kettenfahrzeugs abrollen. Diese K.ettenrollen bilden einen Teil der gesamten Fahrzeugaufhängung. Generell sind solche Rollen mit Kanälen im Außenumfang versehen, die mit einwärts vorspringenden Teilen der Kette zusammenwirken, so daß diese in seitlicher Richtung gegenüber den Rollen positioniert ist, während sie sich gegenüber den Rollen bewegt.

Eine verbesserte Rollenaufhängung ist aus der US-PS U 097 093 bekannt. Dort sind die Rollen flexibel oder federnd am Kettenrahmen montiert, so daß die Belastungen von der Kette her wirksam herabgesetzt oder absorbiert werden. Die bekannte Aufhängung hat sich zwar als vergleichsweise wirksam im Betrieb erwiesen, unter bestimmten Belastungsbedingungen reicht jedoch der Betrag, um den die Belastung herabgesetzt wird, für eine flexible Aufhängung nicht aus.

030047/0898

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kettenrollenaufhängung für ein Kettenfahrzeug zu
schaffen, die wirksam Belastungen oder Stoßbeanspruchungen von einer Kette des Fahrzeugs herabsetzt, selbst wenn solche Belastungen vollständig auf eine Rolle des Kettenrollenpaars auftreffen.

Ferner ist die Erfindung auch darauf gerichtet, eine verbesserte Rollenaufhängung für ein Kettenfahrzeug zu schaffen, welche die Betriebsfähigkeit des Fahrzeugs steigert.

Erfindungsgemäß ist eine Kettenrollenaufhängung für ein
Kettenfahrzeug mit einem Kettenrahmen und einer an diesem montierten Kettenanordnung vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch eine Welle, die drehbar am Kettenrahmen gelagert ist, einen ersten Arm, der drehbar auf der Welle gelagert ist und einen unteren Abschnitt zur Lagerung einer Rolle
und einen oberen Abschnitt aufweist, einen zweiten Arm,
der drehbar auf der Welle gelagert ist und einen unteren
Abschnitt zur Lagerung einer Rolle sowie einen oberen Abschnitt aufweist, wobei der erste und der zweite Arm sich kreuzend angeordnet sind, eine erste Rolle, die drehbar
am unteren Abschnitt des ersten Arms gelagert ist, und
eine zweite Rolle, die drehbar am unteren Abschnitt des
zweiten Arms gelagert ist.

Zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt:

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Fig, 1 bis 3 in scheraatischer Darstellung eine bekannte Kettenrollenaufhängung, wobei in Fig. 1 die Belastungen gleichmäßig auf beide Rollen auftreffen, während in Fig. 2 und 3 die vollen Belastungen auf die eine oder die andere der beiden Rollen auftreffen;

Fig. h eine schematische Ansicht einer starren Aufhängung;

Fig. 5s bis 5 c schematische Ansichten einer bekannten

flexiblen Aufhängung, wobei die Belastungen auf eine Rolle auftreffen;

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer starren Aufhängung;

Fig. 7a bis ?c in einer Fig. 5a bis 5c entsprechenden Darstellung die Verhältnisse beim Auftreffen der Last auf die jeweils andere Rolle;

Fig. 8 die Ansicht einer starren Aufhängung;

Fig. 9a und 9b Ansichten der bekannten flexiblen Aufhängung bei gleichmäßiger Belastung beider Rollen;

Fig. 10 eine Frontansicht einer unteren Kettenrollenanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 11 eine Seitenansicht der Aufhängung gemäß Fig.10;

Fig. 12 eine Fig. 11 entsprechende Seitenansicht, jedoch von der anderen Seite her;

Fig. 13 einen Schnitt längs Linie XIII-XIII in Fig. 10;

030047/0898 '^/%

Fig. 1^ eine perspektivische Darstellung der Aufhängung gemäß Fig. 10 unter Weglassung einiger Bauteile;

Fig. 15 bis 17 schematische Ansichten der erfindungsgemäßen Rollenaufhängung, wobei in Fig. 15 die Belastungen gleichmäßig ar beide Rollen auftreffen, während in Fig. 16~ und 17 die volle Belastung auf die eine bzw. auf die andere Rolle auftrifft;

Fig. 18 eine starre Aufhängung;

Fig. 19a bis 19c schematische Ansichten der erfindungsgemäßen flexiblen Aufhängung, wobei die Belastungen auf eine der Rollen auftreffen;

Fig. 20 eine starre Aufhängung und

Fig. 21a bis 21c die erfindungsgemäße flexible Aufhängung

beim gleichmäßigen Auftreffen der Belastungen auf beide Rollen.

Vor der Beschreibung der Erfindung wird zunächst der Stand der Technik anhand der Figuren 1 bis 9 erläutert, da dieses zum vollen Verständnis der Erfindung wesentlich erscheint.

Fig. 1 zeigt schematisch die Aufhängung gemäß der US-PS k 097 093· Danach ist ein Arm 0 vorgesehen, der um einen Drehpunkt P verschwenkbar ist und einen angelenkten Schenkel Q aufweist. An den Enden des Schenkels Q sind Rollen R und S drehbar gelagert. Eine Feder V ist zwischen dem Arm und dem Kettenrahmen federnd angeordnet.

•A

030047/0898

Für den Fall, daß eine Last oder Kraft F gleichmäßig auf die Rollen R und S ausgeübt wird, wie es in Fig. 1 angedeutet ist, gilt folgende Gleichung:

F = kx,
wobei k die Federkonstante und χ der Hub ist.

Für den Fall, daß die Last F nur auf die Rolle R ausgeübt wird, wie es in Fig. 2 angedeutet ist, gilt folgende Gleichung:

ρ - ²

Für den Fall, daß die Last F nur auf die Rolle S ausgeübt wird, wie es in Fig. 3 angedeutet ist, gilt folgende Gleichung: ■ '-

ρ - (4-) _kx

Wie aus Figuren 2 und 3» bei denen ein Belastungsausgleich nicht erreichbar ist oder nur eine Rolle beansprucht wird, ersichtlich, daß der Betrag der Belastungsherabsetzung bzw. Stoßdämpfung wegen des Unterschiedes in der Federkonstanten variiert. Wird bei der Anordnung gemäß Fig. 2 die Federkonstante "k" auf einen geeigneten Wert eingestellt, um eine ausreichende Belastungsverminderung zu erreichen, ist sie für die beiden anderen Fälle zu klein, und es ergibt sich eine ungünstige Auswirkung auf das Betriebsverhalten des Fahrzeugs.

Die quantitative Erklärung dieser Situation wird nachfolgend gegeben.

Für den Fall, daß eine Belastung F nur auf die Rolle S ausgeübt wird, wie es Fig. 3 zeigt (nachfolgend "Fall 3" genannt.)

030047/0898 ./·

Eine starre Aufhängung ist in Fig.h gezeigt, während flexible Aufhängungen in Figuren 5a» 5b und 5c dargestellt sind.

⁼ \/^{2 k}o^E

F¹ = /Tk¹E

Dabei sind k und F ο ο

eine Federkonstante bzw. eine Last im Falle der starren Aufhängung, k¹ und F' sind eine Federkonstante bzw. eine Last im Falle der flexiblen Aufhängung. E ist eine Stoßenergie. Die Aufhängung gemäß Fig. 5a ist äquivalent mit den Aufhängungen der Fig. 5t) und 5c. Die Federkonstante in der Anordnung gemäß Fig. 5c ist k', wobei es sich um die Federkonstante der flexiblen Aufhängung handelt.

Im Zusammenhang mit den Figuren 5b und 5c ergibt sich folgende Gleichung:

ι fr) k.k ~

k¹ =

—) k+ K

Aus der Gleichung

läßt sich folgende Gleichung ab-

Dabei ist Cf. das Lastverminderungsverhältnis der flexiblen Aufhängung zur starren Aufhängung.

jM - k = α τ

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(τ) Cl-²'

¥ird für CC der Wert 0,7 eingesetzt, dieses Lastverminderungsverhältnis erscheint aufgrund empirischer Regeln ausreichend, so ergibt sich aus der vorstehenden Gleichung folgende Gleichung:

k = 2.16 k

O \£J

F¹ = 0.7F_o

Für den Fall, daß die Last F nur auf die Rolle R ausgeübt wird, wie es in Fig. 2 dargestellt ist (nachfolgend als "Fall 2" bezeichnet):

In Fig. 6 ist eine starre Aufhängung gezeigt, während flexible Aufhängungen in Fig. 7s» 7b und 7c dargestellt sind.

F"

F₀ i/ k

Dabei sind k'' und F'¹ eine Federkonstante bzw. eine Last im Falle der flexiblen Aufhängung. Die Aufhängung gemäß Fig. 7a ist äquivalent mit den Aufhängungen gemäß Fig. 7b und 7c.

Im Zusammenhang mit den Fig. 7b und 7c ergibt sich folgende Gleichung:

1 4 k k₀ k" = =

1 1 4k + k₀

T₀* -ΊΓ

F" / 4k

4k + k_o

030047/0898 ./·

Führt man die Gleichung (S) in die vorstehende Gleichung ein, so ergibt sich:

F¹· = 0,9^7 F

Für den Fall, daß eine Last F gleichmäßig auf die Rollen R und S ausgeübt wird, wie t- in Fig.1 dargestellt ist (nachfolgend als "Fall 1" bezeichnet).

•Fig. 8 zeigt eine starre Aufhängung, während eine flexible Aufhängung in den Figuren 9a und 9b dargestellt ist.

F¹" [ k¹"

"f"o " V ^ko

Dabei sind k¹·' und F¹'' eine Federkonstante bzw. eine Last im Falle der flexiblen Aufhängung.

Da die Aufhängung gemäß Fig. 9a mit derjenigen der Fig.9b äquivalent ist, ergibt sich folgende Gleichung:

¹ k kn /T)

■ Iff -

1 1 k + k_o ■+

F¹" / Ic

F₀ V k + k₀

Führt man die Gleichung (2)in die vorstehende Gleichung ein, so ergibt sich folgende Beziehung:

P¹" = 0,827 F

Damit ergibt sich die Last, die auf jede der beiden Rollen R und S ausgeübt wird, wie folgt: f = 0,1*13 F_Q

030047/0898 ·^/β

Die Figuren 10 bis 1^ zeigen eine erfindungsgemäße untere Kettenrollenaufhängung mit einem Kettenrahmen 1, an dessen Unterseite Lagerstücke 2 mittels Schraubbolzen befestigt sind. In den Lagerstücken 2 ist eine Welle 3 drehbar gelagert.

Ein erster Arm k und ein zweiter Arm 5 sind verschwenkbar auf der Ts/elle 3 angeordnet. Der Arm k weist an seinem einen Ende einen unteren Abschnitt 6 zur Lagerung einer Rolle und an seinem anderen Ende einen oberen Abschnitt 7 auf. Der Arm k ist mit einer Öffnung 8 (Fig. Ik) etwa in seinem mittleren Bereich versehen.

Der Arm 5 weist an seinem einen Ende einen oberen Abschnitt 9 und an seinem anderen Ende einen unteren Abschnitt 10 zur Lagerung einer Rolle auf.

Der obere Abschnitt 9 des Arms 5 erstreckt sich durch die Öffnung 8 des Arms k und ist oberhalb dessen unteren Abschnitts 6 angeordnet. Der obere Abschnitt 7 des Arms k ist über dem unteren Abschnitt 10 des Arms 5 angeordnet.

Die unteren Abschnitte 6 und 10 der Arme k bzw. 5tragen drehbar gelagerte Rollen 11 bzw. 12.

Mit dem oberen Abschnitt 7 des Arms k ist ein erster Puffer 13 aus Gummi fest verbunden, während an der Oberseite des unteren Abschnitts 10 des Arms 5 ein zweiter Puffer 1^ aus Gummi befestigt ist. Die beiden Puffer I3 und 1^ kommen zur gegenseitigen Anlage und bilden ein elastisches Bauteil A.

Am oberen Abschnitt 9 des Arms 5 ist ein dritter Puffer aus Gummi befestigt, und an der Oberseite des unteren Ab-

030047/0898

Schnitts 6 des Arms k ist ein vierter Puffer 16 aus Gummi befestigt. Die beiden Puffer 15 und 16 stoßen aneinander an und bilden ein elastisches Bauteil B.

Am Kettenrahmen 1 sind Anschläge 20 und 21 befestigt. Die Anordnung ist so getroffen, daß dann, wenn nur eine der
beiden Kettenrollen 11 und 12, die am Kettenrahmen 1 abrollt, einer Last ausgesetzt wird, der obere Abschnitt 7 oder 9 des entsprechenden Arms auf den Anschlag 20 oder auftrifft.

Derartige Aufhängungen mit elastischen Bauteilen A und B und mit einer Federkonstanten K sind schematisch in Fig. 15 bis 17 dargestellt.

¥ird die Last F gleichmäßig auf die Rollen 11 und 12
ausgeübt, so gilt folgende Gleichung:

F = 8kx,

wobei k die Federkonstante und x. der Hub ist.

Vird die Last F nur auf die Rolle 11 ausgeübt, wie es
in Fig. 16 gezeigt ist, so gilt folgende Gleichung:

F = 2kx.

Vird die Last F nur auf die Rolle 12 ausgeübt, wie es in Fig. 17 dargestellt ist, so gilt entsprechend folgende
Gleichung:

F = 2kx.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß bei Belastung nur
einer Rolle mit der Last F eine äquivalente Lastherabsetzung erzielt werden kann, weil eine symmetrische Ausbildung und gleiche Federkonstanten vorgesehen sind.

030047/0898 ,/.

Wird die Federkonstante k auf einen Wert eingestellt, um eine ausreichende Lastherabsetzung bei Belastung nur einer Rolle mit der Last F zu erreichen, so wird die Federkonstante nicht nennenswert herabgesetzt, selbst wenn beide Rollen belastet werden, und daher ergibt sich nur eine geringe Auswirkung auf das Betriebsverhalten des Fahrzeugs,

Die quantitative Erklärung für die vorgenannte Situation wird nachfolgend gegeben.

Für den Fall, daß die Last nur auf eine Rolle wirkt (nachfolgend als "Fall 2" und "Fall 3" bezeichnet).

In Fig. 18 ist eine starre Aufhängung gezeigt, während flexible Aufhängungen in den Figuren 19a, 19b und 19c dargestellt sind.

In entsprechender Weise wie in den vorgenannten Fällen ergibt sich folgende Gleichung:

F =
ο

= (2 k'E

Dabei sind k und F eine Federkonstante bzw. eine Last ο ο

im Falle der starren Aufhängung, während K' und F¹ eine Federkonstante bzw, eine Last im Falle der flexiblen Aufhängung sind. E ist eine Stoßenergie.

Die Aufhängung gemäß Fig. 19a kann so eingestellt werden, daß sie derjenigen der Fig. 19b und 19c äquivalent ist. Die Federkonstante in der Anordnung gemäß Fig.19c ist k', wobei es sich um die Federkonstante der flexiblen Aufhängung handelt.

030047/0898 ./.

-Ik-

Im Zusammenhang mit den Figuren 19b und 19 c ergibt sich folgende Gleichung:

1 2 k ko . . *r>

k¹ =

1 4_ 2k + k₀ "k^ ⁺ 2k

F¹ T₀ ⁼

Die Einführung der Gleichung (5) in die vorstehende Gleichung führt zu folgender Gleichung:

F' / 2k

_α Fo ^j 2k + k_o .

Dabei ist OC das Lastherabsetzungsverhältnis der flexiblen Aufhängung bezogen auf die starre Aufhängung.

2k = α² ( 2k + k₀ )

2 . ν ^α ν

.. K κ

2C 1 -α²)

Wenn in entsprechender Weise wie bei den zum Stand der Technik angeführten Fällen für &- der Wert 0,7 in die vorstehende Gleichung eingesetzt wird, so ergibt sich folgende Gleichung:

k = 0.48 k.

F¹ = 0.7 F₀

Für den Fall, daß die Last gleichmäßig auf beide Rollen 11 und 12 ausgeübt wird (nachfolgend als "Fall 1" bezeichnet).

030047/0898 "^/#

In Fig. 20 ist eine starre Aufhängung gezeigt, während flexible Aufhängungen in Fig. 21a, 21b und 21c dargestellt sind.

Dabei sind k¹¹ und F¹" eine Federkonstante bzw. eine Last im Falle der flexiblen Aufhängung.

Da die Aufhängung gemäß Fig. 21a so eingestellt werden kann, daß sie mit derjenigen der Figuren 21b und 21c äquivalent ist, ergibt sich folgende Gleichung:

	.1	1	)	/	1
			8k
F"

8k + k_o

F₀ V ^{8k +} * ο

Die Einführung der Gleichung (§) in die vorstehende Gleichung führt zu folgenden Gleichungen:

F"
— = 0.891

F" = 0.891 F

.'. f = — F" = 0.445 F₀

Ein Vergleich zwischen der Last, die auf die Rolle der bekannten Rollenaufhängung ausgeübt wird, mit der Last bei der erfindungsgemäßen Aufhängung ist in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

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_ 16 _

Tabelle 1

	starre Aufhängung	bekannte Aufhängung	erfindungs- gemäße Aufhängung
Fall 1	F ο	Ο,413 F	O_tkU-5 F O
Fall 2	F ο	0,9^7 F_o	0,7 F_o
Fall 3	F ο	0,7 F_o	0,7 F_o

Die Tabelle zeigt, daß die erfindungsgemäße Aufhängung der bekannten Aufhängung im "Fall 2^Müberlegen ist.

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Claims

Patentansprüche:

Rollenaufhängung für ein Kettenfahrzeug mit einem Kettenrahmen und einer daran montierten Kettenanordnung, gekennzeichnet durch eine Welle (3), die drehbar am Kettenrahmen (1) gelagert ist, einen ersten Arm(4), der drehbar auf der Welle (3) gelagert ist und einen unteren Abschnitt (6) zur Lagerung einer Rolle und einen oberen Abschnitt (7) aufweist, einen zweiten Arm' (5)» der drehbar auf der Welle (3) gelagert ist und einen unteren Abschnitt (1O) zur Lagerung einer Rolle (i2) sowie einen oberen Abschnitt (9) aufweist, wobei der erste Arm (k) und der zweite Arm (5) sich kreuzend angeordnet sind, eine erste Rolle (11), die drehbar am unteren Abschnitt (6) des ersten Arms (h) gelagert ist, und eine zweite Rolle (12), die drehbar am unteren Abschnitt (1O) des zweiten Arms (5) gelagert ist.

RoIlenaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein elastischer erster Puffer(i3) an der Unterseite des oberen Abschnitts (7) des ersten Arms (k) angeordnet ist, daß ein elastischer zweiter

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Puffer (lh) an der Oberseite des unteren Abschnitts (ίο) des zweiten Arms (5) angeordnet ist, wobei der erste Puffer (13) und der zweite Puffer (1²O einander zugewandt sind und zusammenstoßen können, daß ein elastischer dritter Puffer (15) an der Unterseite des oberen Abschnitts (9) des zweiten Arms (5) angeordnet ist und daß ein elastischer vierter Puffer (16) an de. Oberseite des unteren Abschnitts (6) des ersten Arms (k) angeordnet ist, wobei der dritte Puffer (15) und der vierte Puffer(16) einander zugewandt sind und zusammenstoßen können.

3. Rollenaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet , daß mit dem Kettenrahraen(1) ein Paar Lagerstücke (2) fest verbunden ist, in denen die Welle (3) gelagert ist.

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