DE4492413B4

DE4492413B4 - Raupenfahrzeuggestell

Info

Publication number: DE4492413B4
Application number: DE4492413A
Authority: DE
Inventors: Thomas E. Dunlap Oertley
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP3443120B2; DE4492413T1; FR2703970A1; US5358064A; AU683649B2; US5279377A; WO1994023986A1; CA2157462C; JPH08508957A; AU6443594A; MY131547A; CA2157462A1; FR2703970B1

Abstract

Raupen- oder Kettenfahrzeug (10) mit einer Fahrgestellstruktur (12), die folgendes aufweist:
erste und zweite von einander beabstandete Rollenrahmenanordnungen (14, 16); eine Schwenkwelle (18), die sich zwischen den ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen (14, 16) erstreckt und mit ihnen verbunden ist; und einen Ausgleichsträger (20), der sich zwischen den ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen (14, 16) erstreckt und von ihnen getragen wird,
wobei die erste Rollenrahmenanordnung (14) eine erste Längsaxialmittellinie (40) besitzt und die zweite Rollenrahmenanordnung (16) eine zweite Längsaxialmittellinie (46) besitzt, wobei der Abstand „D” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14) und der zweiten Rollenrahmenordnung (16) an der Position des Ausgleichsträgers (20) unterschiedlich ist zum Abstand „d” zwischen der ersten Rollenrahmenordnung (14) und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16) an der Position der Schwenkwelle (18), wodurch die erste Längsaxialmittellinie (40) nicht parallel zur zweiten Längsaxialmittellinie (46) ist.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Raupen- oder Kettenfahrzeug mit einer Fahrgestellstruktur, insbesondere auf eine verbesserte Fahrgestellstruktur, die eine Verlängerung der Abnutzungslebensdauer verschiedener Fahrgestellkomponeten vorsieht.
Aktuelle und frühere Konstruktionen von Unterfahrzeuggestellstrukturen für Ketten- oder Raupenfahrzeuge verwenden Konstruktions- und Fertigungsverfahren, bei denen es erforderlich ist, daß die einzelnen rechten und linken Ketten- oder Raupenanordnungen parallel zueinander verlaufen. Enge Herstell- und Montagetoleranzen stellen sicher, daß die linken und rechten Raupen- bzw. Kettenanordnungen parallel gehalten werden. Dies wird getan im Glauben, daß eine übermäßige Abnutzung der Ketten- oder Raupenführungskomponenten auftreten wird, wenn die Raupenanordnungen nicht in parallelen Beziehung gehalten werden. Wenn jedoch die linken und rechten Raupenanordnungen parallel gehalten werden, laufen die Raupenverbindungen gegen die Gegenraupenrollenlaufflächen an einer sehr präzisen Stelle. Wenn die Gegenoberflächen der Verbindungen und Rollen sich abnutzen, ergeben die Kontaktoberflächen Abnutzungsprofile, die exakt zueinander passen. Daher erzeugt kontinuierlicher Betrieb der sich bewegenden Fahrgestellstruktur Abnutzung entlang der gesamten Kontaktoberflächen der Verbindungen oder Gelenke oder Glieder und der Rollen.
Die US 38250881 A zeigt ein Raupenfahrzeug mit einer ersten und zweiten voneinander beabstandete Rollenrahmenanordnung aufweisenden Fahrgestellstruktur, wobei sich ferner zwischen den Rollenrahmenanordnungen eine Ausgleichsstange sowie davon Antriebswellen erstrecken. Auch die US 3980149 A zeigt ein Raupenfahrzeug mit beidseitig angeordneten Rollenrahmenanordnung mit einer sich quer erstreckenden Achse und einer Ausgleichsstangenbefestigungsanordnung. Die US 3889769 A zeigt ein Raupenfahrzeug mit zwei beabstandeten Rollenrahmenanordnungen an einem Hauptrahmen und mit einem sich zwischen den Rahmenanordnungen erstreckenden Ausgleichsträger.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Raupenfahrzeug und eine Fahrgestellstruktur für ein Raupenfahrzeug derart auszugestalten, dass die Abnutzungslebensdauer verschiedener sich bewegender Komponenten verlängert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Raupen- oder. Kettenfahrzeug gemäß Anspruch 1 und eine Fahrgestelltstruktur gemäß Anspruch 7 ausgebildet. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, dass die Gegenabnützungsoberflächen der sich bewegenden Komponenten mehr als einen einzelnen Abnützungspfad während des Betriebs des Raupenfahrzeugs und der Fahrgestelltstruktur besitzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht eines Raupen- oder Kettenfahrzeugs gemäß der Erfindung;
2 ist eine Draufsicht einer Fahrgestellanordnung gemäß der Erfindung;
3 ist eine Seitenansicht entlang der Linie 3-3 der 2;
4 ist eine Frontansicht entlang der Linie 4-4 der 2;
5 ist eine Draufsicht eines alternativen Ausführungsbeispiels des Fahrgestells der Erfindung;
6 ist eine Seitenansicht entlang der Linie 6-6 der 5;
7 ist eine Frontansicht entlang der Linie 7-7 der 5;
8 ist eine Frontansicht, teilweise im Schnitt, von Raupen- oder Kettenrollen und Gegenraupen- oder Gegenkettengliedern, die ein Abnutzungsmuster einer Fahrgestellstruktur des Standes der Technik zeigen; und
9 ist eine Frontansicht, teilweise im Schnitt, ähnlich der 8, einer Kettenrolle und von Gegenkettengelenken, die ein Abnutzungsmuster einer erfindungsgemäßen Unterfahrzeuggestellstruktur zeigen.
Mit Bezug auf die Zeichnungen, besitzt ein Raupen- oder Kettenfahrzeug 10 eine Fahrgestellstruktur 12 mit ersten und zweiten voneinander beabstandeten Rollenrahmenanordnungen 14, 16 einer Schwenkwelle 18 und einem Ausgleichsträger oder Ausgleichsstange 20. Jede der ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen weisen erste und zweite Laufräder 22, 24 und eine Vielzahl von Führungsrollen 26 auf. Ein Antriebszahnrad oder Antriebskettenrad 28 ist auf jeder Seite des Fahrzeugs 10 gelegen und wird in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen vom Fahrzeug 10 angetrieben. Eine Endlosraupenkettenanordnung 30 umringt jedes Antriebszahnrad 28, die ersten und zweiten Leiträder 22, 24 und die Rollen 26. Die Raupenkettenanordnung 30 weist eine Vielzahl von miteinander verbundenen Metallraupengelenken 32 und einer Vielzahl von Raupenschuhen 34 auf, die an den Raupengelenken 32 gesichert sind. Die Führungsrollen 26 führen die Raupengelenke 32. Die Führungsrollen 26 führen die Raupengelenke 32, wenn die Raupenkettenanordnung 30 vom Antriebszahnrad 28 angetrieben wird.
Wie in den 1 bis 4 gezeigt, besitzt die erste Rollenrahmenanordnung 14 eine erste Wellenaufnahmebohrung 36, einen ersten Trageteil 38 und eine erste axiale Mittellinie 40. Die zweite Rollenrahmenanordnung 16 besitzt eine zweite Wellenaufnahmebohrung 42, einen zweiten Trage- oder Unterstützungsteil 44 und eine zweite axiale Mittellinie 46. Die Schwenkwelle 18 erstreckt sich zwischen den ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen und besitzt erste und zweite Endteile 48, 50, die geeignet sind, um jeweils in den ersten und zweiten Bohrungen 36, 42 positioniert zu werden. Die Schwenkwelle 18 wird durch die Bohrungen 36, 42 gehalten und mit den ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen 14, 16 verbunden und zwar durch erste und zweite Halteplatten 52, 54 oder andere geeignete Mittel. Ein oder mehrere Lager 55 sind innerhalb der ersten und zweiten Bohrungen 36, 42 positioniert und sehen eine Schwenkbewegung der Schwenkwelle 18 mit Bezug auf die ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen 14, 16 vor.
Der Ausgleichsträger 20, der sich zwischen den ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen erstreckt, besitzt eine sich in Längsrichtung erstreckende Mittelachse 56 und erste und zweite Endteile 58, 60, die von den ersten und zweiten Trageteilen 38, 44 getragen werden und mit ihnen verbunden sind. Erste und zweite Haltestifte 62, 64 oder andere geeignete Mittel verbinden die Endteile 58, 60 jeweils mit den Trageteilen 38, 44.
Die Gesamtlänge „L” des Ausgleichträgers 20 zwischen den Haltestiften 62, 64 kann variiert werden, um die erste Längsachsealmittellinie 40 im Wesentlichen nicht parallel zur zweiten Axialmittellinie 46 zu machen. Eine Vergrößerung der Länge „L” des Ausgleichsträgers 20 wird ein Ausspreizen der Fahrgestellstruktur 12 erzeugen. Mit „Ausspreizen” wird der Abstand „D” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung 14 und der zweiten Rollenrahmenanordnung 16 an der Ausgleichsträgerposition größer als der Abstand „d” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung 14 und der zweiten Rollenrahmenanordnung 16 an der Schwenkwellenposition. Ein Verringern der Länge „L” des Ausgleichsträgers 20 wird ein „Eindrehen” der Fahrgestellstruktur 12 erzeugen. Mit einem „Eindrehen” ist der Abstand „D” kleiner als der Abstand „d”. Mit entweder „Ausspreizen” oder „Eindrehen” ist die sich in Längsrichtung erstreckende Mittelachse 56 des Ausgleichträgers 20 nicht parallel zu den ersten und zweiten Axialmittellinien 40, 46.
Die Nichtparallelität der ersten Axialmittellinie 40 zur zweiten Axialmittellinie 46 kann im Bereich von 0,1 bis 5,0 Grad sein. Vorzugsweise ist die Nichtparallelität im Bereich von 0,1 bis 1,0 Grad. Die Nichtparallelität der sich in Längsrichtung erstreckenden Mittelachse 56 zur ersten Axialmittellinie 40 ist im Wesentlichen gleich der Nichtparallelität zwischen der Mittelachse 56 und der zweiten Axiallmittellinie 46. Diese Nichtparallelität kann im Bereich von 0,05 bis 2,5 Grad sein und ist vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 0,5 Grad.
Insbesondere mit Bezug auf die 5, 6 und 7 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Fahrgestellstruktur gezeigt. Elemente, die dem vorherigen Ausführungsbeispiel ähnlich sind werden durch identische Bezugszeichen mit einem Aprostrophsymbol bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ausgleichsträger 20' nicht starr an den ersten und zweiten Kettenrollenrahmenanordnungen 14', 16' befestigt aber liegt vertikal auf den Rollenrahmenanordnungen 14', 16'. Erste und zweite Diagonalstreben 70, 72 verbinden jeweils die ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen 14', 16' mit der Schwenkwelle 18'. Jede der Diagonalstreben 70, 72 weist ein Lager 74 auf und die ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen 14', 16' haben jeweils Bohrungen 36', 42', die Lager 55' aufnehmen. Jedes Lager 55' besitzt eine Achse 76, die im wesentlichen nicht senkrecht zu den ersten und zweiten Längsaxialmittellinien 40', 46' ist. Der Winkel ”A”, der zwischen der Achse 76 und den Axialmittellinien 40', 46' gebildet wird, kann variiert werden um die Gradzahl der Nichtparallelität der ersten Axialmittellinie 40' zur zweiten Axialmittellinie 46' zu verändern. Wenn der Winkel „A” größer als 90 Grad ist, wird die Fahrgestellstruktur 12' „Ausspreizen” und mit einem Winkel „A” von weniger als 90 Grad wird die Fahrgestellstruktur 12' „Eindrehen”.
In den 8 und 9 sind einige Abnutzungsmuster zwischen den Rollen 26 und den Raupengelenken 32 gezeigt. 8 zeigt ein typisches Abnutzungsmuster einer Fahrgestellstruktur des Standes der Technik, bei der die Rollenrahmenanordnung im Wesentlichen parallel zueinander gehalten werden. Dieses Abnutzungsmuster zeigt, daß Abnutzung entlang im Wesentlichen der gesamten Breite der Rollen und der Gelenke stattfindet. 9 zeigt ein typisches Abnutzungsmuster zwischen einer Rolle 26 und einem Gelenk 32 einer erfindungsgemäßen Fahrgestellstruktur 12. Dieses Abnutzungsmuster zeigt Abnutzung zwischen den Rollen 26 und dem Gelenk 32 an einer ersten Kontaktfläche 78, die beispielsweise dann erzeugt werden würde, wenn die Maschine sich in Vorwärtsrichtung bewegt. Wenn die Maschine in Rückwärtsrichtung betrieben wird, zwingt die Nichtparallelität der Rollenrahmenanordnungen 14, 16 und daher der Raupenkettenanordnungen 30 die Rollen 26 gegen die entgegengesetzten Seiten der Gelenke 32. Eine Abnutzung findet dann zwischen den Rollen 26 und den Gelenken 32 an der Kontaktfläche 80 statt. Weil die Kontaktoberflächen zwischen den Rollen 26 und den Gelenken 32 sich zu konkaven und konvexen Profilen abnützen, werden die Abnützungsoberflächen nicht 100-prozentig passen, wenn die Gelenke 32 sich in den Rollen 26 hin und her verschieben. Dies resultiert in getrennten Kontaktflächen 78, 80 für Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb des Fahrzeugs 10, was schließlich zu erhöhter Lebensdauer der Rollen 26 und der Gelenke 32 führt. Die Abnützungslebensdauer wird weiter erhöht, wenn die Rollen 26 anfangs neu mit einem konkaven Profil 82 hergestellt werden, und die Gelenke 32 neu mit einem konvexen Profil 84 hergestellt werden. Derzeitige Konstruktionen von Rollen und Gelenken verwenden flache (zylindrische) Kontaktoberflächen.
Die beschriebene Kettenfahrgestellstruktur 12 ist insbesondere zur Erhöhung der Abnutzungslebensdauer gewisser Fahrgestellkomponenten nützlich. Wenn die Raupenrollenrahmenanordnungen 14, 16 entweder „eingedreht” oder „ausgespreizt” sind, werden die Raupengelenke 32 die Rollen 26 an den rechten oder linken Teilen berühren, wenn das Fahrzeug 10 sich in einer Vorwärtsrichtung bewegt. Wenn das Fahrzeug auf eine Rückwärtsrichtung wechselt, zwingt die Nichtparallelität der Fahrgestellstruktur 12 die Gelenke 32 auf die Gegenseite der Rollen 26 auf eine getrennte Abnützungsfläche zwischen den Gelenken 32 und den Rollen 26. Das Verschieben der Gelenke 32 hin und her in den Rollen 26 wenn das Fahrzeug die Richtungen wechselt, erzeugt zumindest zwei getrennte und unterscheidbare Abnutzungsflachen zwischen den Gelenken 32 und den Rollen 26. Dies resultiert in erhöhter Abnutzungslebensdauer dieser Fahrgestellkomponenten, auch wenn der Kontaktdruck zwischen den Rollen 26 und den Gelenken 32 erhöht sein kann. Vorheriges Testen hat gezeigt das es keine lineare Beziehung zwischen dem Kontaktdruck und der Abnutzungsrate besteht.

Claims

Raupen- oder Kettenfahrzeug (10) mit einer Fahrgestellstruktur (12), die folgendes aufweist: erste und zweite von einander beabstandete Rollenrahmenanordnungen (14, 16); eine Schwenkwelle (18), die sich zwischen den ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen (14, 16) erstreckt und mit ihnen verbunden ist; und einen Ausgleichsträger (20), der sich zwischen den ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen (14, 16) erstreckt und von ihnen getragen wird, wobei die erste Rollenrahmenanordnung (14) eine erste Längsaxialmittellinie (40) besitzt und die zweite Rollenrahmenanordnung (16) eine zweite Längsaxialmittellinie (46) besitzt, wobei der Abstand „D” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14) und der zweiten Rollenrahmenordnung (16) an der Position des Ausgleichsträgers (20) unterschiedlich ist zum Abstand „d” zwischen der ersten Rollenrahmenordnung (14) und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16) an der Position der Schwenkwelle (18), wodurch die erste Längsaxialmittellinie (40) nicht parallel zur zweiten Längsaxialmittellinie (46) ist.
Raupen- oder Kettenfahrzeug (10) nach Anspruch 1, wobei die Nichtparallelität der ersten Längsaxialmittellinie (40) zur zweiten Längsaxialmittellinie (46) im Bereich von 0,1 bis 5,0 Grad liegt.
Raupen- oder Kettenfahrzeug (10) nach Anspruch 1, wobei die Nichtparallelität der ersten Längsaxialmittellinie (40) zur zweiten Längsaxialmittellinie (46) im Bereich von 0,1 bis 1,0 Grad liegt.
Raupen- oder Kettenfahrzeug (10) nach Anspruch 1, wobei der Abstand „D” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14) und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16) an der Position des Ausgleichsträgers (20) größer ist als der Abstand „d” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14) und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16) an der Position der Schwenkwelle (18).
Raupen- oder Kettenfahrzeug (10) nach Anspruch 1, wobei der Abstand „D” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14) und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16) an der Position des Ausgleichsträgers (20) geringer ist als der Abstand „d” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14) und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16) an der Position der Schwenkwelle (18).
Raupen- oder Kettenfahrzeug (10) nach Anspruch 1, wobei jede der ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen (14, 16) eine Bohrung (36, 42) und ein Lager (55) aufweisen, das in der erwähnten Bohrung (36, 42) aufgenommen ist, wobei die Schwenkwelle (18) geeignet ist, innerhalb der Bohrung (36, 42) und des Lagers (55) aufgenommen zu werden, wobei das Lager (55) eine Achse (56) besitzt, wobei die Achse (56) nicht senkrecht zu den ersten und zweiten Längsmittellinien (40, 46) ist.
Fahrgestellstruktur (12') für ein Ketten- oder Raupenfahrzeug (10'), die folgendes aufweisen: eine erste Rollenrahmenanordnung (14) mit einer ersten Wellenaufnahmebohrung (36'), einem ersten Trageteil (38') und einer ersten Axialmittellinie (40'); eine zweite Rollenrahmenanordnung (16') mit einer zweiten Wellenaufnahmebohrung (42'), einem zweiten Trageteil (44') und einer zweiten Axialmittellinie (46'), wobei die zweite Rollenrahmenanordnung (16') von der ersten Rollenrahmenanordnung (14') beabstandet ist; eine Schwenkwelle (18') mit ersten und zweiten Endteilen, die jeweils in den ersten und zweiten Bohrungen (36'), (42') positioniert sind und jeweils mit den ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen (14'), (16') verbunden sind; einem Ausgleichsträger (20') mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Mittelachse (56') und ersten und zweiten Endteilen (58'), (60'), die durch die jeweilige ersten und zweiten Trageteile (38'), (44') getragen werden, wobei der Abstand „D” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14') und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16') an der Position des Ausgleichsträgers (20') unterschiedlich ist zum Abstand ”d” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14') und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16') an der Position der Schwenkwelle (18'), wodurch die erwähnte Mittelachse (56') nicht parallel zu den ersten und zweiten Axialmittellinien (40'), (46') ist.
Fahrgestellstruktur (12') nach Anspruch 7, wobei die Nichtparallelität der Mittelachse (56') zur ersten Axialmittellinie (40') im Bereich von 0,05 bis 2,5 Grad liegt und gleich der Nichtparallelität der erwähnten Mittelachse (56') zur zweiten Axialmittellinie (46') ist.
Fahrgestellstruktur (12') nach Anspruch 8, wobei die Nichtparallelität der erwähnten Mittelachse (56') zur ersten Axialmittellinie (40') im Bereich von 0,05 bis 0,5 Grad liegt.
Fahrgestellstruktur (12') nach Anspruch 7, wobei der Abstand „D” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14') und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16') an der Position des Ausgleichsträgers (20') größer ist als der Abstand ”d” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14') und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16') an der Position der Schwenkwelle (18').
Fahrgestellstruktur (12') nach Anspruch 7, wobei der Abstand „D” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14') und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16') an der Position des Ausgleichsträgers (20') kleiner ist als der Abstand „d” zwischen der ersten Rollenrahmenanordnung (14') und der zweiten Rollenrahmenanordnung (16') an der Position der Schwenkwelle (18').
Fahrgestellstruktur (12') nach Anspruch 7, die folgendes aufweist: eine Vielzahl von Rollen (26) und eine Vielzahl von Raupengelenken oder -gliedern (32), wobei die Rollen (26) mit den ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen (14, 16) verbunden sind, wobei jede der erwähnten Rollen (26) einen Laufflächenteil mit einem konkaven Profil (82) besitzt, wobei jedes der Raupengelenke (32) eine Gleisoberfläche oder Laufoberfläche mit einem konvexen Profil (84) besitzt, wobei die Gleis- oder Laufoberflächen geeignet sind um die erwähnten Laufflächenteile zu berühren.
Fahrgestellstruktur (12) nach Anspruch 7, die folgendes aufweist: eine Vielzahl von Rollen (26), die mit ersten und zweiten Rollenrahmenanordnungen (14, 16) verbunden sind, wobei jede der Rollen (26) einen Laufflächenteil mit einem konkaven Profil (82) besitzt.
Fahrgestellstruktur (12) nach Anspruch 7, die eine Vielzahl von Raupengelenken (32) aufweist, wobei jedes Raupengelenk (32) eine Gleis- oder Laufoberfläche mit einem konvexen Profil (84) besitzt.