DE60118006T2 - Antriebsrad mit verringerter schallübertragung für raupenfahrzeuge - Google Patents

Antriebsrad mit verringerter schallübertragung für raupenfahrzeuge Download PDF

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Schall reduzierendes Unterfahrgestellkettenrad für Raupenmaschinen und insbesondere auf ein Kettenrad, welches Zähne besitzt, die elastisch auf einer Nabe montiert sind.
  • Technischer Hintergrund
  • Umweltbestimmungen, sowohl in den Vereinigten Staaten von Amerika als auch in anderen Ländern, sind immer mehr auf die Unterdrückung von Geräuschen gerichtet, die von Baumaschinen ausgesandt werden, wie beispielsweise von Raupentraktoren. Bei Raupentraktoren sind das Unterfahrgestell, wie beispielsweise Raupenanordnungen, Antriebskettenräder und Laufräder und Raupenwalzen häufig die hauptsächlich zum Gesamtgeräusch der Raupenmaschine beitragenden Teile.
  • Es ist viel Mühe auf Geräuschunterdrückungsstrategien bei Unterfahrgestellanordnungen aufgewandt worden. Beispielsweise beschreibt das US-Patent 4 881 930, am 21. November 1989 an Thomas E. Oertley ausgegeben, betitelt Sprocked Assembly (Kettenradanordnung) und der Anmelderin der vorliegenden Erfindung zu eigen, eine Kettenradanordnung, die darauf gerichtet ist, das Geräuschniveau einer endlosen Raupe während des Betriebs einer Maschine zu reduzieren. Insbesondere beschreibt Oertley eine Kettenradanordnung mit einer Vielzahl von einzeln zu ersetzenden Zahnstrukturen, wobei jede Zahnstruktur elastisch von benachbarten Zahnstrukturen und von der Kettenradtragnabe isoliert ist.
  • Weiterhin sei hingewiesen auf die Schrift US-A-4 752 281, die eine Antriebskettenradanordnung offenbart, um eine endlose Kettenanordnung zum Antrieb eines Fahrzeugs anzutreiben, die eine Tragnabe aufweist, die an dem Leistungsausgabeteil des Fahrzeugs zu montieren ist, und eine Vielzahl von ersetzbaren Zähnen, die an der Nabe zu montieren sind. Jeder Zahn ist elastisch von der Tragnabe isoliert und ist zur Kettenanordnung elastisch durch nicht metallischen Materialien, um das Geräusch zu verringern, welches von den Kettenradzähnen erzeugt wird, die auf die endlose Kettenanordnung auftreffen. Die vorliegende Kettenradanordnung erzeugt niedrige Geräuschniveaus durch Verwendung von einzelnen ersetzbaren Zähnen, die isoliert an der Kettenradtragnabe montiert sind.
  • Jedoch erscheinen solche Kettenradanordnungen ziemlich kompliziert und teuer und verwenden kompliziert geformte Teile.
  • Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Antriebskettenradanordnung nach Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den beigefügten Ansprüchen offenbart.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebskettenradanordnung vorgesehen. Das Antriebskettenrad weist einen Nabe auf und eine endlose Kette ist um die Nabe herum positioniert. Die endlose Kette hat eine Vielzahl von nach aus vorstehenden Zähnen. Eine Vielzahl von Antriebsanordnungen hält die endlose Kette an der Nabe.
  • Die vorliegende Erfindung sieht eine Antriebskettenradanordnung mit Zähnen vor, die elastisch an einer Nabe montiert sind, um das Geräusch zu verringern, wenn die Maschine auf einer Baustelle verwendet wird. Das Kettenrad weist bogenförmige Segmente auf, die eine endlose Kette bilden. Die endlose Kette ist um die Nabe herum positioniert, und eine Vielzahl von elastischen Antriebsanordnungen wird an die Position zwischen der endlosen Kette und der Nabe gedrückt, um elastisch die endlose Kette an der Nabe zu montieren. Somit wird die Kettenradanordnung weniger Geräusch erzeugen, wenn sie verwendet wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine diagrammartige Seitenansicht einer Raupenmaschine mit einem weniger Schall übertragenden Kettenrad, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
  • 2 ist eine vergrößerte diagrammartige isometrische Ansicht eines Teils des Kettenrades, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
  • 3 ist eine diagrammartige Seitenansicht der äußeren Segmente der endlosen Kette des Kettenrades, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
  • 4 ist eine diagrammartige Seitenansicht der mittleren Segmente der endlosen Kette des Kettenrades, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
  • 5 ist eine diagrammartige Seitenansicht der Nabe des Kettenrades, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
  • 6 ist eine diagrammartige Querschnittsansicht der Nabe des Kettenrades, das die vorliegende Erfindung verkörpert, und zwar aufgenommen entlang der Linie 6-6 der 5; und
  • 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Antriebsgliedes, das zwischen der Nabe und einem der Kettensegmente positioniert ist.
  • Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
  • 1 veranschaulicht eine Raupenmaschine 10, die ein Paar von endlosen Raupenanordnungen 12 besitzt, wobei nur eine gezeigt ist, die auf jeweiligen Seiten der Maschine 10 montiert sind. Jede Raupenanordnung 12 hat eine endlose Raupe 14, die um einen oder mehrere Laufräder 16 herum gelegt ist, die an einem Unterrahmen 18 montiert sind, und ein Antriebskettenrad 20, welches die vorliegende Erfindung verkörpert, ist am hinteren Ende der Maschine montiert. Die endlose Raupe weist herkömmliche Stifte und Hül sen auf. Der Unterrahmen hat eine Vielzahl von Raupenrollen bzw. Raupenwalzen 22, die drehbar daran montiert sind, und zwar in herkömmlicher Weise zusammen mit einer Vielzahl von Tragrollen 24.
  • Das Schall reduzierende Antriebskettenrad 20, das die vorliegende Erfindung verkörpert, ist in den 26 veranschaulicht. Das Kettenrad 20 dreht sich um eine Drehachse 26 und hat einen mittig angeordneten Nabenteil 28, der einen ringförmigen Flansch 30 hat, der um den Außenumfang der Nabe 28 angeordnet ist. Der Flansch 30 hat eine Außenumfangsfläche 31. Der ringförmige Flansch 30 hat eine Vielzahl von beabstandeten Schlitzen 32, die sich in einer Richtung parallel zur Achse 26 des Kettenrades 20 erstrecken. Eine Nut 34, die in der Außenumfangsfläche 31 des Flansches 30 definiert ist, erstreckt sich ringförmig zwischen den Schlitzen 32. Die Schlitze 32 schneiden die ringförmigen Nut, die um den Umfang des Flansches 30 herum definiert ist.
  • Das Kettenrad 20 weist eine endlose Kette 36 auf, die elastisch an dem Flansch 30 der Nabe 28 montiert ist. Die Kette 36 bildet eine Vielzahl von Zähnen 38, die mit den Hülsen der endlosen Raupe 14 zusammen wirken, um die Maschine anzutreiben.
  • Die endlose Kette 36 ist aus einer Vielzahl von äußeren bogenförmigen Segmenten 40 geformt, die in mindestens zwei konzentrischen Bändern oder Reihen um den Flansch 30 der Nabe 28 herum angeordnet sind, und aus einer Vielzahl von mittleren bogenförmigen Segmenten 42, die in einem einzigen Band oder einer einzelnen Reihe um den Flansch 30 der Nabe 28 herum angeordnet sind, wie in 2 veranschaulicht.
  • Ein typisches Segment der äußeren bogenförmigen Segmente 40 ist in 3 veranschaulicht. Jedes der äußeren bogenförmigen Segmente 40 hat einen ersten Endteil 44, einen zweiten Endteil 46, einen Zwischenteil 48, den radial nach außen gerichteten Kettenradzahn 38 zum Kontakt mit der Raupenkette und eine radial innere Oberfläche 50 von den bogenförmigen oder gekrümmten äußeren Segmenten 40. Die ersten und zweiten Endteile 44, 46 haben jeweils einen axial orientierten kreisförmigen Federschlitz 52, der sich nach innen von der Innenfläche 50 erstreckt. Der Zwischenteil 48 hat einen axial orientierten Antriebsschlitz 54, der sich auch nach innen von der Innenfläche 50 erstreckt.
  • Ein repräsentatives Segment der mittleren bogenförmigen Segmente 42 ist in 4 gezeigt. Die Konstruktion der mittleren bogenförmigen Segmente 42 ist ähnlich jener des äußeren bogenförmigen Segments 40. Jedes der mittleren Segmente 42 hat einen ersten Endteil 60, einen zweiten Endteil 62, einen Zwischenteil 64, einen bogenförmigen gekrümmten äußeren Kettenradzahn 38 und eine bogenförmige Innenfläche 66. Die ersten und zweiten Endteile 60, 62 weisen jeweils ein axial orientiertes kreisförmiges Loch 68 auf. Der Zwischenteil 64 weist einen axial orientierten Antriebsschlitz 70 auf, der sich von der Innenfläche 64 erstreckt. Die ersten und zweiten Endteile 60, 62 weisen jeweils einen sich radial nach innen erstreckenden Ansatz 72 auf, der geeignet ist, um innerhalb der ringförmigen Nut 32 aufgenommen zu werden, die in dem Flansch 30 der Nabe 28 definiert ist. Die Antriebsschlitze 54, 70 in den äußeren und inneren Segmenten 40, 42 sind im Wesentlichen gleichmäßig beabstandet zwischen den ersten Enden 44, 60 und den zweiten Enden 46, 62 positioniert und erstrecken sich nach innen von der radial innersten Oberfläche 50, 66 der jeweiligen Segmente 40, 42. Zusätzlich hat jedes der äußeren und mittleren Segmente 40, 42 einen Teil 76 des Antriebsschlitzes 54, 70, der an dem ersten Endteil 44, 60 und dem zweiten Endteil 46, 62 angeordnet ist, die mit einem vorherigen oder einem nachfolgenden Segment 40, 42 zusammen arbeiten, das in dem gleichen kreisförmigen Band oder in der gleichen Reihe angeordnet ist, um einen vollständigen Schlitze der Antriebsschlitzes 54, 70 vorzusehen. Somit hat jedes der Segmente 40, 42 einen vollen Antriebsschlitz 54, 70 und ein Paar von Teilantriebsschlitzen (Kerben).
  • Die endlose Kette 36 wird zuerst selbst montiert, und wird dann auf dem Flansch 30 der Kettenradnabe 28 montiert, wie in 2 veranschaulicht.
  • Vorteilhafterweise sind die bogenförmigen Segmente 40, 42 mit einer der Öffnungen 52, 68 benachbart zum ersten Endteil 44, 60 von einem Segment positioniert, das mit den Öffnungen 52, 68 benachbart zu einem zweiten Ende eines benachbarten Segments 40, 42 ausgerichtet ist. Somit sind benachbarte Reihen bzw. Kerben der Segmente 40, 42 so positioniert, dass die kreisförmigen Öffnungen 52, 68 von einem Segment mit der anderen Öffnung der kreisförmigen Öffnungen 52, 68 an einem gegenüberliegenden Ende von jeweils benachbart angeordneten Segmenten ausgerichtet sind.
  • Die endlose Kette 36 wird dann montiert durch Einführen eines Gelenkstiftes 78 durch die jeweiligen ausgerichteten kreisförmigen Öffnungen 52, 68 in den äußeren und inneren Segmenten 40, 42. Die äußeren Enden von jedem der Gelenkstifte 78 sind wünschenswerter Weise an die Außenfläche des äußersten bogenförmigen Segments 40 gespeist. Die zusammengebaute Kette 36 wird dann auf den Flansch 30 aufgezogen, und zwar durch Ausrichtung der sich nach innen erstreckenden Laschen 72 der mittleren Segmente mit den Schlitzen 32 in dem äußeren Flansch 30 der Laufradnabe 28. Die Kette 36 wird dann axial über den Flansch 30 geschoben, bis die nach innen weisenden Laschen 72 axial mit der ringförmigen Nut 34 ausgerichtet sind, die in dem Flansch 30 ausgeformt ist. Nachdem die Kette 36 axial auf dem Flansch 30 ausgerichtet ist, wird sie radial gedreht, um die Antriebsschlitze 54, 70 der Segmente 40, 42 in radialer Ausrichtung mit dem Schlitz 32 zu bringen, der sich im Flansch 30 öffnet. An dieser Position sind die sich nach innen erstreckenden Laschen 72 des mittleren Segmentes 42 in der ringförmigen Nut 32 zwischen den Schlitzen 32 positioniert.
  • Nach der Ausrichtung der Antriebsschlitze 54, 70 in jedem Segment 40, 42 mit den sich axial erstreckenden Schlitzen 32 im Flansch 30 wird eine Vielzahl von sich axial erstreckenden elastischen Antriebsanordnungen 80 in die ausgerichteten Öffnungen 54, 70 und die Schlitze 32 gedrückt. Das Drücken der Antriebsanordnungen in die Schlitze 54, 70 und in dem Schlitz 32 wird die Elastomer-Glieder 86 komprimieren und vorspannen. Die endlose Raupe 36 wird darin elastisch auf der Nabe 28 durch die Vielzahl von Antriebsan ordnungen innerhalb der axial ausgerichteten Antriebsschlitze 54, 70 in den Segmenten 40, 42 und den Schlitzen 32 getragen, die im Flansch 30 der Nabe 28 definiert sind.
  • Wie am besten in 7 gezeigt, weist die Antriebsanordnung 80 ein Paar von beabstandeten äußeren Gliedern 82 auf, weiter ein mittleres Glied 84, das zwischen den äußeren Gliedern 82 positioniert ist, ein Paar von Elastomer-Gliedern 86, die jeweils mit einem äußeren Glied 82 und dem mittleren Glied 84 verbunden sind und zwischen diesen sind. Die äußeren Glieder 82 sind innerhalb des Schlitzes 32 der Nabe 28 zu Antriebszwecken positioniert. Das mittlere Glied 84 hat ein kreisförmiges äußeres Glied, welches in den Antriebsschlitzen 54, 70 der Segmente 40, 42 für Antriebszwecke positioniert ist. Eines der Elastomer-Glieder 86 ist zwischen jedem äußeren Glied 82 und dem mittleren Glied 84 eingebunden, um elastisch die Kette 36 an dem Flansch 30 zu montieren.
  • Wenn sie montiert ist, werden die radial innersten Oberflächen 50, 66 der endlosen Kette 36 über eine kleine Distanz weg von der Außenfläche 31 des Flansches 30 wird durch die elastischen Antriebsanordnungen 80 getragen. Während des Betriebs der Maschine 10 und während der Drehung des Kettenrades 20 und einer folglichen Komprimierung der Antriebsanordnungen 80 durch das Gewicht der Maschine 10 und der endlosen Raupe 14 wird das Ausmaß der Auslenkung bzw. Verformung der Antriebsanordnungen durch das anfängliche freie Spiel zwischen den Oberflächen 50, 66 der Segmente 40, 42 und der Außenfläche 31 des Flansches 30 begrenzt.
  • In einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel ist ein radiales Spiel von ungefähr 1–3 mm zwischen der äußeren Umfangsfläche 31 des Flansches und den radial innersten Flächen 50, 66 der Segmente 40, 42 vorgesehen, wenn diese an der Nabe 28 montiert werden. Die Unterseiten der sich radial nach innen erstreckenden Laschen 72 der mittleren Segmente 42 sind um eine ähnliche Distanz von der Unterseite der ringförmigen Nut 34 im Flansch 30 beabstandet.
  • In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die endlose Kette 36 aus zwei Reihen, oder aus zwei Bändern von äußeren Segmenten 40 zusammengesetzt, die auf jeder Seite eines einzigen Bandes oder einer einzigen Reihen der mittleren Segmente 42 angeordnet sind. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Kette 36 aus weniger Segmenten zusammengesetzt sein, beispielsweise aus einem einzigen Band von äußeren Segmenten 40, die auf jeder Seite eines mittleren Bandes von mittleren Segmenten 42 angeordnet sind, oder alternativ aus mehr als zwei Bändern von äußeren Segmenten 40 auf jeder Seite des mittleren Bandes. Es ist ungeachtet der Anzahl von benachbarten Reihen oder Bändern von Segmenten 40, 42, die verwendet werden, um die endlose Kette 36 zu formen, wünschenswert, dass die Gelenkstifte 78 sich durch mindestens drei der Segmente 40, 42 erstrecken, die in einer benachbarten Beziehung um den Umfang des Flansches 31 herum angeordnet sind.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das weniger Schall übertragende Kettenrad 20, das die vorliegende Erfindung verkörpert, ist insbesondere nützlich zur Anwendung bei Endlosraupenanordnungen von Raupenarbeitsmaschinen, die auf Baustellen arbeiten, die empfindlich für das Ausmaß der Geräusche sind, die durch Baumaschinen erzeugt werden. Die Elastomer-Antriebsanordnungen 80, die zwischen dem äußeren Flansch 30 der Nabe 28 und den Segmenten 40, 42 positioniert sind, sehen eine Elastomer-Kissenunterstützung für die endlose Kette vor, die das Kettenrad 20 umgibt. Die gekrümmten Segmente der endlosen Kette 36 sehen Zähne vor, die mit den Hülsen der endlosen Raupe zusammenwirken, um die Maschine anzutreiben.
  • Im Hinblick auf das Vorangegangene ist es leicht offensichtlich, dass die Struktur der vorliegenden Erfindung ein Kettenrad vorsieht, welches eine endlose Kette mit Zähnen hat, die elastisch auf einem Flansch 30 einer Nabe 28 montiert ist. Die Antriebsanordnungen sehen eine gedämpfte Unter stützung der endlosen Kette vor, die die endlose Raupe 14 trägt, und reduzieren dadurch effektiv das Geräusch, welches durch die Raupenanordnung übertragen wird.
  • Andere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Claims (7)

  1. Antriebskettenradanordnung (20), die Folgendes aufweist: eine Nabe (28) mit einer Achse (28) und einem ringförmigen Flansch (30), wobei der ringförmige Flansch einen Außenumfang (31) mit einer Vielzahl von sich axial erstreckenden Schlitzen (32) besitzt, die darin definiert sind; eine endlose Kette (36), die um die Nabe (28) herum positioniert ist und eine Vielzahl von nach außen vorstehenden Zähnen (38) besitzt, weiter eine Vielzahl von Segmenten (40, 42), die miteinander verbunden sind, um die endlose Kette (36) zu bilden, wobei die Segmente jeweils eine bogenförmige Innenseite (50, 66) mit einem axial orientierten Antriebsschlitz (54, 70) haben, wobei sich jeder Antriebsschlitz (54, 70) nach oben von der bogenförmigen Innenseite (50, 66) erstreckt; und eine Vielzahl von Antriebsanordnungen (80), die elastisch die endlose Kette (36) an der Nabe (28) befestigen, wobei jede Antriebsanordnung (80) innerhalb der sich axial erstreckenden Schlitze (32) des Flansches (30) und der Antriebsschlitze (54, 70) in den Segmenten der endlosen Kette (36) positioniert ist.
  2. Antriebskettenradanordnung (20) nach Anspruch 1, wobei die Antriebsanordnung (80) ein Paar von beabstandeten äußeren Gliedern (82) aufweist, weiter ein mittleres Glied (84), das zwischen den äußeren Gliedern positioniert ist, und ein Paar von Elastomer-Gliedern (86), die jeweils mit einem äußeren Glied (82) und dem mittleren Glied verbunden sind und zwischen diesen angeordnet sind, um elastisch die endlose Kette (36) an der Nabe (28) zu befestigen.
  3. Antriebskettenradanordnung (20) nach Anspruch 1, wobei die Segmente (40, 42) eine Vielzahl von äußeren Segmenten (40) und eine Vielzahl von mittleren Segmenten (42) aufweisen, wobei die äußeren Segmente (40) in mindestens zwei konzentrischen Reihen um den Flansch herum angeordnet sind.
  4. Antriebskettenradanordnung (20) nach Anspruch 3, wobei die Nabe (28) eine ringförmigen Nut (34) aufweist, die in dem Außenumfang (31) definiert ist und sich zwischen den Schlitzen (32) erstreckt, die im Flansch (30) definiert sind, und sich nach innen erstreckende Ansätze (72) an dem mittleren Segmenten (42) aufweist, die mit den ringförmigen Nuten (34) zusammenwirken, um eine axiale Bewegung der endlosen Kette (36) relativ zur Nabe (28) zu begrenzen.
  5. Antriebskettenradanordnung (20) nach Anspruch 1, wobei die Antriebsanordnungen (80) elastisch sind und die endlose Kette (36) in einer Distanz vom Flansch (30) tragen.
  6. Antriebskettenradanordnung (20) nach Anspruch 1, wobei die Segmente (40, 42) jeweils Öffnungen (52, 68) aufweisen, und wobei sie weiter eine Vielzahl von Gelenkstiften (78) aufweisen, die in Öffnungen von benachbarten äußeren Segmenten (40) und mittleren Segmenten (42) positioniert sind.
  7. Antriebskettenradanordnung (20) nach Anspruch 6, wobei jeder der Stifte (78) sich durch die Öffnungen (52, 68) von mindestens drei Segmenten erstreckt, die axial in benachbarter Beziehung um die Nabe (28) herum angeordnet sind.
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