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Technisches
Gebiet
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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.
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Technischer
Hintergrund
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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.
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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.
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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.
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Jedoch
erscheinen solche Kettenradanordnungen ziemlich kompliziert und
teuer und verwenden kompliziert geformte Teile.
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Die
vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der
oben dargelegten Probleme zu überwinden.
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Gemäß der vorliegenden
Offenbarung ist eine Antriebskettenradanordnung nach Anspruch 1 vorgesehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden in den beigefügten Ansprüchen offenbart.
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Offenbarung
der Erfindung
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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.
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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.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine diagrammartige Seitenansicht einer Raupenmaschine mit einem
weniger Schall übertragenden
Kettenrad, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
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2 ist
eine vergrößerte diagrammartige isometrische
Ansicht eines Teils des Kettenrades, das die vorliegende Erfindung
verkörpert;
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3 ist
eine diagrammartige Seitenansicht der äußeren Segmente der endlosen
Kette des Kettenrades, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
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4 ist
eine diagrammartige Seitenansicht der mittleren Segmente der endlosen
Kette des Kettenrades, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
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5 ist
eine diagrammartige Seitenansicht der Nabe des Kettenrades, das
die vorliegende Erfindung verkörpert;
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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
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7 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Antriebsgliedes, das zwischen der Nabe und einem der Kettensegmente
positioniert ist.
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Bester Weg
zur Ausführung
der Erfindung
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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.
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Das
Schall reduzierende Antriebskettenrad 20, das die vorliegende
Erfindung verkörpert,
ist in den 2–6 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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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Die
endlose Kette 36 wird zuerst selbst montiert, und wird
dann auf dem Flansch 30 der Kettenradnabe 28 montiert,
wie in 2 veranschaulicht.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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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.
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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.
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Andere
Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der
Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.