ES2346960T3 - Zapata de cadena de oruga con multiples pistas de rodamiento y multiples orejetas de transmision. - Google Patents
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Abstract
Zapata (10) para una cadena (10') de oruga, comprendiendo la zapata (10) un cuerpo que tiene: un par de pistas (16, 17) de rodamiento sobre las que, durante el uso, se desplazan respectivos rebordes de rodillos, una orejeta (11) de conexión delantera situada sobre un lado del cuerpo para una conexión articulada a una zapata adyacente a dicho un lado del cuerpo, y una orejeta trasera (12) de conexión situada en el lado opuesto del cuerpo para una conexión articulada a o-tra zapata adyacente a dicho lado opuesto del cuerpo, estando cada pista (16, 17) de rodamiento alineada con, y extendiéndose a lo largo de la parte superior de una respectiva orejeta (11, 12) de conexión, y siendo de una anchura similar a la misma, caracterizada porque el cuerpo comprende adicionalmente un par de orejetas (18, 19) de transmisión que, durante el uso, son acopladas por los dientes de la rueda dentada; y porque a cada lado de la zapata (10) las pistas (16, 17) de rodamiento tienen extremos que están desplazados uno con respecto al otro en la dirección de las pistas (16, 17) de rodamiento.
Description
Zapata de cadena de oruga con múltiples pistas
de rodamiento y múltiples orejetas de transmisión.
Esta invención se refiere a una zapata mejorada
para una cadena de oruga. En particular, la invención está dirigida
a una cadena de oruga que tiene pistas de rodamiento dobles y
orejetas de transmisión dobles.
Algunos elementos de maquinaria de minería
pesada, tales como palas mineras y excavadoras eléctricas o
hidráulicas, están montadas con orugas para locomoción. Los
eslabones individuales en las orugas se conocen como "zapatas".
Estas zapatas de cadena, también conocidas como zapatas de oruga
están conectadas entre sí por ejes de pivote para formar una cadena
articulada sin fin, estando montada cada cadena sobre una fila de
rodillos de soporte. Las ruedas dentadas de transmisión a cada
extremo de la fila de rodillos de soporte están acopladas a orejetas
en las zapatas de oruga para impulsar la pista. Los rodillos ruedan
sobre las zapatas de cadena de acoplamiento a tierra de la cadena
según la cadena es impulsada por las ruedas dentadas. Cada rodillo
puede estar provisto de rebordes dobles.
El peso de la maquinaria es soportado por
la(s) zapata(s) de cadena particular(es) sobre
la(s) que están soportados los rodillos. A medida que los
rodillos se mueven de una zapata de cadena a otra, el peso de la
maquinaria se transfiere entre las zapatas. En vista del gran peso
soportado, debe evitarse cualquier carga puntual o carga
concentrada, ya que tales cargas pueden agrietar o deformar una
zapata de cadena, o provocar un desgaste excesivo.
Existen varios diseños de zapata de oruga
conocidos. La figura 1 ilustra zapatas de oruga de un primer tipo
conocido. Tal como puede verse en ese dibujo, cada zapata tiene un
par de pistas "A" de rodamiento (mostradas con líneas
cruzadas) a lo largo de las cuales se desplazan rodillos dobles, y
una orejeta "B" de transmisión individual que esta acoplada,
durante el uso, a una rueda dentada. Una desventaja de las zapatas
con orejeta de transmisión individual/pistas de rodamiento dobles
es que la orejeta de transmisión a menudo se desgasta antes que las
pistas de rodamiento.
Las zapatas de oruga conocidas mostradas en la
figura 1 tienen una ranura longitudinal "C" en cada pista de
rodamiento. El objetivo de la ranura longitudinal es transferir
aproximadamente la mitad de la carga desde una zapata a la
siguiente. En teoría, la carga se divide uniformemente entre las dos
zapatas a cada lado de la ranura longitudinal. A medida que el
rodillo se mueve de una zapata a la siguiente, la mitad de la carga
se transfiere inicialmente a través de la ranura longitudinal al
siguiente rodillo, seguida poco tiempo después por la otra mitad de
la carga. Las transferencias de carga en las dos pistas de
rodamiento se producen simultáneamente.
Sin embargo, se ha descubierto en la práctica
que la ranura longitudinal de cada pista de rodamiento provoca un
desgaste acelerado y el flujo de metal en las zapatas de oruga. Dado
que la maquinaria puede operar en terreno ondulado o con pendiente,
o sobre rocas, y debido a que las características de desgaste de las
zapatas de oruga adyacentes no son idénticas, la elevada presión de
contacto aplicada por un rodillo sobre una pista de rodamiento no
se distribuye uniformemente a través de la ranura longitudinal. El
efecto de concentrar el peso sobre una zapata únicamente en un lado
de la ranura longitudinal y particularmente en la parte de borde de
la zapata próxima a la ranura longitudinal, provocará un flujo de
metal prematuro o una "sujeción de clavos oblicuos" de las
zapatas de oruga a lo largo de la pista de rodamiento. Esto provoca
a su vez que las zapatas de oruga se enrollen con las zapatas de
acoplamiento, lo que puede dar como resultado el agrietamiento y
avería de la zapata de cadena.
Un ejemplo del tipo conocido de zapata de cadena
mostrado en la figura 1 de esta memoria descriptiva se describe en
la patente US número 5.409.306 [Bentz]. La zapata de cadena Bentz
tiene una orejeta de transmisión individual situada entre dos
pistas de rodamiento. Esta es la disposición obvia y más económica
en la que existen dos pistas de rodamiento en la zapata de cadena,
dado que solamente se requiere una rueda dentada de transmisión.
Además, al utilizar una orejeta central de transmisión, se evitan
las fuerzas de transmisión excéntricas.
Incluso si se deseara usar dos orejetas de
transmisión situadas fuera de las pistas de rodamiento en Bentz, no
sería práctico hacerlo. En primer lugar, la disposición de
transmisión de Bentz tendría que ser sustancialmente rediseñada
para acomodar dos ruedas dentadas de transmisión. En segundo lugar,
la anchura de las zapatas de cadena debería extenderse
sustancialmente para proporcionar el espacio adicional fuera de las
pistas de rodamiento para acomodar las orejetas dobles de
transmisión. Esto aumentaría enormemente el coste de fabricación de
las zapatas de cadena debido al material extra y a los moldes de
fundición más grandes requeridos. Además, las zapatas de oruga más
anchas tienen mayores tensiones de combado inducidas en las mismas.
Las zapatas de cadena más anchas pueden no adecuarse al vehículo al
que se aplican las cadenas. Finalmente, es probable que las zapatas
de oruga más anchas aumenten la anchura total del vehículo. (Para
permitir que los vehículos sean transportados o para operar en
determinadas áreas restringidas, es posible que la anchura total
requiera tener una anchura máxima prescrita).
De este modo, Bentz no puede alcanzar una
ventaja de la presente invención tal como se describe en el presente
documento. Particularmente, el uso de múltiples pistas de
rodamiento y múltiples orejetas de transmisión en la zapata de
cadena de la presente invención tiene la ventaja de reducir el
desgaste de la zapata de cadena de oruga, dado que el contacto
entre los rodillos y el contacto entre los dientes se expande sobre
un área más grande.
Además, en Bentz, los extremos de las dos pistas
de rodamiento a cada lado de la zapata de cadena son limítrofes.
Cada pista de rodamiento está "dividida" efectivamente en su
extremo en la dirección de desplazamiento, de manera que la mitad
de la pista tiene un extremo proximal y la otra mitad de cada pista
tiene un extremo distal. Sin embargo, la pista de rodamiento aún
está soportando el peso del rodillo hasta el extremo distal, por lo
que los extremos distales son extremos efectivos de las pistas de
rodamiento. Los extremos distales son limítrofes, al igual que los
extremos proximales.
En la zapata de cadena de la presente invención
tal como se describe en el presente documento, las pistas de
rodamiento tienen extremos que están desplazados uno con respecto al
otro en la dirección de las pistas de rodamiento. En otras
palabras, en el lado delantero de la zapata de cadena, los extremos
de las pistas de rodamiento están desplazados. De forma similar, en
el lado trasero de la zapata de cadena, los extremos de las pistas
de rodamiento están desplazados. Esta disposición no aparece en
Bentz.
Otro tipo de diseño de zapata de oruga puede
encontrarse en la publicación de solicitud de patente internacional
WO 99/46158. La zapata de cadena ilustrada en esa solicitud de
patente tiene una pista de rodamiento individual y orejetas de
transmisión dobles situadas en lados opuestos de la pista de
rodamiento. Una desventaja de los diseños de pista de rodamiento
individual/orejetas de transmisión dobles es que la pista de
rodamiento a menudo se desgasta antes que las orejetas de
transmisión. Además, la velocidad de propulsión máxima de la máquina
está limitada debido a la transición brusca de los rodillos de
carga entre zapatas.
Es un objeto de esta invención proporcionar una
zapata de oruga mejorada que supere o mejore las desventajas
descritas, o que al menos proporcione al consumidor una elección
útil.
De una forma general, la invención proporciona
una zapata para una cadena de oruga, caracterizada porque la zapata
comprende un cuerpo que tiene una combinación de un par de pistas de
rodamiento sobre las que, durante el uso, se desplazan respectivos
rebordes de rodillos y un par de orejetas de transmisión que,
durante el uso, se acoplan a los dientes de una rueda dentada;
teniendo también el cuerpo una orejeta de conexión delantera
situada en un lado del cuerpo para una conexión articulada a una
zapata adyacente a dicho un lado del cuerpo, y una orejeta de
conexión trasera situada en el lado opuesto del cuerpo para una
conexión articulada a otra zapata adyacente a dicho lado opuesto
del cuerpo, estando alineada cada pista de rodamiento con, y
extendiéndose a lo largo de la parte superior de, una respectiva
orejeta de conexión y siendo de una anchura similar a la misma, y
caracterizada adicionalmente porque a cada lado de la zapata las
pistas de rodamiento tienen extremos que están desplazados uno con
respecto al otro en la dirección de las pistas de rodamiento.
Preferiblemente, las orejetas están situadas
fuera de las respectivas pistas de rodamiento.
Cada pista de rodamiento está apropiadamente
definida por una superficie plana o curvada en la zapata. Las
orejetas de transmisión pueden tener una parte de contacto rebajada,
permitiendo que los dientes de la rueda dentada de transmisión
entren en contacto por encima y por debajo de la pista de
rodamiento. Alternativamente, las orejetas de transmisión pueden
sobresalir permitiendo que los dientes de las ruedas dentadas de
transmisión entren en contacto únicamente por encima con la pista
de rodamiento.
Adicionalmente, las orejetas de transmisión
pueden ser reemplazables.
La combinación de las pistas de rodamiento
dobles y las orejetas de transmisión dobles permite aumentar la
vida de la zapata, es decir, reduciendo el desgaste de las orejetas
de transmisión y la pista de rodamiento, y los dientes de la rueda
dentada de transmisión.
En la realización preferida, la zapata de oruga
tiene una parte delantera de orejeta, y una parte trasera de
orejeta desplazada lateralmente de la parte de orejeta delantera, de
manera que cuando dos zapatas similares se conectan en una cadena,
la orejeta delantera de una se alinea lateralmente con la orejeta
trasera de la otra. En la zapata de oruga dos superficies de pista
de rodamiento están alineadas longitudinalmente con la orejeta
delantera y trasera, respectivamente, de manera que cuando zapatas
similares se conectan juntas en una pista, las transiciones entre
las zapatas de oruga adyacentes en una pista de rodamiento se sesgan
longitudinalmente desde las transiciones entre las mismas zapatas
de oruga adyacentes en la otra pista de rodamiento. De esta manera,
el rodillo es soportado continuamente a través de una pista de
rodamiento completa sobre al menos una zapata de oruga.
Es decir, en cualquier momento particular, el
rodillo será soportado a través de toda la anchura de una pista de
rodamiento sobre una zapata de oruga (aunque la zapata de cadena
particular cambiará según se mueva el rodillo a lo largo de la
pista).
Durante el uso, un doble rodillo con rebordes se
desplaza sobre y a lo largo de las dos pistas de rodamiento en cada
zapata de oruga. A medida que las transiciones entre zapatas en las
dos pistas se escalonan o se separan en la dirección de
desplazamiento, cuando un reborde del rodillo doble está haciendo la
transición desde una zapata de oruga a la siguiente, el otro
reborde del rodillo doble será completamente soportado sobre su
pista de rodamiento.
La zapata de oruga de pista de rodamiento
"continua" de esta invención permite una transición más suave
de los rodillos desde una zapata a la siguiente. La transición más
suave de los rodillos bajo carga desde una zapata de oruga a la
siguiente reduce el desgaste y el flujo de metal comúnmente asociado
con diseños de zapata de oruga conocidos.
Las transiciones sesgadas también permiten una
propulsión más rápida y suave de la máquina sobre el terreno.
En otra forma, la invención proporciona una
zapata de oruga articulada que tiene una pluralidad de zapatas tal
como se describen arriba, conectadas entre sí para formar una cadena
sin fin.
Para que la invención pueda comprenderse
completamente y ponerse en práctica, se describirá ahora a título
de ejemplo una realización preferida de la misma, con referencia a
los dibujos adjuntos.
La figura 1 es una vista en planta de un par de
zapatas de oruga conocidas.
La figura 2 es una vista en perspectiva desde
arriba de una zapata de oruga según una realización de la
invención.
La figura 3 es una vista en planta de una serie
conectada de zapatas de oruga del tipo mostrado en la figura 2, que
forma parte de una cadena de oruga.
Tal como se muestra en la figura 2, una zapata
10 de oruga comprende un cuerpo que tiene una orejeta delantera 11,
así como una orejeta trasera 12. Las orejetas 11, 12 están provistas
para una conexión a las zapatas adyacentes en una pista. La orejeta
trasera 12 está separada lateralmente (es decir, transversal a la
dirección de desplazamiento) desde la orejeta delantera 11, de
manera que cuando zapatas similares 10 están dispuestas en una
pista, tal como se muestra en la figura 3, un agujero 13 para
pasador en la orejeta delantera 11 de una zapata se alinea
lateralmente con un agujero 14 para pasador en la orejeta trasera 12
de una zapata adyacente. Ejes de pivote (no mostrados) están
insertados en los agujeros alineados para conectar las zapatas y
formar de este modo una cadena de oruga sin fin.
La parte inferior de cada zapata 10 de oruga
puede estar provista apropiadamente de abrazaderas (no mostradas)
para una mayor tracción.
La zapata de oruga ilustrada está diseñada para
usar con un reborde doble o rodillo de pista doble (no mostrado), y
está provista de un par de superficies 16, 17 de pista de rodamiento
en el lado superior de las mismas, cada una alineada con una
respectiva orejeta delantera/trasera 11, 12. Las pistas 16, 17 de
rodamiento están formadas por superficies planas o ligeramente
curvadas en la zapata, de aproximadamente la misma anchura que las
orejetas de conexión delantera o trasera respectivas con las que
están alineadas.
Tal como puede apreciarse mejor con referencia a
la figura 3, cuando un rodillo doble con rebordes está situado
aproximadamente a la mitad de camino a lo largo de una zapata 10
(posición W), el peso del rodillo será soportado sobre ambas pistas
16, 17 de rodamiento de la zapata 10. Cuando el rodillo está
haciendo una transición a lo largo de una pista 17 de rodamiento
desde la zapata 10 hasta su zapata 10' adyacente (posición X), la
mayor parte del peso será soportado ahora sobre la otra pista 16 de
rodamiento de la zapata 10.
Después de que se haya hecho la transición en la
pista 17 de rodamiento, el peso será soportado nuevamente sobre
ambas pistas de rodamiento, pero sobre diferentes zapatas 10, 10' de
oruga (posición Y).
La siguiente transición se producirá en la pista
16 de rodamiento (posición Z), durante la que la mayor parte del
peso será soportada por la pista 17 de rodamiento completa sobre la
zapata 10' de oruga.
Por tanto, en cualquier momento particular, la
mayor parte del peso de la maquinaria será soportado sobre al menos
una pista de rodamiento completa. Esto minimiza el desgaste de las
zapatas de oruga y proporciona una transición más suave de los
rodillos dobles con rebordes desde una zapata de oruga a la
siguiente.
Ventajosamente, la zapata 10 de oruga también
tiene un par de orejetas 18, 19 de transmisión situadas fuera de
las pistas 16, 17 de transmisión, tal como puede verse en la figura
2. Durante el uso, las orejetas 18, 19 de transmisión están
acopladas por los dientes respectivos sobre lados opuestos de una
rueda dentada doble (no mostrada). Las orejetas de transmisión
están rebajadas para formar rebajes hundidos en forma de V entre
ellas, permitiendo que los dientes de la rueda dentada de
transmisión entren en contacto por encima y por debajo de la pista
de rodamiento tal como se muestra en la figura 2. Alternativamente,
las orejetas de transmisión pueden sobresalir de la zapata tal como
se muestra en la figura 1, de manera que los dientes de la rueda
dentada de transmisión entran en contacto únicamente por encima con
la pista del rodillo.
Al utilizar orejetas de transmisión dobles en
combinación con pistas de rodamiento dobles, se maximiza la vida
útil de la zapata de oruga.
La zapata de oruga anteriormente descrita
combina un sistema de propulsión mejorado de orejeta de transmisión
doble con una "pista de rodamiento continua" o un diseño de
pista de rodamiento doble sesgada para minimizar el desgaste en
ambas orejetas de transmisión y las pistas de rodamiento y los
dientes de la rueda dentada de transmisión.
Lo anterior describe únicamente una realización
de la invención, y pueden realizarse modificaciones a la misma que
sean obvias para aquellos expertos en la técnica sin apartarse del
alcance de la invención tal como se define en las siguientes
reivindicaciones. Por ejemplo, en cada zapata pueden proporcionarse
más de una orejeta trasera y delantera.
Claims (7)
1. Zapata (10) para una cadena (10') de oruga,
comprendiendo la zapata (10) un cuerpo que tiene:
un par de pistas (16, 17) de rodamiento sobre
las que, durante el uso, se desplazan respectivos rebordes de
rodillos,
una orejeta (11) de conexión delantera situada
sobre un lado del cuerpo para una conexión articulada a una zapata
adyacente a dicho un lado del cuerpo, y una orejeta trasera (12) de
conexión situada en el lado opuesto del cuerpo para una conexión
articulada a o-
tra zapata adyacente a dicho lado opuesto del cuerpo,
tra zapata adyacente a dicho lado opuesto del cuerpo,
estando cada pista (16, 17) de rodamiento
alineada con, y extendiéndose a lo largo de la parte superior de
una respectiva orejeta (11, 12) de conexión, y siendo de una anchura
similar a la misma, caracterizada porque el cuerpo comprende
adicionalmente un par de orejetas (18, 19) de transmisión que,
durante el uso, son acopladas por los dientes de la rueda dentada;
y porque a cada lado de la zapata (10) las pistas (16, 17) de
rodamiento tienen extremos que están desplazados uno con respecto
al otro en la dirección de las pistas (16, 17) de rodamiento.
2. Zapata según la reivindicación 1, en la que
cada una de las orejetas (18, 19) de transmisión tiene una parte de
contacto con el diente de la rueda dentada que está rebajada debajo
de las pistas (16, 17) de rodamiento.
3. Zapata según la reivindicación 2, en la que
cada una de las orejetas (18, 19) de transmisión tiene también una
parte de contacto con el diente de la rueda dentada que se extiende
por encima de las pistas (16, 17) de rodamiento.
4. Zapata según cualquier reivindicación
anterior, en la que las orejetas (18, 19) de transmisión están
situadas fuera de las respectivas pistas (16, 17) de
rodamiento.
5. Zapata según cualquier reivindicación
anterior, en la que cada pista (16, 17) de rodamiento es de
aproximadamente la misma anchura que la respectiva orejeta
delantera o trasera (18, 19) de conexión con la que se alinea.
6. Oruga (10') que comprende una pluralidad de
zapatas (10) conectadas entre sí para formar una pista sin fin,
siendo cada zapata (10) según la reivindicación 1, y en la que cada
transición desde una zapata a la siguiente zapata en la oruga a lo
largo de una pista (16) de rodamiento está separada en la dirección
de desplazamiento relativa a la transición entre las mismas zapatas
en la(s) otra(s) pista(s) (17) de
rodamiento.
7. Oruga (10') según la reivindicación 6, en la
que cada orejeta (18, 19) de transmisión tiene una parte de
contacto con el diente de la rueda dentada que se extiende por
encima y por debajo de las pistas (16, 17) de rodamiento.
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