FI97873C

FI97873C - Käyttölaite tandemakseleita varten

Info

Publication number: FI97873C
Application number: FI922929A
Authority: FI
Inventors: Ernst Dipl Ing Auer
Original assignee: Neunkirchner Masch Achsen
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1997-03-10
Also published as: FI97873B; FI922929A0; DE4120801A1; CA2094693C; FI922929A; EP0520389B1; DK0520389T3; US5417297A; DE59204981D1; EP0520389A2; EP0520389A3; CA2094693A1; DE4120801C2

Description

, 97873 Käyttölaite tandemakseleita varten * Keksinnön kohteena on käyttölaite työkoneiden tandemakseleita varten, erityisesti vaikeassa maastossa tarkoitettuun * 5 käyttöön, jossa laitteessa on käyttölaite käyttöakselin tasauspyörästön kautta vetoakselille kohdistaman voiman siirtämiseksi tandemakselien etu- ja takapyörille, ensimmäinen ja toinen planeettavaihteisto, jolloin ensimmäisen ja toisen planeettavaihteiston planeettapyörät on kytketty toi-10 siinsa planeetta-akselin avulla.

Työkoneet ovat esim. metsätalouteen tarkoitettuja ajoneuvoja, esim. sellaisia, joissa on sahaus-, tartunta-, oksan-poisto- ja tai kuljetuslaitteet.

15

Tekniikan taso tuntee tandemakseleita varten olevia erilaisia käyttölaitteita. Niinpä voidaan erottaa hammaspyörillä varustetut tamdemakselit ja ketjuvedolla varustetut tan-demakselit. Hammaspyörillä varustetuissa tandemakseleissa 20 tunnetaan planeettarakenteiset tai ilman niitä olevat suoritusmuodot. Viimeksimainitun suoritusmuodon haittapuolet ovat niiden puuttuvasta loppuvälityksestä ja siihen liittyvästä, sylinterimäisten hammaspyörien suuren halkaisijan aiheuttamasta tandemakselikuorten pienestä maavarasta, sekä niiden 25 suuresta painosta johtuvia, sillä siinä tarvitaan leveitä hammaspyöriä. Toinen haittapuoli on siinä, että pyörintä-suunnasta johtuen siinä voidaan käyttää vain yhtä sylinte-rimäistä välihammaspyörää, minkä johdosta välitys on rajoitettu korkeintaan arvoon 1,8 - 2,2. Sen lisäksi ei tasaus-30 pyörästön vasemmalle eikä oikealle puolelle mahdu mitään • jarrujärjestelmää, sillä puuttuvasta laatikkovälityksestä johtuen tarvitaan tasauspyörästössä suuri lautaspyörä tai lisäksi on tasauspyörästön viereen oltava rakennettu kaksi planeettavaihteistoa. Hammaspyörillä ja ilman planeettaulos-35 2 97873 tuloja varustetuilla tunnetuilla tandemakseleilla on se tosiasiallinen etu, että tandemakselin nostovaikutus on vähäinen, johtuen alhaisesta välityksestä ja etumaisille ja 5 takimmaisille pyörille taataan tasainen kuormitus. Nostovaikutus ilmenee silloin haitallisena, kun maaolosuhteista johtuen yksi tandempyörä lukkiintuu tai se jarruttuu voimakkaammin kuin saman akselin toinen pyörä ja siitä johtuen tämä pyörä menettää pitokyvyn sen ilmaannousun johdosta.

10 Tandemakseleilla, joissa on hammaspyörät ja yksi planeetta-rakenne, kuten DE-hakemusjulkaisussa 2 522 542 ja EP-julkaisussa 180 585 selitetään, on myös tämä nostovaikutus suuri johtuen suuresta välityksestä, mikä johtaa myös joidenkin vetolaitteiden epätasaiseen kuormitukseen, jolloin 15 vääntömomentti voi olla 100 %:sti yhdellä puolella. Tällä tunnetulla suoritusmuodolla on se tosiasiallinen etu, että siinä voidaan käyttää pieniä, kapeita hammaspyöriä, mitkä aikaansaavat pienen kokonaispainon. Käyttämällä pientä sylinterimäistä hammaspyörää saavutetaan lisäksi tandemlaa-20 tikolle hyvä maavara.

Myöskin tunnetuissa tandemakseleissa, joissa on ketjuveto, voidaan edelleen erottaa suoritusmuodot varustettuna pla-neettaulostulolla tai ilman sitä. Tällöin ilmenee vastaavat 25 edut ja haittapuolet kuin hammaspyörillä varustetuilla tandemakseleilla.

Tämän keksinnön tavoitteena on kehittää patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen käyttölaite siten, että voiman-30 jakaantuminen tapahtuu tasaisesti etu- ja takapyörille, jolloin nostovaikutus estyy, jolloin järjestelmän välitys ja tandemakselilaatikoiden maavara on suuri ja laitteen paino pysyy pienenä.

35 3 97873

Tavoite saavutetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa . annettujen tunnusmerkkien mukaan.

5 Tämän laitteen avulla taataan keksinnön mukaisesti se, että tandempyörien yksipuolisessa kuormituksessa jaetaan suuri vääntömomentti ja siten aikaansaadaan pieni, tehokas tan-demakselivälitys, ja jossa on vähäinen nostovaikutus. Tandemakselin tälle sivulle johdetusta momentista hyödynne-10 tään osa johtamalla se tandemakselikuoreen siten, että se vaikuttaa nostomomenttia vastaan. Tämä merkitsee sitä, että ylösnousevaa pyörää painetaan maata vasten. Vähäinen nousu ei kuitenkaan ole välttämättä haitallista, koska sillä tavalla voidaan myötävaikuttaa maastossa olevien esteiden, 15 esim. kiven tai puunrungon, ylinousemiseen. Mutta sillä vältetään nousevan pyörän täydellinen ylösnousu.

Koska käyttämällä planeettavaihteistoa voidaan käyttää pientä ulostulopyörää, saadaan siten suuri maavara.

20 vääntömomentin jakaminen edelleen keksinnön mukaan käytetyn "tukivaihteen" jälkeen tapahtuu tarvittaessa hammaspyörien tai ketjun välityksellä, juuri ennen pyörää olevaan ulostu-lovaihteistoon saakka.

25

Keksinnön mukaisen laitteen toinen etu on sen pieni kokonaispaino, joka saavutetaan käyttämällä aihaisesti mitoitettuja akseleita ja hammaspyöriä tai ketjuja.

30 Muut yksityiskohdat, tunnusmerkit ja edut ilmenevät seuraa-vasta selityksestä, viitaten kaavamaisesti esitettyyn suori-tusmuotoesimerkkiin, jossa kuvio 1 esittää yleiskuvana keksinnönmukaista käyttölaitetta 35 eräässä työkoneessa, 4 97873

Kuvio 2 esittää leikkauksena keksinnönmukaista käyttölaitetta, 5 kuvio 3 esittää sivukuvana tandemakselia, kuvio 4 esittää leikkauksena keksinnönmukaista kaksinker-10 täistä planeettavaihteistoa.

Kuvio 1 esittää kaavamaisena yleiskuvana keksinnönmukaista käyttölaitetta 10 ajoneuvossa 12. Ajoneuvon etuosa 14 on 15 esitetty kaavamaisesti ja se esittää ajohyttiä 16 ja moottorin 18 asemaa. Ajoneuvon etuosa 14 on liitetty polvinivelen 20 avulla nivelöidysti takarunkoon 22. Kardaaniakseli 24 ulottuu moottorista 18 saakka keksinnönmukaiseen käyttölaitteeseen 10 saakka, jolloin kardaaniakseli 24 on myöskin 20 rakennettu nivelöidyksi ajoneuvon etuosan 14 ja takarungon 24 välisessä liittymäkohdassa. Kaavamaisesti esitetään myöskin käyttömomentin kulun esimerkkinä tandemakselissa 26 oleva hammaspyöräkäyttö 28, jolloin hammaspyöräkäytön 28 avulla tapahtuu voiman jakaminen planeettaulostuloihin 30 ja 25 32. Tästä kaavamaisesta esityksestä havaitaan, että voiman jakaminen takarungon 22 molemmin puolin olevaan tandemakse-liin 26 tapahtuu tasauspyörästön avulla. Voimansiirto edelleen kummankin tandemakselin 26 suunnassa tapahtuu tässä kuviossa esittämättä jätetyn vetoakselin 64 avulla, 30 joka on sijoitettu teliputken 42 sisään. Vetoakseli 64 on keksinnönmukaisesti liitetty pesässä 46 olevaan kaksinkertaiseen planeettavaihteistoon 62, joka edelleen johtaa voimat pyöräkotelossa olevalle sylinterimäiselle hammaspyörälle 52. Sylinterimäinen hammaspyörä 52 jakaa voimat 35 hammaspyörävaihteen 28 avulla kumpaankin planeettaulostuloon 5 97873 30 ja 32. Hammaspyöräkäytössä 28 on välttämättä pariton määrä hammaspyöriä. Sen sijasta voidaan käyttää myöskin ketjua.

5 Momentinsiirron tällä vaiheella on vain pieni välitys.

Lopullinen välitys tapahtuu vasta pyöräakselissa, mikä voi johtaa pelättyyn vahvistusvaikutukseen (Aufstelleffekt).

Myöskin kuviossa 1 esitetty stoppari 98 on kiinnitetty 10 takarunkoon 22 ja rajoittaa tandemakselinkuoren 48 liikkuvuutta .

Kuvio 2 esittää keksinnönmukaisen käyttölaitteen 10 kaavamaista sijoitusta tandemakseleita 26 varten. Siitä huoma-15 taan, että kardaaniakseli 24 on liitettynä tasauspyörästön kuoreen 38 sijoitettuun tasauspyörästöön 40, ja että tasauspyörästön 40 vasemmalla ja oikealla puolella on jarrut 44, jotka rakennetaan edullisesti levyjarruiksi, joskin tässä voidaan käyttää myös muun tyyppisiä jarruja.

20

Kuvio 3 esittää tandemakselia 26 kaavamaisesti sivulta nähtynä. Siitä huomataan, että tandemkuoreen 48 pyöriviksi laakeroidut hammaspyörät 54, 56, 58 ovat hammastetut toistensa suhteen, ja että ne välittävät voimansiirron sylinte-25 rimäisestä hammaspyörästä 52 planeettaulostuloihin 30 ja 32.

Kuvio 4 esittää leikkauksena keksinnönmukaista kaksinkertaista planeettavaihteistoa 62. Kaksinkertaiseen planeetta-vaihteistoon 62 kuuluu tässä suoritusmuodossa ensimmäinen ja 30 toinen planeettavaihteisto, ensimmäinen aurinkopyörä 66 ja ensimmäinen planeettapyörä 68 ja toinen aurinkopyörä 74 ja toinen planeettapyörä 72, jolloin planeettavaihteiston ensimmäinen ja toinen planeettapyörä 68 ja 72 ovat kytketyt toisiinsa kiinteäksi planeetta-akselin 70 avulla. Aurinko-35 pyörä 66 on kytketty vetoakseliin 64 ja se käyttää ensimmäistä planeettapyörää 68, joka liittyy hammastetusti sisäpuolelta hammastettuun pesänosaan 76.Pesänosa 76 on liitetty 6 97873 kiinteäksi ruuvin 78 avulla teliputkeen 42. Toinen pla-neettapyörä 72 on liitetty hammastetusti sisäpuolelta hammastettuun kuorenosaan 90, joka on liitetty tandem-akselinkuoreen 48 vahvistuksen 96 avulla. Keksinnön mu-5 kaisessa kaksinkertaisessa planeettavaihteistossa 62 tapahtuu voimansiirto poikkeuksetta vetoakselilta 64 ensimmäisen aurinkopyörän 66 ja sen suhteen yhdensuuntaisesti hammastetusti liitetyn ensimmäisen planeettapyörän 68 avulla sekä siitä edelleen ensimmäisen planeettapyö-10 rän 68 kanssa kiinteäksikytketyn toisen planeettapyörän 72 avulla toiselle aurinkopyörälle 74. Toinen aurinko-pyörä 74 käyttää keskiakselia 50, joka välittää voiman sylinterimäisen hammaspyörän 52 avulla hammaspyöräkäyt-töön 28. Vetoakseli 64 ja keskiakseli 50 ovat laakeroitu 15 sama-akselisiksi. Keskiakseli 50 on laakeroitu tandem-kuoreen 48 laakeroinnin 80 avulla ja se on liitetty kiinteäksi ruuvin 82 avulla tandemakselinkuoreen 48. Hammaspyöräkäytön 28 sijaan voidaan käyttää myös ketjuta! hihnavetoa.

20 Tandemakselinkuori 48 on laakeroitu kehärungon 86 avulla liikkuvaksi sisäpuolelta hammastetun pesän 76 ulkopuolelle kuulalaakerin 88 avulla, jolloin kehä-runko 86 on kytketty kiinteäksi tandemakselinkuoren 48 kanssa ruuvin 84 avulla.

25 Ns. nostovaikutusta, joka resultoi epätasaisesta voimanjakaantumisesta toiselle tandemakselin 26 pyöristä 34 tai 36, estetään keksinnön mukaisella kaksinkertaisella planeettavaihteistolla siten, että epätasaisena esiintyvä voimamomentti jaetaan kahdeksi tasaisemmaksi 30 voimamomentiksi, jotka vaikuttavat toisaalta ajoneuvon runkoon ja toisaalta tandemakselinkuoreen 48 ja jotka siten asettavat ylösnousevalle pyörälle vastavoiman.

Keksinnön etujen selventämiseksi asetetaan seu-raavassa oletetussa esimerkissä vastakkain tavanomai-35 nen tandemakseli (I), jossa on jäykkä pyöränvälitys

> iti l Hill I I I Iti T

7 97873 välittömästi pyörässä sillä seurauksella, että pyörä pyrkii nousemaan ilmaan, sekä konventionaalinen järjestelmä (II) ilman (1:1) olevaa hidastusta, ja keksinnön mukaisen akselin tandemakseli (III) kuvion 3 mukaan.

5 Kaikissa kolmessa tapauksessa jaetaan 11000 kp kuorma kaikille neljälle pyörälle R. Tuloksena on 2750 kp per pyörä. Vertikaalivoima V antaa, kun pyörän säde B = 562 mm ja /U = 0,6 komponentin Z = 0,6 x 2750 = 1650 kp. Tämä oletus johtaa kaikissa kolmessa tapauksessa 10 vääntömomentt iin = 1650 x 0,562 = 927 mkp. Sillä perusteella, että akselin 50 korkeus C maasta on oletetut 762 mm ja akseliväli A = 1304 mm, saadaan seuraava jakauma : 15 £ R = ((2 x 1650) x 0,762)/1,304 = *1928

Tapauksessa (I), jossa keksintöä ei ole sovellettu, mutta jossa on suuri ulostulovälitys, johtaa tilanne voimakkaisiin voiman ja momentin poikkeamisiin, jotka 20 johtavat pyörän ilmaan nousemiseen: 2750 - 1928 = 822 kp 2750 + 1928 = 4678 kp tai 822 x 0,6 x 0,562 = 277 mkp 4678 X 0,6 x 0,562 = 1577 mkp.

25

Tapauksessa (II), jossa tandemakselissa ei ole alennusta, voidaan tämä ero välttää. Mutta 1:1 suuruinen akselissa oleva välitys aikaansaa akselin eteen seuraa-van vääntömomentinmuodostumisen kaikin teknisin johdon-30 mukaisuuksin: 2 x 927 mkp = 1854 mkp

Puristusvoima jakaantuu 1854/1,304 = *1421 kp.

35 Pyörän kuormituksen ero ei ole suuri, nimittäin 8 97873 822 + 1421 = 2243 kp verrattuna 4678 - 1421 = 3257 kp

Keksinnön tapauksessa (III) tapahtuu kaikkien 5 mitoitusten eduksi ulostulovälitys, jossa c = 1,46, vasta lopussa.

Keskusmomentiksi tulee silloin 1854/1,46 = 1270 mkp.

Puristusvoima asettuu arvoon 10 1270/1,304 = 974 kp.

Pyöränkuormituksen ero 822 + 974 = 1796 kp verrattuna 4678 - 974 = 3704 kp 15 antaa tarkoin halutun jakaantumisen.

Claims

9 97873 , 1. Käyttölaite (10) työkoneiden tandemakseleita varten, erityisesti vaikeassa maastossa tarkoitettuun käyttöön, 5 jossa laitteessa on käyttölaite (52, 54, 56, 58) käyttöakse-lin (24) tasauspyörästön (40) kautta vetoakselille (64) kohdistaman voiman siirtämiseksi tandemakselien etu- ja takapyörille (34, 36), jossa laitteessa on ensimmäinen ja toinen planeettavaihteisto (66, 68, 72, 74), jolloin ensim-10 mäisen ja toisen planeettavaihteiston (66, 68, 72, 74) planeettapyörät (68, 72) on kytketty toisiinsa planeetta-akselin (70) avulla, tunnettu siitä, että ensimmäinen planeettavaihteisto (66, 68) tukeutuu planeettapyöril-lään (68) lujasti ajoneuvon teliputkeen (42) yhdistettyyn 15 ensimmäiseen ontelopyörään (76) ja toinen planeettavaihteisto (72, 74) tukeutuu planeettapyörillään (72) lujasti tan-demakselikuoreen (48) yhdistettyyn toiseen ontelopyörään (90).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttölaite, tunnet- t u siitä, että käyttö tapahtuu ensimmäisen planeettavaihteiston (66, 68) ensimmäisen aurinkopyörän (66) välityksellä ja ulosmeno toisen planeettavaihteiston (72, 74) toisen aurinkopyörän (74) välityksellä. 25
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen käyttölaite, tunnettu siitä, että voimansiirto tapahtuu vetoakselilta (64) toiselle aurinkopyörälle (74) ensimmäisen aurinkopyörän (66) ja sen kanssa hammastetun ensimmäisen 30 planeettapyörän (68) avulla, sekä ensimmäiseen planeetta-pyörään (68) planeetta-akselin (70) kautta liitetyn toisen planeettapyörän (72) avulla, jolloin toinen aurinkopyörä (74) käyttää keskiakselia (50), joka välittää voiman sylin-terimäisen hammaspyörän (52) avulla käyttölaitteeseen 35 (54, 56, 58). 97873
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen käyttölaite, tunnet-t u siitä, että vetoakseli (64) ja keskiakseli (50) on laakeroitu sama-akselisesti.
5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen käyttölaite, tunnet- t u siitä, että keskiakseli (50) on laakeroitu tandemakse-linkuoreen (48) laakeroinnin (80) avulla, joka on liitetty lujasti tandemakselinkuoreen (48) ruuvien (82) avulla.
6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen käyttölaite, tunnet- t u siitä, että käyttölaitteena käytetään hammaspyÖräkäyt-töä (28), ketju- tai hihnakäyttöä.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen käyttölaite, 15 tunnettu siitä, että tandemakselinkuori (48) on laakeroitu kuulalaakerin (88) avulla kehärungon (86) kautta liikkuvasti ensimmäisen ontelopyörän (76) ulko-osaan, jolloin kehärunko (86) on kytketty kiinteästi tandemakselinkuoreen (48) ruuvien (84) avulla. 20
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen käyttölaite, tunnettu siitä, että tandemakselinkuoren (48) liikkuvuutta on rajoitettu takarunkoon (22) kiinnitetyn stoppa-rin (98) avulla. ·'! Hill I M M < 11 97873