ITTO940943A1

ITTO940943A1 - Telaio per macchine cingolate.

Info

Publication number: ITTO940943A1
Application number: IT94TO000943A
Authority: IT
Inventors: Thomas E Oertley
Original assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1994-11-23
Publication date: 1996-05-23
Also published as: DE4441917B4; DE4441917A1; JPH07187026A; US5333710A; ITTO940943A0; JP3587892B2; IT1267623B1

Abstract

Una struttura di telaio per una macchina di tipo cingolato avente un telaio principale comprende un primo ed un secondo gruppo di telaio portarulli di cingolo, uno disposto su ogni lato del telaio principale, e collegamenti al telaio principale da uno o più alberi di articolazione. Il primo ed il secondo telaio portarulli sono disposti ad un certo angolo rispetto al telaio principale in un piano orientato verticalmente in modo da produrre una campanatura sostanzialmente negativa per un carico verticale nullo sui telai portarulli. La campanatura cicla tra valori negativi e positivi durante il carico dei telai portarulli entro il campo di lavoro della macchina, ciò fa in modo che le rotaie del cingolo ad, anello entrino in contatto con i rulli di cingolo in aree differenti prolungando la vita utile del cingolo ad anello.

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

'Telaio per macchine cingolate"

Campo tecnico

La presente invenzione si riferisce in generale ad una struttura di telaio per una macchina di tipo cingolato e più in particolare ad una struttura di telaio perfezionata che aumenta la vita utile di usura di alcuni componenti del telaio.

Tecnica anteriore

Le forme attuali e anteriori di strutture di telaio per macchine di tipo cingolato utilizzano tecniche di progetto e di fabbricazione che richiedono generalmente che i singoli gruppi di cingolo sinistro e destro siano sostanzialmente paralleli ad un asse verticale del telaio principale della macchina. Tale parallelismo produce una campanatura di zero gradi. La campanatura è definita come l'angolo tra un asse perpendicolare all'asse verticale della macchina e la linea assiale centrale di ogni albero di articolazione che collega i gruppi di cingolo al telaio principale della macchina. Tuttavia, in realtà la flessione degli alberi di articolazione dovuta a carichi sui rulli di cingolo produce una piccola campanatura positiva. In funzione della rigidezza degli alberi di articolazione, delle strutture correlate e delle condizioni di lavoro, la campanatura positiva può eventualmente variare tra zero e due gradi. A causa di questa piccola campanatura positiva, il cingolo è spinto verso l'esterno della macchina e le rotaie del cingolo hanno una tendenza a scorrere sempre su un lato dei rulli di guida e contro la flangia di guida esterna dei rulli. Ciò fa sì che le superfici di contatto delle rotaie e dei rulli assumano profili di usura che sostanzialmente corrispondono l'uno all'altro. Ciò produce anche una utilizzazione minore del 100% delle superfici di usura disponibili delle rotaie e dei rulli.

La presente invenzione è diretta al superamento di uno o più dei problemi precedentemente esposti.

Descrizione dell'invenzione

In un aspetto dell'invenzione, una struttura di telaio per una macchina di tipo cingolato avente un telaio principale comprende un primo ed un secondo gruppo di telaio portarulli distanziati lungo ogni lato del telaio principale, un primo ed un secondo albero di articolazione che collegano rispettivamente un primo ed un secondo albero di articolazione al telaio principale, e mezzi per posizionare i gruppi di telaio portarulli ad un angolo rispetto al telaio principale in un piano orientato verticalmente.

Una rapida usura del componenti del telaio mobile di macchine autoportanti di tipo cingolato è una preoccupazione sostanziale dei proprietari e degli operatori di tali macchine. Diversi tipi di perfezionamenti sono stati proposti e tentati allo scopo di allungare la vita utile dei componenti del telaio mobile. Questi miglioramenti comprendono ripari e protezioni, diversi tipi di cerchi sostituibili dei rulli, e l'impiego di materiali duri annegati nei cerchi dei rulli e nelle superfici delle maglie. Anche se alcuni di questi accorgimenti hanno avuto un limitato successo, la maggior parte non si è dimostrata pratica o economica.

La presente invenzione propone una struttura di telaio che prolunga la vita utile di alcuni componenti mobili. Ciò è ottenuto assicurando che le superfici di usura associate dei componenti mobili abbiano più di un unico percorso di usura durante il funzionamento della macchina e della struttura di telaio.

Breve descrizione dei disegni La Fig. 1 rappresenta una vista schematica in elevazione laterale di una macchina di tipo cingolato che attua la presente invenzione;

la Fig. 2 rappresenta una vista schematica in elevazione da dietro di un telaio principale e di telai collegati dei rulli dei cingoli di una macchina di tipo cingolato secondo la tecnica anteriore;

la Fig. 3 rappresenta un diagramma grafico che illustra la campanatura positiva di una macchina di tipo cingolato secondo la tecnica anteriore;

la Fig. 4 rappresenta un diagramma grafico che illustra la campanatura negativa della presente invenzione;

la Fig. 5 rappresenta una vista schematica da dietro di un telaio portarulli per un cingolo che attua la presente invenzione;

la Fig. 6 rappresenta una vista schematica da dietro di un telaio principale della macchina e di alberi di articolazione che attuano la presente invenzione;

la Fig. 7 rappresenta una vista schematica da dietro, parzialmente in sezione, di un telaio portarulli per un cingolo e di un albero di articolazione che attuano la presente invenzione;

la Fig. 8 rappresenta una vista schematica in pianta di un rullo di cingolo che mostra una configurazione di usura di una struttura di telaio secondo la tecnica anteriore; e

la Fig. 9 rappresenta una vista schematica in pianta di un rullo di cingolo che mostra una configurazione di usura di una struttura di telaio che attua la presente invenzione.

Forma migliore per l'attuazione dell'invenzione Con riferimento ai disegni, una macchina di tipo cingolato 10 comprende una struttura di telaio 12, comprendente un primo ed un secondo gruppo distanziati di telaio portarulli 14, 16 per cingoli, uno o più alberi di articolazione 18 ed una barra ugualizzatrice 20. Ognuno dei due gruppi di telaio portarulli 14, 16 comprende una prima ed una seconda ruota di rinvio 22, 24 ed una molteplicità di rulli di guida 26. Una ruota di comando a denti 28 è disposta su ogni lato della macchina 10 ed è azionata in direzioni di avanzamento e di ritiro dal veicolo 10. Un gruppo di catena di cingolo ad anello 30 circonda ogni rocchetto conduttore 28, la prima e la seconda ruota di rinvio 22, 24 ed i rulli di guida 26. Il gruppo di catena di cingolo 30 comprende una molteplicità di maglie di cingolo interconnesse 32 ed una molteplicità di pattini di cingolo 34 fissati alle maglie di cingolo 32. I rulli di guida 26 guidano le maglie di cingolo 32 mentre il gruppo di catena di cingolo 30 è condotto dal rocchetto conduttore 28.

La macchina 10 comprende un telaio principale 36 aven te un primo ed un secondo lato 38, 40 ed un asse orientato verticalmente 42. Il primo ed il secondo gruppo di telaio portarulli di cingolo 12, 14 sono distanziati da ed adiacenti rispettivamente al primo ed al secondo lato 38, 40 del telaio principale 36. Gli alberi di articolazione 18 collegano in modo articolato i gruppi di telaio portarulli di cingolo 14, 16 rispettivamente al primo e al secondo lato del telaio principale 36. Come illustrato nella Figura 2, la maggior parte delle forme attuali e anteriori di strutture di telaio sono costruite in modo da realizzare una campanatura "A" di zero gradi. Tuttavia la flessione degli alberi di articolazione 18 dovuta a carichi sui rulli di cingolo 36 produce una piccola campanatura positiva "A" compresa tra circa 0,1 e 2 gradi. Questa campanatura positiva "A" è illustrata dal diagramma grafico della Figura 3. Tale campanatura positiva "A" fa in modo che il gruppo di cingolo 30 sia spinto verso l'esterno della macchina 10, e le rotaie di cingolo 32 scorreranno su un lato dei rulli di guida 26. Ciò produce una configurazione di usura sui cerchi 44 dei rulli di guida 26 simile a quella illustrata nella Figura 8.

La presente struttura di telaio comprende mezzi 46 per posizionare il primo ed il secondo gruppo di telaio portarulli 14, 16 ad un certo angolo rispetto all'asse verticale 42 del telaio principale 36 in un piano orientato verticalmente. Ciò produce una piccola campanatura iniziale negativa "B", come è illustrato dal diagramma grafico della Figura 4. Un tipo di mezzo di posizionamento 46 è rappresentato nella Figura 5 e comprende un foro 48 in ognuno dei gruppi di telaio portarulli 14, 16, ed ogni foro 45 ha una linea assiale centrale 50. La linea centrale 50 non è perpendicolare all 'asse verticale 42 del telaio principale 36 e forma un angolo acuto "C" con un asse orizzontale immaginario 52 che è perpendicolare all'asse verticale 42. L'angolo acuto "C" può variare nel campo tra 0,05 e 2,0 gradi, ma è preferibilmente compreso nel campo tra 0,05 e 1,0 gradi.

Un altro tipo di mezzo di posizionamento 46 è illustrato nella Figura 6 e comprende il fatto che ogni albero di articolazione 18 ha una linea assiale centrale 54 ed una superficie di montaggio piana 56. Le superfici di montaggio 56 non sono perpendicolari alle linee assiali centrali 54, e le superfici di montaggio 56 sono destinate ad essere montate direttamente sul telaio principale 36. La linea assiale centrale 54 forma un angolo acuto "D" con un asse orizzontale immaginario 52' che è perpendicolare all'asse verticale 42. L'angolo acuto "D" può variare nel campo tra 0,05 e 2,0 gradi, ma è preferibilmente compreso nel campo tra 0,05 e 1,0 gradi.

Un altro tipo di mezzo di posizionamento 46 è illustrato nella Figura 7 e comprende un foro 48' in ogni gruppo di telaio portarulli 14, 16 per ricevere i rispettivi alberi di articolazione 18. Ogni foro 48' ha una linea assiale centrale 50' che è sostanzialmente perpendicolare all'asse verticale 42 del telaio principale 36. Uno o più gruppi di cuscinetto 58 sono montati entro ogni foro 48 ' . I gruppi di cuscinetto hanno una linea assiale centrale 60 che non è parallela alle linee assiali centrali 50' dei fori 48' del telaio portarulli. Il non parallelismo tra la linea assiale centrale 60 dei gruppi di cuscinetto 58 e la linea assiale centrale 50' dei fori 48' del telaio portarulli può variare nel campo tra 0,05 e 2,0 gradi, ma è preferibilmente compreso nel campo tra 0,05 ed 1,0 gradi. Il non parallelismo tra la linea assiale centrale 50' e la linea assiale centrale 60 forma un angolo acuto “E".

In ognuno dei mezzi di posizionamento 46 illustrati nei disegni e precedentemente descritti, i telai portarulli 14, 16 sono posizionati inizialmente rispetto al telaio principale 36 ad una campanatura negativa. Quando la macchina 10 è in funzione nel suo campo di lavoro, la campanatura si alterna tra un angolo negativo ed un angolo positivo. Per circa metà del tempo di lavoro, la campanatura è negativa e per l'altra metà del tempo di lavoro la campanatura è positiva. Con particolare riferimento alla Figura 9, la presente invenzione fa in modo che le maglie di cingolo 32 siano spinte contro una flangia esterna 62 dei rulli di guida 26 per circa 50% del tempo di funzionamento e contro una flangia interna 64 dei rulli di guida 26 per il restante 50% del tempo di funzionamento. Ciò produce una configurazione di usura desiderabile sulla superficie 44 del cerchio dei rulli di guida 26 in cui sostanzialmente tutta la larghezza della superficie 44 del cerchio è utilizzata. Le superfici originali non consumate dei rulli 26 nelle Figure 8 e 9 sono illustrate con linee tratteggiate con 68. Come mostrato nella Figura 8, una porzione 70 delle superfici originali 68, nei telai secondo la tecnica anteriore, non è mai utilizzata.

Applicabilità industriale

Con riferimento ai disegni e alla precedente descrizione dettagliata, la presente struttura di telaio 12 è particolarmente utile per aumentare la vita di usura di alcuni componenti del telaio. Con i gruppi di telaio portarulli 14, 16 posizionati rispetto al telaio principale 36 in modo da produrre una campanatura iniziale negativa, la maglia 32 del cingolo scorrerà sulla superficie 66 del cerchio adiacente alle flange esterne 62. Durante il funzionamento della macchina 10, la campanatura passerà da negativa a positiva e le maglie 32 scorreranno sulla superficie 66 del cerchio adiacente,alle flange interne 64. Le maglie 32 si muoveranno avanti e indietro tra le flange esterne ed interne 62, 64 mentre la campanatura passa da negativa a positiva. Ciò utilizza tutta la larghezza delle superfici 66 del cerchio dei rulli ed aumenta la vita utile dei componenti del telaio.

Altri aspetti, scopi e vantaggi della presente invenzione si possono ottenere da uno studio dei disegni, della descrizione e delle rivendicazioni annesse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Struttura di telaio per una macchina di tipo cingo lato avente un telaio principale, in cui il telaio principale suddetto ha un primo ed un secondo lato ed un asse orientato verticalmente quando la macchina suddetta è osservata in un piano orientato verticalmente, in cui la struttura suddetta comprende: un primo gruppo di telaio portarulli distanziato da, e disposto in posizione adiacente ad un primo lato del telaio principale suddetto; un secondo gruppo di telaio portarulli distanziato da, e disposto in posizione adiacente ad un secondo lato del telaio principale suddetto; un primo albero di articolazione che collega in modo articolato il primo gruppo di telaio portarulli suddetto al primo lato suddetto del telaio principale suddetto; un secondo albero di articolazione che collega in modo articolato il secondo gruppo di telaio portarulli suddetto al secondo lato suddetto del telaio principale suddetto; e mezzi per posizionare il primo ed il secondo gruppo di telaio portarulli suddetti ad un certo angolo rispetto all'asse suddetto del telaio principale suddetto nel piano suddetto orientato verticalmente.
2. Struttura di telaio secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi suddetti di posizionamento comprendono un foro in ogni gruppo di telaio portarulli, in cui il foro suddetto ha una linea assiale centrale che è non perpendicolare rispetto all'asse verticale suddetto del telaio principale suddetto e forma un angolo acuto con un a.sse orizzontale immaginario che è perpendicolare all'asse verticale suddetto.
3. Struttura di telaio secondo la rivendicazione 1, in cui ognuno degli alberi di articolazione suddetti ha una linea assiale centrale ed una superficie di montaggio piana che è non perpendicolare rispetto alla linea assiale centrale suddetta e i mezzi suddetti di posizionamento comprendono il collegamento delle superfici di montaggio suddette direttamente al telaio principale suddetto.
4. Struttura di telaio secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi suddetti di posizionamento comprendono un foro in ogni gruppo di telaio portarulli per ricevere rispettivi alberi di articolazione, in cui ogni foro ha una linea assiale centrale che è sostanzialmente perpendicolare all'asse verticale suddetto, un gruppo di cuscinetto montato entro ogni foro, ed in cui i gruppi di cuscinetto suddetti hanno una linea assiale centrale che è non parallela rispetto alle linee assiali centrali dei fori suddetti del telaio portarulli.
5. Struttura di telaio secondo la rivendicazione 2, in cui l'angolo acuto suddetto è compreso nel campo tra 0,05 e 2,0 gradi.
6. Struttura di telaio secondo la rivendicazione 3, in cui la linea assiale centrale suddetta forma un angolo acuto con un asse orizzontale immaginario che è perpendicolare all'asse verticale suddetto ed in cui l'angolo suddetto è compreso nel campo tra 0,05 e 2,0 gradi.
7. Struttura di telaio secondo la rivendicazione 4, in cui il non parallelismo suddetto della linea assiale centrale suddetta dei cuscinetti rispetto alla linea assiale centrale suddetta dei fori nel telaio portarulli è compreso nel campo tra 0,05 e 2,0 gradi.
8. Macchina di tipo cingolato avente un telaio princi pale avente un primo ed un secondo lato ed un asse orientato verticalmente quando la macchina suddetta è osservata in un piano orientato verticalmente, un primo ed un secondo gruppo di telaio portarulli di cingolo distanziati da, e adiacenti rispettivamente al primo e al secondo lato del telaio principale suddetto, ed un albero di articolazione che collega ognuno dei gruppi di telaio portarulli di cingolo suddetti al telaio principale suddetto, in cui il perfezionamento comprende: mezzi per posizionare il primo ed il secondo gruppo di telaio portarulli suddetti ad un certo angolo rispetto all'asse suddetto del telaio principale suddetto nel piano suddetto orientato verticalmente.
9. Macchina secondo la rivendicazione 8, in cui i mez zi suddetti di posizionamento comprendono un foro in ogni gruppo di telaio portarulli, in cui il foro suddetto ha una linea assiale centrale che è non perpendicolare rispetto all'asse verticale suddetto del telaio principale suddetto e forma un angolo acuto con un asse orizzontale immaginario che è perpendicolare all'asse verticale suddetto, in cui l'angolo acuto suddetto è compreso nel campo tra 0,05 e 2,0 gradi.
10. Macchina secondo la rivendicazione 8, in cui ognu no degli alberi di articolazione suddetti ha una linea assiale centrale ed una superficie di montaggio piana che è non perpendicolare rispetto alla linea assiale centrale suddetta ed i mezzi suddetti di posizionamento comprendono il collegamento delle superfici di montaggio suddette direttamente al telaio principale suddetto.
11. Macchina secondo la rivendicazione 10, in cui la linea assiale centrale suddetta forma un angolo acuto con un asse orizzontale immaginario che è perpendicolare all'asse verticale suddetto ed in cui l'angolo acuto suddetto è compreso nel campo tra 0,05 e 2,0 gradi.
12. Macchina secondo la rivendicazione 8, in cui i mezzi suddetti di posizionamento comprendono un foro in ogni gruppo di telaio portarulli per ricevere l'asse verticale suddetto, un gruppo di cuscinetto montato entro ogni foro, e in cui ogni cuscinetto ha una linea assiale centrale che è non parallela rispetto ad una rispettiva linea assiale centrale del foro nel telaio portarulli.
13. Macchina secondo la rivendicazione 12, in cui il non parallelismo suddetto è compreso nel campo tra 0,05 e 2,0 gradi.