DE10251637A1 - Turasrad für ein Kettenlaufwerk eines Kettenfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Ein Turasrad für ein Kettenlaufwerk eines Kettenfahrzeugs mit einer Stirnverzahnung, auf der im Betrieb des Kettenlaufwerkes Führungselemente einer Kette abrollen, wobei die Stirnverzahnung zumindest abschnittsweise aus Kunststoff besteht, ist bekannt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist die Stirnverzahnung durch eine metallische Stützstruktur verstärkt, die zumindest teilweise einer Außenkonturierung der Stirnverzahnung folgt. DOLLAR A Einsatz für Schneepistenfahrzeuge.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Turasrad für ein Kettenlaufwerk eines Kettenfahrzeugs mit einer Stirnverzahnung, auf der im Betrieb des Kettenlaufwerks Führungselemente einer Kette abrollen, wobei die Stirnverzahnung zumindest abschnittsweise aus Kunststoff besteht.
• Ein derartiges Turasrad ist aus dem Stand der Technik, insbesondere bei Pistenfahrzeugen mit Kettenlaufwerk der Anmelderin allgemein bekannt. Ein derartiges Turasrad stellt ein Antriebsrad zur Übertragung der Kraft der Antriebshydraulik des Fahrzeugantriebs auf eine entsprechend umlaufende Kette dar. Das Turasrad ist am vorderen oder am hinteren Endbereich des Kettenlaufwerkes angeordnet und von entsprechenden Kettengliedern umschlungen. Das Turasrad weist eine Stirnverzahnung auf, die einen formschlüssigen Eingriff in die entsprechenden Kettenglieder für eine entsprechende Antriebskraftübertragung ermöglicht. Die Stirnverzahnung ist vorzugsweise abgerundet, um ein sanftes Ein- und Auslaufen der Kettenglieder im Fahrbetrieb des Kettenfahrzeugs zu ermöglichen. Ein derartiges Turasrad ist hohen Kräften ausgesetzt. Um Verschleißerscheinungen zu reduzieren, muss es formstabil ausgeführt sein. Aus diesem Grunde sind metallische Turasräder eingesetzt worden. Die verursachen jedoch relativ hohe Laufgeräusche im Betrieb des Kettenlaufwerks. Es ist daher auch bereits bei Pistenfahrzeugen der Anmeldeyin bekannt, Turasräder aus Kunststoff einzusetzen. Diese können aber Probleme im Hinblick auf Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Langlebigkeit und ähnliches schaffen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Turasrad der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine exakte Kraftübertragung, Langlebigkeit und Laufruhe gewährleistet.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Stirnverzahnung durch eine metallische Stützstruktur verstärkt ist, die zumindest teilweise einer Außenkonturierung der Stirnverzahnung folgt.
• Durch die erfindungsgemäße Lösung werden die Vorteile eines aus Kunststoff bestehenden und eines metallischen Turasrades miteinander kombiniert. Das erfindungsgemäße Turasrad zeichnet sich durch hohe Stabilität, geringen Verschleiß und geringe Laufgeräusche beim Abrollen der Kettenglieder aus.
• Als Kunststoff wird vorzugsweise ein hochvernetztes Polyethylen eingesetzt, das unter hohem Druck und hoher Temperatur mehrere Stunden lang gebacken wird.
• Wesentlicher Vorteil bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass die gewisse elastische Verformbarkeit, die bei einem Kunststoff-Turasrad vorteilhaft ist, erhalten bleibt und dennoch hohe Stabilität, Verschleißfestigkeit und Langlebigkeit eines metallischen Triebrades, d.h. Turasrades, erzielt wird.
• In Ausgestaltung der Erfindung flankiert die metallische Stützstruktur die Stirnverzahnung wenigstens einseitig ringförmig. Die metallische Stützstruktur bildet somit eine umlaufende Verstärkung für die aus Kunststoff bestehende Stirnverzahnung.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die metallische Stützstruktur in der Stirnverzahnung integriert. Das Kunststoffmaterial der Stirnverzahnung umgibt die metallische Stützstruktur somit, so dass die metallische Stützstruktur eine innere Rippen- oder Ringstegverstärkung bildet.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung stimmt die metallische Stützstruktur in ihrer Außenkontur mit der Außenkonturierung der Stirnverzahnung überein. Zahnflanken, Zahnspitzen und Zahngründe der Stützstruktur und der Stirnverzahnung entsprechen einander daher im Bereich ihrer jeweiligen Außenkonturen.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die metallische Stützstruktur ein der Teilung der Stirnverzahnung entsprechendes Verzahnungsringprofil auf. Dieses ist vorzugsweise als Aluminiumgussprofil gestaltet und mit einer Nabe des Turasrades lösbar verbindbar.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist radial außen auf das Verzahnungsringprofil die umlaufende Stirnverzahnung aus einem Elastomer aufgebracht, insbesondere aufvulkanisiert.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Stützring vorgesehen, der die Elastomer-Stirnverzahnung axial auf dem Verzahnungsringprofil sichert. Dadurch wird eine dauerhafte Sicherung der Kunststoff-Stirnverzahnung auf dem metallischen Verzahnungsringprofil geschaffen.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die aus Kunststoff bestehende Stirnverzahnung schichtweise aufgebaut. Vorzugsweise ist die Stirnverzahnung aus mehreren identischen Verzahnungsringscheiben aus Kunststoff aufgebaut, die axial aneinander fügbar und auf die metallische Stützstruktur aufschiebbar sind. Zur Sicherung der Verzahnungsscheiben sind Zentrier- und Befestigungs- oder Fixiermittel vorgesehen, die kraft-, form- oder stoffschlüssig wirken.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens ein Ringabschnitt der metallischen Stützstruktur eine Außenkontur auf, die in Umfangsrichtung bündig mit der Stirnverzahnung abschließt. Vorzugsweise ist dieser Ringabschnitt beidseitig von schichtförmigen Verzahnungsscheiben flankiert.
• Die metallische Stützstruktur ist vorzugsweise als Ringkern für die aus Kunststoff bestehende Stirnverzahnung ausgebildet.
• In weiterer Ausgestaltung der Endung ist wenigstens ein außenseitig positionierter Sicherungsteller vorgesehen, der die aus Kunststoff bestehende Stirnverzahnung auf einer ringförmigen Nabe axial stützt. Dadurch wird die gleichbleibende Positionierung und Sicherung der Stirnverzahnung auf einer entsprechenden Nabe erzielt.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den An"sprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.
• 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Turasrades mit einer Kunststoffstirnverzahnung und einer metallischen Stützstruktur,
• 2 das Turasrad nach 1 in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie II-II in 1,
• 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Turasrades,
• 4 das Turasrad nach 3 in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie IV-IV in 3,
• 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Turasrades und
• 6 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie VI-VI in 5 des Turasrades nach 5.
• Turasräder, wie sie anhand der 1 bis 6 nachfolgend näher beschrieben werden, werden für Kettenlaufwerke von Pistenfahrzeugen eingesetzt und dienen als front- oder heckseitiges Triebrad für das jeweilige Kettenlaufwerk. Eine entsprechende Kette jedes Kettenlaufwerkes umschlingt mit seinen korrespondierenden Kettengliedern das jeweilige Turasrad, so dass eine Drehbewegung des Turasrades eine Kettenlaufbewegung im korrespondierenden Drehsinn bewirkt. Jedes Turasrad wird durch einen Hydromotor einer Antriebshydraulik des Pistenfahrzeugs in grundsätzlich bekannter Weise angetrieben.
• Ein Turasrad 1 gemäß den 1 und 2 weist eine Stirnverzahnung 2 auf, die aus Kunststoff hergestellt ist und ringförmig gestaltet ist. Als Kunststoff wird ein hochvernetztes Polyethylen eingesetzt. Die Stirnverzahnung 2 weist an ihrem Umfang in gleichmäßiger Teilung Zahnspitzen und dazwischen liegende Zahngründe auf, wobei die Zahngründe kreisbogenförmig konturiert sind. Die Zahnspitzen bzw. die Zähne weisen keine Kanten auf, sondern sind vielmehr gerundet. Der Stirnverzahnung 2 ist eine metallische Stützstruktur zugeordnet, die in Form eines koaxial seitlich an die Stirnverzahnung 2 angefügten Stützringes 4 gestaltet ist. Der Stützring 4 besteht aus einer Aluminiumlegierung und ist als Gussteil gestaltet. Die Stirnverzahnung 2 weist auf ihrer zugeordneten Seitenflanke eine umlaufende, flache Aussparung 3 auf, deren außenliegende Randkontur etwa parallel zu der Außenkonturierung der Stirnverzahnung 1 verläuft. In die Aussparung 3 eingebettet ist der Stützring 4. Der Stützring 4 weist einen umlaufenden Zahnringabschnitt auf, dessen Außenkontur etwa parallel zu der Randkontur der Aussparung 3 verläuft. Auch der Zahnringabschnitt des Stützringes 4 weist somit umlaufend abgerundete Zahnteile auf, deren Teilung der Teilung der Zähne der Stirnverzahnung 1 entspricht und die in der Aussparung 3 – auf die Seitenkontur der Stirnverzahnung 2 bezogen – flächenbündig eingebettet ist. Der Außendurchmesser des Stützringes 4 ist geringer als der Außendurchmesser der Randkontur der Aussparung 3, so dass zwischen der Außenkontur des Stützringes 4 und der Randkontur der Aussparung 3 im montierten Zustand ein nutförmiger, umlaufender und der Außenkonturierung der Stirnverzahnung 1 folgender Spalt verbleibt. Die Aussparung 3 ist durch entsprechende Ausfräsungen geschaffen.
• Anstelle eines hochvernetzten Polyethylens ist es auch möglich, als Kunststoff Polyurethan oder Gummi mit vergleichbaren Eigenschaften einzusetzen.
• Die Einheit aus Stirnverzahnung 2 und Stützring 4 wird axial auf eine nicht dargestellte Nabe des Hydromotors aufgesetzt, die Teil eines Antriebsstranges der Antriebshydraulik und des Pistenfahrzeuges ist. Hierzu weist der Stützring 4 einen Befestigungsring 5 auf, der über seinen Umfang verteilt mit mehreren Bohrungen 6 versehen ist. In der Nabe sind korrespondierende Gewindebohrungen vorgesehen, so dass der Befestigungsring 5 mit Hilfe entsprechender Befestigungsschrauben lösbar stirnseitig mit der Nabe verschraubbar ist. Durch den Zahnringab schnitt des Stützringes 4 ist die Stirnverzahnung 2 im montierten Zustand des Turasrades 1 auf der Nabe axial fixiert. Die Nabe weist zudem auf der dem Stützring 4 – auf den montierten Zustand bezogen – gegenüberliegenden Seite eine Ringschulter auf, die die Stirnverzahnung 2 auf der dem Stützring 4 gegenüberliegenden Seite im montierten Zustand des Turasrades 1 axial stützt.
• Auch die Stirnverzahnung 2 weist korrespondierend zu dem Befestigungsring des Stützringes 4 radial innenseitig einen ringförmigen Innenflansch auf, der mit korrespondierenden Befestigungsbohrungen versehen ist, so dass auch die Stirnverzahnung 2 direkt an der Nabe befestigbar ist.
• Das Turasrad 1a gemäß den 3 und 4 weist eine Stirnverzahnung 2a auf, die aus Kunststoff besteht und ringförmig gestaltet ist. Die Stirnverzahnung 2a ist innenseitig von einem als metallische Stützstruktur dienenden Verzahnungsringprofil 4a gestützt, das als Aluminiumgussteil hergestellt ist. Das Verzahnungsringprofil erstreckt sich über die gesamte Dicke des Turasrades 1a und damit der Stirnverzahnung 2a und weist eine Außenkonturierung auf, die der Zahnteilung der Stirnverzahnung 1a entspricht und parallel zu der Außenkontur der Stirnverzahnung 1a konvex oder konkav gekrümmt ist. Das Verzahnungsringprofil ist innenseitig mit einem Befestigungsring 5a versehen, der mit Bohrungen 6a ausgestattet ist. Mittels dieser Bohrungen 6a ist der Befestigungsring 5a und damit auch das Verzahnungsringprofil 4a auf der entsprechenden Nabe des Antriebsstranges des Pistenfahrzeuges analog der zuvor beschriebenen Ausführungsform befestigbar. Axial außen ist dem Verzahnungsringprofil 4a eine Stützscheibe 7 zugeordnet, die mit Hilfe von Befestigungsschrauben 8 mit dem Verzahnungsringprofil 4a verschraubbar ist. Die Stützscheibe 7 dient als Blende für die Außenseite der Nabe und des Turasrades 1a. Die aus Kunststoff bestehende Stirnverzahnung 2a weist eine wellenähnliche Form auf, da sie flächig aufliegend über ent sprechende Zahn- und Zahngrundbereiche des Verzahnungsringprofiles 4a verläuft.
• Bei der Ausführungsform nach den 5 und 6 weist das Turasrad 1b eine aus Kunststoff bestehende Stirnverzahnung 2b auf, die aus mehreren Scheibenringen schichtförmig aufgebaut ist. Die Außenkontur jedes Scheibenringes entspricht der Verzahnungskontur der Stirnverzahnung 2b. Die Innenkontur verläuft zylindrisch. Die Scheibenringe der Stirnverzahnung 2b sind axial auf eine metallische Stützstruktur aufgeschoben, die als hohlzylindrische Stütznabe ausgeführt ist. An der metallischen Stütznabe 4b einstückig ausgeformt ist ein nach außen abnagender, umlaufender Ringsteg 10, dessen Außenkontur der Verzahnungskontur der Stirnverzahnung 2b entspricht. Die Dicke des Ringsteges 10 ist etwas größer als die Dicke eines Scheibenringes der schichtförmigen Stirnverzahnung 2b. Auf axialer Höhe des Ringsteges 10 ragt von der Stütznabe 4b einstückig nach innen ein Befestigungsring 5b ab, der mit den Bohrungen 6b zur Befestigung des Turasrades 1b auf der entsprechenden Nabe des Antriebsstranges versehen ist. Um zu gewährleisten, dass die insgesamt sieben Ringscheiben zueinander fluchtend auf die Stütznabe 4b aufgereiht werden, weisen alle Ringscheiben der Stirnverzahnung 2b über den Umfang verteilt mehrere Passbohrungen auf, durch die in fluchtendem Zustand der Passbohrungen jeweils ein Zentrierbolzen 9 hindurchsteckbar ist. Auch der Ringsteg 10 ist mit entsprechenden , Passbohrungen versehen. Alle Scheibenringe sind an ihren aneinander zugewandten Stirnflächen flächig miteinander verklebt. Auch die Scheibenringe der Stirnverzahnung 2b sind wahlweise aus hochvernetztem Polyethylen, Polyurethan oder aus Gummi mit entsprechender Shorehärte gestaltet.

Claims (11)

1. Turasrad für ein Kettenlaufwerk eines Kettenfahrzeugs mit einer Stirnverzahnung, auf der im Betrieb des Kettenlaufwerks Führungselemente einer Kette abrollen, wobei die Stirnverzahnung zumindest abschnittsweise aus Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet,dass die Stirnverzahnung (2, 2a, 2b) durch eine metallische Stützstruktur (4, 4a, 4b) verstärkt ist, die zumindest teilweise einer Außenkonturierung der Stirnverzahnung (2, 2a, 2b) folgt.
2. Turasrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Stützstruktur (4) die Stirnverzahnung (2) wenigstens einseitig ringförmig flankiert.
3. Turasrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Stützstruktur (4a, 4b) in der Stirnverzahnung (2a, 2b) integriert ist.
4. Turasrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Stützstruktur (4b, 10) in ihrer Außenkontur mit der Außenkonturierung der Stirnverzahnung (2b) übereinstimmt.
5. Turasrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Stützstruktur ein der Teilung der Stirnverzahnung (2a) entsprechendes Verzahnungsringprofil (4a) aufweist.
6. Turasrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass radial außen auf das Verzahnungsringprofil (4a) die umlaufende Stirnverzahnung (2a) aus einem Elastomer aufgebracht, insbesondere aufvulkanisiert ist.
7. Turasrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützring vorgesehen ist, der die Stirnverzahnung axial auf der metallischen Stützstruktur sichert.
8. Turasrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Kunststoff bestehende Stirnverzahnung (2b) schichtweise aufgebaut ist.
9. Turasrad nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ringabschnitt (10) der metallischen Stützstruktur (4b) eine Außenkontur aufweist, die in Umfangsrichtung bündig mit der Stirnverzahnung (2b) abschließt.
10. Turasrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein außenseitig positionierter Sicherungsteller oder -ring (4) vorgesehen ist, der die aus Kunststoff bestehende Stirnverzahnung (2) auf einer ringförmigen Nabe axial stützt.
11. Turasrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsteller oder -ring (4) in eine umlaufende Aussparung (3) der Stirnverzahnung (2) bündig eingebettet ist.