DE2343770A1

DE2343770A1 - Spurkettenanordnung fuer traktoren oder dergleichen

Info

Publication number: DE2343770A1
Application number: DE19732343770
Authority: DE
Inventors: Eldon D Oestmann
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1972-08-28
Filing date: 1973-08-28
Publication date: 1974-03-14
Also published as: CA987708A; GB1422560A; JPS6025306B2; FR2198447A5; US3828873A; JPS4964128A; GB1422558A; DE2343770C3; DE2343770B2; BR7306528D0; GB1422559A; IT990317B

Description

Caterpillar Tractor Co.

Peoria, 111., USA.

Spurkettenanordnung für Traktoren oder dergleichen

Die Erfindung betrifft eine Spurkettenanordnung für Traktoren oder dergleichen Kettenfahrzeuge, welche zum Antrieb der Ketten auf jeder Seite des Fahrzeugs ein in die Kette.von innen eingreifendes Antriebsrad, .insbesondere zum Spannen der Ketten, an Rahmen unterhalb des Antriebsrades angeordnete, in die Kette von. innen eingreifende, vordere und hintere Leerlaufräder sowie Stützrollen für die Kette aufweisen.

Εε ist bekannt, bei Spurkettenfahrzeugen ellipsenähnlich geformte, endlose Spurketten um ein vorderes Leerlaufrad und ein hinteres Antrieborad herum anzuordnen. Das Antriebsrad nimmt susanimenge-

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noEimen die Funktionen x^ahr, die Kette anzutreiben, ei-ieri wesentlichen Teil des Gewichts des Traktors au tragen und die besonders während des Betriebes der Arbeitsgeräte auf das Fahrzeug ausgeübten Stöße aufzunehmen. Überdies ist das Antriebsrad nahe cca Boden, angeordnet, wodurch es der Gefahr der Beschädigung und erhöhter Abnutzung ausgesetzt ist. Der Uaischlingungswinkel um das Antriebsrad liegt nahe bei i5o°, was dazu führt, daß eine beträchtliche Anzahl der Ketten-Zapfen und -Lager während des Fahrzeug-Betriebes übermäßig belastet wird..

Man hat daher versucht, dreieckförmige Kettenanordnungon zu schaffen, bei denen ein Antriebsrad senkrecht über vorderen und hinteren Spannrädern angeordnet ist. Beispiele solcher Konstruktionen werden in den folgenden Patentschriften offenbart: US-986,391; ΤΒ-1,2ο^,799ί US-1,20^800; Π3-1,512,152; US-1,6M,331; ÜS-2,3^1,000; ϋ3-2,7^5,65^; US-2,98^,522; US-3,o33,265; US-2,172,?o7. Dieser frühere Stand der Tecknik hat jedoch bis heute nicht vernocht, die oben beschriebene, übliche Traktor-Type auf dem Markt zu ersetzen«

Die vorliegende Erfindung bezweckt daher, ein Spurkettenfahrzeug zu schaffen, bei welchem der direkt in die Kette eingreifende "eil des Kettenantriebs genügend hoch angebracht ist, um gegen Beschädigung geschützt zu sein, wobei die Kraftübertragung zu diesem Antriebsteil trotzdem nicht koapliziert ist, sondern ihre bauteile so angebracht sind, daß die Anordnung eine hohe Leistungsfähigkeit und einen hohen Wirkungsgrad hat und außerdem gut, haltbar und übersichtlich eingebaut ist.

Erfindungsgemäß gehört zu den Fahrzeug ein Hauptrahmen, der ein Paar in Längsrichtung, mit Abstand von einander, drehbar, auf

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jeder Sexte des Rahmens angeordnete Leerlauf- oder Spannräder aufweist. SLn Antriebsrad ist drehbar an jeder Seite direkt am Rahmen derart angebracht, daß es sich, jeweils zwischen einem Paar der Leerlaufräder, senkrecht über ihnen und wesentlich näher zu einem ersten als zu einem zweiten des Paares der Leerlaufräder befindet. Sine endlose Spurkette, von der allgemeinen Form eines ungleichseitigen Dreiecks, ist an jeder Seite des Rahmens und jeweils um eines der Antriebsräder und eines Paares der Leerlauf räder herum angeordnet. Eine Aufhänge-Sinrichtuns, einschließlich eines Rollengestells, ist an jeder'Seite des Rahmens zwischen dem ersten und zweiten Leerlaufrad sun Halten der Kette angebracht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Leerlaufräder und das Sollengestell an einem Hilfsrahmen montiert, der drehbar as Hauptrahmen in der xMähe der. Antriebsräder angeordnet ist.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus dar nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in denen die Erfindung ausführlich erläutert und dargestellt ist.

Es zeigen:

KLg. 1 eine Seitenansicht des die Erfindung verkörpernden Spurketten-Fahrzeugs

Fig.. 2 ein Schema der dreieckförmigen. Spurkettenanordnung

mit den geometrischen Beziehungen gemäß der Erfindung

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung, in der verschiedene Anordnungen des Antriebsrades schematisch angedeutet sind,

Fig. Ί· eine Ansicht eines Schnittes in Sichtung IV...IV der Fig. 1. die- Anbrinituus einas Antriebsrades und eines

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Kettenrollenrahciens a./. IIauptrahmen des Fahrzeugs darstellend.

In Fig. 1 ist ein Kettenfahrzeug 1o dargestellt, zu weichen ein Hauptrahmen 11 gehört sowie ein Paar von in Längsrichtung axt Abstand von einander angeordneten Leerlauf- oder Spannrädern 12 und 13 mit glatter oder gezähnter Lauffläche, die an einer Rollen-Aufhängung oder einem Hilfsrahmen 1*t mit Hilfe von Achsen 15 bzw. 16 .drehbar angebracht sind. Der Hilfsrahmen "Λ umfaßt teleskopisch in einander angeordnete Teile 17 und 18, wobei das Teil 17 eua Hauptrahmen 11 mit Hilfe eines gewöhnlichen, sich quer durch die Rahmen 11 und-Ik erstreckenden Wellen-Zapfens aufgehängt ist. Ein passender, nicht gezeichneter, Spannfeder-Mechanismus ist zwischen und innerhalb der Teile 17 und 18 angeordnet.

Ein Antrieberad 2o, mit einer Vielzahl von daran angeformten Zähnen 2I₁ ist mit Hilfe einer Antriebswelle 22, die das Endglied eines Getriebesystem bildet, direkt am Hauptrahmen 11 angebracht, siehe Fig. k. Das Antriebsrad 2o ist, wie Korridor "R" in Fig. 2 zeigt, vorzugsweise wesentlich näher zu dem ersten Leerlaufrad als zu dem zweiten Rad 12 gelegen. Eine Verbrennungskraftmaschine 23 ist mit der Antriebswelle 22 durch eine Abfolge von Übertragungsmitteln verbunden, zu denen ein Drehmoment-Wandler 2k, eine Ausgangswelle 25, ein Schaltgetriebe 26, eine Ausgangswelle 27 aus dem Schaltgetriebe, ein auf der Welle 27 befestigtes Antriebsritael 28 und ein mit dem Ritzel 28 verzahntes Tellerrad 29 gehören. Diese übertragungsmittel sind vorzugsweise in wesentlichen in der Längsrichtung zwischen der Kraftmaschine 23 und dem Antriebsrad 2o angeordnet, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wobei vorzugsweise ein beträchtlicher Teil davon unterhalb dor Antriebsachse 22 des Rades 2o untergebracht ist.

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Eine endlose Spurkette 3o zieht sich in dreieckähnlicher Form un das Antriebsrad 2o und die Spannräder 12 und 13 herum,, Die Spurkette 3o besteht aus einer Vielzahl von Kettengliedern 31 $ die miteinander durch Anordnungen 32 von Zapfen und Lagern drehbar verbunden sind, und einer Vielzahl von Spurplatten 33 > die in üblicher Weise an den Kettengliedern 31 befestigt sind. Wie in den Fig. 1 und h gezeigt, greifen die Zähne 21 des Triebrades 2o in Zapfen- und Lager-Anordnungen 32 der Kette 3° ein, wobei die Anordnungen 32 Triebelemente bilden, un die Kette' 3o normalerweise im Uhrzeigersinne herumzutreiben, wodurch das Fahrzeug 1o in Richtung seiner Längsachse vorwärts bewegt wird. Beispiele für verschiedene Arten von Triebelementen sind in US-3,5t>7,29^- beschrieben.

In Fig. 1 ist weiter eine Aufhänge-Einrichtung mit einem Hollengeetell 35 dargestellt, welches drehbar aufgehängte Stützrollen aufweist, di« in den zwischen den Spannrädern 12 und 13 gelegenen Teil der Kette Jo eingreifen. Eine derartige Aufhänge-Einrichtung findet insbesondere Anwendung bei den erfindungsgemäßen Traktoren und ist näher beschrieben in der auf die Aninelderin übertragenen US-Pat.-Ana. Serial No. 212,3o6 vom 27. Dezember 197^, Erfinder: Rob.J.Purcell et al., mit dem Titel "Elastische Rollengestell-Aufhängung für dreieckförmige Ketten-Anordnung." Wie in Fig. 11 dieser Anmeldung gezeigt wird, sind die zwei äußeren Paare der Hollen jede drehbar an einem Glockenschwingerhebel, der seinerseits drehbar zwischen dem Rollen-Paar und der respektiven Achse 15 oder 16 an dem Hilfsrahmen "Λ angebracht ist. Die beiden inneren Paare der Rollen sind jede drehbar an einem Hebel, der seinerseits drehbar an dem Hilfsrahmen 1^ vermittels eines (ntcnt bezeichnet«* η ) ürehzapferiE ing-ebracht ±i,c.

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Wenigstens ein weiteres Paar von Stützrollen 37 und 3ö stützt den Teil der Kette 3o, der sich zwischen dem Leerlaufrad 12 und dem Antrieberad 2o erstreckt. Bei der erfindungsgemäßen, bevorzugten Ausführungsform ist die Rolle 37 aa Hauptrahmen 11 und die 3olle auf dem Teil 17 des Hilfsrahmens ik montiert.

In Fig. 1 ist außerdem noch als Arbeitsgerät vorzugsv/eise eine Räumvorrichtung 39 ciit einem Schieberblatt ^o dargestellt, welches allgemein mit den vorderen Enden von in Seitenrichtung mit Abstand von einander angeordneten Stoßarmen kl (nur einer gezeichnet) verbunden ist. Das hintere Ende jedes Stoßarxes kl ist vorzugsweise drehbar auf dem Endzapfen der Welle 19 rait Hilfe einer Kugel-Verbindung kz angelenkt, wie Fig. k zeigt. Eine derartige Anordnung sichert die Überleitung eines beträchtlichen Teils der auf das Schieberblatt ko einwirkenden Stoßbeanspruchungen direkt auf den Hauptrahmen 11. Wenn es gewünscht wird, kann, wie Fig. 1 zeigt, auch am hinteren Teil des Fahrzeugs 1o, an Montageösen W5 und kk_t ein Arbeitsgerät, z.B. zum Gräbenziehen, drehbar angesetzt werden.

In Fig. 2 sind eine Reihe für den Entwurf solcher Fahrzeuge wichtiger, bei dem erfindungsgemäßen Traktor angewandter, geometrischer Beziehungen erläutert. Ein rät "a" bezeichneter, zwischen einer horizontalen, die Achsen C. und C^ der Sparmräder 13 bzw. 12 schneidenden Linie und dem in wesentlichen gerade verlaufenden, sich zwischen dem Spannrad 13 und dem Antriebsrad 2o erstreckenden Teil der Kette J5°i gelegener Winkel der bevorzugten Ausführungsforn der Erfindung ist vorzugsweise aus eineir. Bereich zwiscr.sn 30 -na 90 auszuwählen. Bei einem Winkel kleiner als 30 würde der Weilenzapfen 19 derart in eine übermäßig niedrige La^-e gerückt, daß die Bodenfreiheit beeinträchtigt und die v/elle 19 zu naht; an die I- .ten-

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teile herankommen würde. 3ei eine·::. Winkel über SO würde das Antriebsrad 2o so weit nach, hinten gerüclct, daß es zu nahe an gegebenenfalls hinten montierte Arbeitsgeräte, z.B. Grabenzieiier, herankommen und eine übermäßig lange Kette erforderlich würde.

D₁ , der horizontale Abstand zwischen der Achse C und der Achse C₇ des Antriebsrades 2o, 'ist vorzugsweise wesentlich kleiner als D (einschließlich D.=O), wobei D„ der Eorizontalabstand zwischen den Achsen C„ und C, ist. Eine derartige Beziehung stellt sicher, daß das Antriebsrad 2o an den am besten ausgewählten Platz hinsichtlich solcher Entwurfs-Bedingungen kommt wie Gewichtsverteilung, Anordnung des Getriebe-Zuges, Übersicht und Bodenfreiheit. D,, der Vortikalabstand zwischen den Achsen C₁ und C,, ist vorzugsweise nicht größer als o,6»D., damit der Schwerpunkt des Fahrzeugs 1o tief genug liegt, um das Fahrzeug zu stabilisieren.

Der Umschlingungswinkel "w" des Antriebsrades 2o wird durch eine gedachte, die Achsen C, und C. schneidende Linie ¹¹B" vorzugsweise im wesentlichen halbiert. Der Ümschlingungswinkel "w" ist vorzugsweise kleiner ale 115 (wenn "a" = 90 ist) und'ist groß genug, um den Eingriff von mindestens zwei Zähnen 21 in die Triebglieder 32 der Kette 3o zuzulassen. Der kleinstmögliche Ümschlingungswinkel "w" gleicht vorzugsweise

der Anzahl der wirksamen, rait der Kette im Eingriff befindlichen Zähno (N_) mal 3&0 geteilt durch die gesamte Zahl der zum Eingriff fähigen, wirksamen Zähne des Antriebsrades.

Weniger als zwei Zähne sollen nicht im Eingriff sein, da ein Zahn überbelastet werden und die Kette aus dem Eingriff herausspringen könnte» Ein Ums chlir- gungswinkel größer als 115 würde dieselben nachteiligen iTcl'.^sn habpn. wip oben für eintn Winkel "a"

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90 erwähnt* ψ

Der Ausdruck "wirksame Zähne" wird hier für diejenigen Zähne Lenutzt, die so angeordnet sind, daß sie mit entsprechend gelegenen Triebteilen der Kette ,(d.h. den Zapfen- und Lager-Anordnungen 32. der Kette J>o) in Eingriff kommen können. Beispielsweise-zeigt Figo drei Zähne in wirksamen Eingriff mit Triebteilen der Kette Jo. Das Antriebsrad 2o der Fig. 1,bei dem wechselweise Zähne nicht iir. Eingriff mit der Kette 3o sind, wird als "Folgezahn-Antriebsrad" bezeichnet. Diese Konstruktion soll die Lebensdauer der Zähne verlängern.

Bei der dargestellten, besonderen Ausführungsform der Erfindung hat d'as Antriebsrad 2o eine Anzahl von 2.7 daran angeformten Zähnen 21, der Umschlingungswinkel "w" liegt (nach Fig» 2) nahe bei 80 , der Winkel "a" und der Winkel "b" liegen ungefähr bei 66 bzw. 13°. Das Antriebsrad 2o liegt hoch genug, sodaß es vor Beschädigung geschützt ist. Das Antriebsrad 2o bewirkt nur die Kraftübertragung auf die Kette 3o und stellt daher kein tragendes Konstruktionsteil für das Fahrzeug und gegebenenfalls daran angebrachte Arbeitsgeräte dar. Die Lage des Antriebsrades 2o senkrecht unter dem Führerstand k^ hilft, die Übersicht des Fahrzeugführers zu vergrößern.

Diese Beziehungen werden durch die Fig. 3 verdeutlicht. Z.B. nimnt bei einer Lage des Antriebsrades bei 2oa die Kette die Form eines gleichschenkligen Dreiecks an, wodurch eine Reihe der vorerwähnten Probleme auftauchen. Kuß in gewissen Anwendungsfällen das Rad 2o an der Stelle 2ob angeordnet werden, d.h. im vorderen statt im hinteren Teil des Fahrzeugs, so müßte man das Antriebssystem und die damit verbundenen Fahrzeugteile entsprechend umändern und pa=-

aend umordnen. ^0981 1/0473

-ANSPRÜCHE-BAD ORIGINAL

Claims

ANSPRÜCHE

( 1. ppurkettenanordnung für Traktoren oder dergleichen ICettenx,^__yFahrzeuge, welche sum Antrieb der Ketten auf jeder Seite des Fahrzeugs ein in die Kette von innen eingreifendes Antriebsrad und, insbesondere zum Spannen der Ketten, am Rahmen unterhalb des Antriebsrades angeordnete, in die Kette von innen eingreifende, vordere und hintere Leerlaufräder sowie Stützrollen für die Kette aufweisen, dadurch gekennzeichnet,

daß das Antriebsrad (2o) drehbar direkt an jeder Seite eines Hauptrahmens (11) derart angebracht ist, daß es in Längsrichtung zwischen und in der Vertikalen über einem jeweiligen Paar der Spannräder (12, 13) und außerdem wesentlich näher zu einem ersten Spannrad (13) dieses Paares als zu einem zweiten Spannrad davon angeordnet ist, sodaß sich für die um das Antriebsrad (2o) und das jeweilige Paar (12, 13) der Spannräder herumziehende, endlose Kette (3°) die ungefähre Form eines ungleichseitigen Dreiecks ergibt, daß die Spannräder (12, 13) drehbar an einem Hilfsrahmen (1*0 angebracht sind, zu welchem eine Aufhange-Einrichtung (35) für Stützrollen (36) gehört und welcher vermittels eines in Längsrichtung zwischen den Spannrädern (12, 13) angeordneten Zapfen-Elementes (19) drehbar mit dem Hauptrahmen (11) verbunden ist, und

daß die Drehachse (22, C-) des Antriebsrades (2o) und die Wellenachse (C· ) der Zapfen-Elemente (19) so zueinander angeordnet sind, daß ihre Verbindungslinie (B) den üinschlingungswinkel (w) der Kette (3o) um das Antriebsrad (2o) halbiert.

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2. Anordnung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Uinschlingungswinkel (vr) kleir-er als 115 und groß genug ist, daß wenigstens zwei Zähne (21) des Antriebsrades (2o) zutü Antreiben mit jeweiligen Triebelementen (32) der Kette (5°) im Eingriff sind, und daß der Umschlingungswinkel (w) größer ist als 36O⁰ mal Anzahl der im Singriff befindlichen Zähne (21) geteilt durch die Gesamtzahl der zum Eingriff fähigen Zähne (21) des Antriebsrades (2o).

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel (w) um das Antriebsrad (2o) nahe bei 8O° liegt.

k. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen gerader, sich zwischen dem Antriebsrad (2o) und dem besagten Spannrad (13) erstreckender Teil der Kette (3o) und eine gedachte, die Drehachsen (C., C) der genannten ersten (13) und zweiten (12) Spannräder schneidende Linie einen eingeschlossenen Winkel (a) in der Größe von 30° bis festlegen.

5· Anordnung nach den Ansprüchen 1 und A-, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (a) nahe bei 66° liegt.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß ein zwischen der besagten, die Achsen (C,,, C) der

I C.

Spannräder (12, 13) schneidenden Linie und einem in wesent lichen geraden, sich zwischen dem Antriebsrad (2o) und dem zweiten (12) der Spannräder erstreckenden Teil der Kette (30) eingeschlossener Winkel (b) nahe bei 18° liegt.

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7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vertkalabstand (D,) zwischen der Drehachse (C^) des besagten ersten (13) der Spannräder und der Drehachse (22, C.) des Antriebsrades (2o) nicht größer ist als 0,6 mal den Horizontalabstand (Dr) zwischen der Drehachse (16, G„) des besagten ersten (13) und derjenigen (15, C„) des besagten zweiten (12) der' Spannräder·

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daii die am Hilfsrahmen (i4) angebrachte Aufhänge-Einrichtung ein Hollen-Gestell (35) umfaßt, dessen Hollen (36) in den sich zwischen den Spannrädern (12, 13) erstreckenden Teil der Kette (3°) eingreifen, und daß wenigstens je eine Rolle (37» 38) auf dem Hauptrahmen (11) und auf dein Hilfsrahmen (1¹J-) angebracht ist, uin in den Teil der Kette (3o) abstützend einzugreifen, der sich zwischen dem Antriebsrad (2o) und dem besagten zweiten (12) der Spannräder erstreckt.

9· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsrahmen (14) aus zwei teleskopisch in einander angeordneten Teilen (17, 18) mit einem in ihrem Innern aufgenommenen Federspannmechanismus besteht·

1o· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Kettenfahrzeug (io) eine Kraftmaschine (23) und ein Kraftübertragungssystem (2A-, 25, 26, 27, 28, 29) zum Antriebsrad (2o) gehören, wobei das übertragungssystem (24-29) im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung zwischen Maschine (23) und Antriebsrad (2o) angeordnet ist.

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11. Anordnung nach Anspruch Ίο,- dadurch gekennzeichnet, da.3 - wesentliche Teile dos ICraftücertra^ungssysterus (24-29) in 'allgemeinen unterhalb der Drehachse (22) des Antriebsrades (2o) untergebracht sind und daß ein Getriebe-Teil (26) des Übertragungssystem (2^-29) abnehmbar am rückwärtigen Ende des Fahrzeugs (1o) angebracht ist.

12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (2o) an hinteren Teil des Jahrzeugs (1ο) drehbar angeordnet ist.

13· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führerstand (V?) an α-en Fahrzeug (1ο) im allgemeinen senkrecht über dem Antriebsrad (2o) angeordnet ist.

"\k. Anordnung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß d-as Antriebsrad (2o) am vorderen Teil des Fahrzeugs (io) drehbar angeordnet ist.

15· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Räumeinrichfrung (39) als Arbeitsgerät zu dem Fahrzeug (1o) gehört, wobei ein Schieber (^o) vor dem Fahrzeug (1o) und Stoßarme (41) an jeder Seite des Fahrzeugs (1o) so angeordnet sind, daß die vorderen Enden der Stoßarme (M) am Schieber (^o ) befestigt und die hinteren Enden an den besagten Zapfen-Elenenten (19) drehbar angelenkt sind.

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