DE3015497A1

DE3015497A1 - Kettenrad fuer ein kettenfahrzeug

Info

Publication number: DE3015497A1
Application number: DE19803015497
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Sawamura; Kanichi Uchida
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1979-04-23
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1980-11-06
Also published as: US4332573A; GB2049584A; JPS5920511B2; JPS55145070A; GB2049584B

Description

Die Erfindung betrifft ein Kettenrad für ein Kettenfahrzeug, und zwar ein Kettenrad, das Lärm und Stöße bei oder über einer vorbestimmten Größe absorbieren oder herabsetzen kann, wie sie beispielsweise beim Fahren auf einem Zacken oder Kerben aufweisenden Boden hervorgerufen werden.

Beim Fahren eines Kettenfahrzeugs bzw. Raupenfahrzeugs auf einem zackigen Untergrund werden die treibenden und/oder angetriebenen Kettenräder, des Kettenfahrzeugs häufig schweren Stoßen von anderen Elementen ausgesetzt, die dem Antrieb der Räder dienen oder von diesen angetrieben werden. Diese sich wiederholenden schweren Stöße führen manchmal zu zerstörenden Kräften, zu einem unerwünscht starken Verschleiß und zu Lärm mit der Folge, daß Buchsen der endlosen Kette , Zahnräder des Untersetzungsgetriebes für die Rückwärtsfahrt, Lager usw. vergeudet werden bzw. verloren gehen. Diese Verluste steigen überproportional mit zunehmendem Fahrzeuggewicht.

Um diesen Nachteilen zu begegnen, wurden bereits Maßnahmen vorgesehen, wie sie aus den US-PSen k 022 072, k O69 856

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und k 080 008 bekannt sind. Diese Maßnahmen reichen jedoch nicht aus, um die geschilderten Nachteile vollständig zu bekämpfen„

Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Nachteile gemacht, und ihr liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kettenrad eines Kettenfahrzeugs so zu verbessern, daß es in ausreichendem Maße mit einer Drehmomentänderung und aufgebrachten starken Stoßen bei oder über einer vorbestimmten Größe fertig wird. Dabei soll das Kettenrad die aufgebrachten starken Stöße absorbieren und den im Betrieb auftretenden Lärm herabsetzen, und dementsprechend soll ein bequemeres Fahren im Kettenfahrzeug ermöglicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das für ein Kettenfahrzeug vorgesehene Kettenrad ein im wesentlichen ringförmiges Innenteil einer Nabe auf, das fest mit der Antriebswelle des Kettenrads verbunden ist, ferner ein im wesentlichen ringförmiges Außenteil der Nabe, das radial außerhalb des Innenteils unter Zwischenfügung von mehreren verformbaren elastischen Blocksegmenten angeordnet ist, die eng aneinander dicht in einen Ringraum eingesetzt sind, der zwischen dem Innenteil und dem Außenteil gebildet ist. Jedes Blocksegment ist mit einer zugehörigen Stirnfläche des Innenteils und des Außenteils fest verbunden, und es ist eine Anschlageinrichtung vorgesehen, die eine übermäßige Verformung der verformbaren elastischen Blocksegmente verhindert „

Die Anschlageinrichtung weist eine ringfömige Anschlagplatte auf, die mit einer gegenüberliegenden Stirnfläche des Außenteils fest verbunden ist und mehrere erste runde Öffnungen aufweist, die mit gleichmäßigen Abständen zueinander über den Umfang der Stirnfläche verteilt sind. Ferner

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gehört zur Anschlageinrichtung ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Vorsprung, der von der Innenurafangsflache des Außenteils radial einwärts vorspringt und mehrere zweite runde Öffnungen aufweist, die mit gleichmäßigem Abstand zueinander in Umfangsrichtung über die Stirnfläche des Vorsprungs verteilt sind, wobei sie auf die ersten runden Öffnungen der Anschlagplatte ausgerichtet sind und auch im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die ersten Öffnungen aufweisen. Ferner weist die Anschlageinrichtung einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ansatz auf, der von der Außenumfangsflache des Innenteils radial nach außen vorspringt und zwischen der Anschlagplatte und dem radial nach innen vorspringenden Vorsprung des Außenteils angeordnet ist, wobei ein Umfangsspalt zwischen seiner Außenumfangsflache und der Innenumfangsfläche des Außenteils verbleibt. Der radial nach außen gerichtete Ansatz ist mit mehreren gerundeten Einschnitten versehen, die mit gleichmäßigen Abständen zueinander in Umfangsrichtung über die Stirnfläche des Ansatzes verteilt sind und auf die ersten und zweiten Öffnungen ausgerichtet sind, jedoch weisen die gerundeten Einschnitte einen größeren Durchmesser als die ersten und zweiten Öffnungen auf. Schließlich gehören zur Anschlageinrichtung mehrere Verbindungsbolzen, die mit Preßsitz in die ersten und zweiten Öffnungen eingesetzt und so angeordnet sind, daß ein Ringspalt von im wesentlichen gleicher Weite wie der Umfangsspalt zwischen jedem Verbindungsbolzen und der Oberfläche der zugehörigen gerundeten Einschnitte gebildet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

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Fig. 1 einen Teil des Kettenrads in einem Vertikalschnitt durch die Kettenradachse,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Kettenrades in Richtung des in Fig. 1 eingetragenen Pfeils II,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Kettenrades in Richtung des in Fig. 1 eingetragenen Pfeils III und

Fig. k bis 7 schematisch das Betriebsverhalten des Kettenrades .

Gemäß Fig. 1 ist ein im wesentlichen ringförmiges Innenteil 2 einer Nabe fest mit einer Kettenrad-Antriebswelle verbunden, die nicht dargestellt ist, deren Achse A jedoch angedeutet ist. Das Innenteil 2 weist an seinem Außenumfang einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ansatz h auf, der radial nach außen vorspringt und mehrere gerundete Einschnitte 6 aufweist, die mit gleichmäßigen Zwischenabständen über den Umfang der Stirnfläche des Ansatzes k verteilt sind. Auf der radial äußeren Seite der Nabe ist ein im wesentlichen ringförmiges Außenteil 8 angeordnet, das an seinem Innenumfang mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung 10 versehen ist, der radial nach innen vorragt und mehrere runde Öffnungen 12 aufweist, die mit gleichmäßigen Zwischenabständen über den Umfang der Stirnfläche des Vorsprungs 10 verteilt sind und auf die gerundeten Einschnitte ausgerichtet sind. Die Öffnungen 12 haben jedoch einen kleineren Durchmesser als die Einschnitte 6. Der sich radial nach innen erstreckende Vorsprung 10 ist innerhalb und in der Nähe des Ansatzes h des Innenteils 2 angeordnet. Sowohl die Außenumfangsflache des Innenteils 2 wie die Innenumfangsflache des Außenteils 8 sind zum Teil als Kegelflä-

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chen 2a bzw. 8a ausgeführt. Das Iunenteil 2 und das Außenteil 8 der Nabe sind so angeordnet, daß ein konisch-trapezförmiger Ringraum 14 zwischen den Kegelflächen 2a und 8a gebildet ist.

In den konisch-trapezförmigen Ringrauin \k sind mehrere verformbare elastische Blocksegmente 16 in enger gegenseitiger Anordnung fest eingefügt, die unter einer Druckvorspannung stehen. Jedes Blocksegment 16 besteht aus einem radial inneren Bauteil 18 mit einem sich radial nach innen erstreckenden Flanschabschnitt 18a an einem Ende, aus einem radial äußeren Bauteil 20 mit einem sich radial nach außen erstreckenden Planschabschnitt 20a am einen Ende und aus einem elastischen Teil 22, das mit seinen radial inneren und äußeren Flächen fest an der radial äußeren Fläche des inneren Bauteils 18 bzw. an der radial inneren Fläche des äußeren Bauteils 20 anhaftet. Die radial innere Fläche des inneren Bauteils 18 und die radial äußere Fläche des äußeren Bauteils 20 sind jeweils entsprechend den zugehörigen Kegelflächen 2a und 8a des Innenteils 2 und des Außenteils der Nabe konisch geformt, so daß die verformbaren elastischen Blocksegmente 16 dicht in den konisch-trapezförmigen Ringraum 14 eingepaßt sind, wozu Schrauben durch die Flanschabschnitte 18a und 20a in die betreffenden Stirnflächen des Innenteils 2 bzw. des Außenteils 8 eingeschraubt sind.

Mehrere Zahnsegmente 2h sind mittels Schrauben fest mit einer Stirnfläche eines äußeren Ansatzes 8b verbunden, der sich vom gegenüberliegenden Ende des Außenteils 8 radial nach außen erstreckt, so daß die Zahnsegmente 2h an mehreren Buchsen einer nicht dargestellten endlosen Kette angreifen können, um diese anzutreiben.

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Mit der gegenüberliegenden Stirnfläche des Außenteils 8 ist eine ringförmige Anschlagplatte 26 durch Schrauben fest verbunden, so daß ein Uinfangsspalt in axialer Richtung zwischen der Anschlagplatte 26 und dem radial einwärts ragenden Vorsprung 10 des Außenteils 8 und in radialer Richtung zwischen der Außenumfangsflache des radial nach außen ragenden Ansatzes h und der gegenüberliegenden und zur Achse A der Kettenradwelle im wesentlichen parallelen Innenumfangsflache 8c des Außenteils 8 gebildet ist. Die Anschlagplatte 26 erstreckt sich in radialer Richtung zur einen Stirnfläche des Ansatzes k des Innenteils 2, ist damit jedoch nicht verbunden. Wie bereits ausgeführt ist der Ansatz '4 zwischen der Anschlagplatte 26 und dem sich radial nach innen erstreckenden Vorsprung 10 des Außenteils 8 angeordnet. Die Anschlagplatte 26 ist mit mehreren runden Öffnungen 32 versehen, die mit gleichmäßigen Zwischenabständen in Umfangsrichtung verteilt und auf die runden Öffnungen 12 des sich radial einwärts erstreckenden Vorsprungs 10 ausgerichtet sind, wobei sie im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Öffnungen 12 aufweisen. Dementsprechend können die Anschlagplatte 26 und der Vorsprung 10 des Außenteils 8 durch mehrere Verbindungsbolzen miteinander verbunden werden, die mit Preßsitz in die betreffenden Öffnungen 12 und 32 des Vorsprungs 10 bzw. der Anschlagplatte 26 eingebaut sind. Zwischen jedem Verbindungsbolzen 3^ und der Oberfläche des zugehörigen gerundeten Einschnitts 6 des sich radial nach außen erstreckenden Ansatzes h ist ein Ringspalt ^O gebildet, der im wesentlichen die gleiche Weite wie der Umfangsspalt 30 zwischen dem Außenteil 8 und dem Ansatz k aufweist. Daher wirken sowohl die erste kombinierte Anordnung der Außenumfangsfläche des Ansatzes h und der Innenumfangsflache 8c des Außenteils wie die zweite kombinierte Anordnung aus der Innenumfangsflache eines jeden gerundeten Einschnitts 6

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und der Außenumfangsflache des zugehörigen Verbindungsbolzens 3^ als Anschlageinrichtung, sobald das elastische Teil 22 einer über eine vorbestimmte Größe hinausgehenden übermäßigen Kompression ausgesetzt ist.

Ein O-Ring 36 ist an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Außenteils 8 angeordnet, und es sich Dichtungsringe 38a bzw, 38b zwischen der Anschlagplatte 2.6 und den sich radial nach außen erstreckenden Ansatz K sowie zwischen dem Ansatz h und dem sich radial nach innen erstreckenden Vorsprung 10 vorgesehen. Diese Dichtungsringe verhindern das Austreten eines Mittels wie beispielsweise Fett zu Stoßabsorptionsund Schmierzwecken, das in die Spalte 30 und kO eingefüllt ist.

Die Wirkungsweise des vorbeschriebenen Kettenrades wird nachfolgend anhand der Figuren h bis 7 erläutert.

Beim Stillstand des Kettenfahrzeugs sind die verformbaren elastischen Blocksegmente 16 keiner Verformung ausgesetzt, wie es in Fig. h dargestellt ist, weil keine äußeren Kräfte auf sie einwirken.

Beim Ziehen und/oder beim Betätigen einer Rückstoßfeder, die als Puffer zwischen einer Leitradachse und einem Spurrahmen angeordnet ist, werden jedoch die verformbaren elastischen Blocksegmente l6 durch Zusammendrücken verformt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, indem Zugkräfte oder dgl. auf die Blocksegmente 16 einwirken.

Läuft das Kettenrad im Zugbetrieb auf einen Vorsprung oder eine Zacke B auf, beispielsweise einen Stein, ein Felsstück od. dgl., so werden die verformbaren elastischen Blocksegmente 16 durch Zusammendrücken in einem beträchtlichen

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Ausmaß verformt, wie es Fig. 6 zeigt.

Wenn ferner das Kettenrad einer Schubkraft F ausgesetzt ist, die sich beispielsweise bei einem Drehen der Fahrtrichtung ergibt, so werden die verformbaren elastischen Blocksegmente mit einer Scherkraft belastet, wie es in Fig. 7 dargestellt is t.

Wie ausgeführt können die verformbaren elastischen Blocksegmente 16 in ausreichendem Maße Drehmomentänderungen und starke Stöße auffangen, wobei die entsprechend erzeugte Energie unter einer Verformung der verformbaren elastischen Blocksegmente, die zusammengedrückt und/oder durch Scherkräfte belastet werden,absorbiert wird.

Erhält das Kettenrad vom Boden einen unerwartet starken Stoß oder eine Reaktionskraft, die über die maximale elastische Kraft der verformbaren elastischen Blocksegmente 16 hinausgeht, so trifft die Außenumfangsflache des sich radial nach außen erstreckenden Ansatzes k auf die Innenumfangsflache 8c des Außenteils 8 ebenso auf, wie die entsprechenden Umfangsflachen der betreffenden Verbindungsbolzen 3^ in Anlage an die Innenumfangsflachen der betreffenden gerundeten Einschnitte 6 treten, so daß die Blocksegmente 16 vor einer übermäßigen Verformung geschützt sind.

Es sei bemerkt, daß die verformbaren elastischen Blocksegmente 16 in den konisch-trapezförmigen Ringraum "\k unter Druckvorspannung eingesetzt sind, so daß sich ihre elastische Wirkung vergrößert und die Verschleißfestigkeit erhöht.

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Claims

Patentansprüche:

1.1 Kettenrad fi\r ein Kettenfahrzeug, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen ringförmiges Tnnenteil (,?) einer Nabe, das fest mit der Antriebswelle des Kettenrades verbunden ist, durch ein im wesentlichen ringförmiges Außenteil (8) der Nabe, das radial außerhalb des Innenteils (2) unter Zwischenfügung mehrerer verformbarer elastischer Blocksegmente (16) angeordnet ist, die einander eng benachbart dicht in einen Tlingraum (1^) zwischen dem Innenteil (2) und dem Außenteil (8) eingefügt sind und von denen jedes mit dein Innenteil (2) und dem Außenteil (8) an einer der Stirnflächen fest verbunden ist, und durch eine Anschlageinrichtung (6, 3^+! 8c, '+) zum Verhindern einer übermäßigen Verformung der elastischen Blocksegrnentc (16) .

Kettenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzei ch net, daß die Anschlageinrichtung (6, 3'· » Rc, h) eine ringförmige Anschlagplatte (26) aufweist, die fest mit einer gegenüberliegenden Stirnfläche des Außenteils (8) verbunden ist und mehrere erste runde Öffnungen (32) aufweist, die mit gleichmäßigem Zwischenabstand zueinander in Umfangsrichtung verteilt, angeordnet sind, daß

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ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, radial nach innen von der Innenumfangsfläche des Außenteils (8) vorragender Vorsprung (ΐθ) mit mehreren zweiten runden Öffnungen (12) vorgesehen ist, die mit gleichmäßigen Zwischpnabständen zueinander in umfangsrichtung verteilt angeordnet, auf die ersten Öffnungen (32) der Anschlagplatte (26) ausgerichtet sind und im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die ersten Öffnungen (32) aufweisen, daß ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Ansatz (k) vorgesehen ist, der radial nach außen von der Außenumfangsflache des Innenteils (2) vorragt und zwischen der Anschlagplatte (26) und dem radial nach innen ragenden Vorsprung (1O) des Außenteils (8) angeordnet ist, wobei ein Umfangsspalt (_3O) zwischen seiner Außenumfangsflache und der Innenumfangsfläche (8c) des Außenteils (2) verbleibt, der sich radial nach außen erstreckende Ansatz (k) mehrere gerundete Einschnitte(ö) aufweist, die mit gleichmäßigen Zwischenabständen zueinander in Umfangsrichtung verteilt und auf die ersten Öffnungen (32) und die zweiten Öffnungen (12) ausgerichtet sind und die jeweils einen größeren Durchmesser als die ersten Öffnungen (32) und die zweiten Öffnungen (12) aufweisen, und daß mehrere Verbindungsbolzen (3^) vorgesehen sind, die jeweils mit Preßsitz in die ersten Öffnungen (32) und die zweiten Öffnungen (12) eingesetzt und so angeordnet sind, daß ein Ringspalt (^O) von im wesentlichen gleicher Weite wie der Umfangsspalt (30) zwischen der Umfangsflache eines jeden Verbindungsbolzens (3*0 und der inneren Umfangsflache des zugehörigen gerundeten Einschnitts (6) gebildet ist.

3. Kettenrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ e i c h ne t , daß die Außenumfangsflache des Innenteils (2) und die gegenüberliegende Innenumfangsfläche

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des Außenteils (8) als entgegengesetzt geneigte Kegelflächen (2a bzw. 8a) ausgeführt sind, die zwischen sich einen konisch-trapezförmigen Ringraum (1*O bilden.

'+. Kettenrad nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet , daß jedes verformbare elastische Blocksegment (i6) ein radial inneres Bauteil (18) mit einem sich radial nach innen erstreckenden Flanschabschnitt (i8a), der mit einer Stirnfläche des Innenteils(2) durch Schrauben fest verbunden ist und eine an die konische Fläche (2a) des Innenteils (2) angepaßte konische Fläche hat, ein radial äußeres Bauteil (20) mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flanschabschnitt(2Oa) an einem Ende, das mittels Schrauben durch den Flanschabschnitt (20a) mit einer Stirnfläche des Außenteils (8) fest verbunden ist und dessen Außenumfangsflache in Anpassung an die konische Fläche (Ba) des Außenteils (8) konisch geformt ist, und ein elastisches Teil (22) aufweist, dessen innere und äußere Umfangsflachen fest an der radial äußeren Fläche des inneren Bauteils (18) bzw. an der radial inneren Fläche des äußeren Bauteils (20) anhaften.

5. Kettenrad nach einem der Ansprüche 2 bis h, dadurch gekennzeichnet , daß der Umfangsspalt(30) und der Ringspalt ('+θ) rings um die Verbindungsbolzen( 3^) mit einem Stoßabsorbier- und Schmiermittel gefüllt sind.

6. Kettenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß jedes verformbare elastische Blocksegment (i6) in den Ringraum (1^) unter Druckvorspannung eingebaut ist.

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