PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10256438A1 17.07.2003
Titel Aufbau eines Maschinenrahmens für eine Raupenmaschine
Anmelder Caterpillar Inc., Peoria, Ill., US
Erfinder Simmons, Gerald P., Morton, Ill., US
Vertreter WAGNER & GEYER Partnerschaft Patent- und Rechtsanwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 03.12.2002
DE-Aktenzeichen 10256438
Offenlegungstag 17.07.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.07.2003
IPC-Hauptklasse B62D 55/00
IPC-Nebenklasse E02F 3/76   
Zusammenfassung Ein Maschinenrahmenaufbau ist vorgesehen, welcher einen Maschinenrahmen, eine hohle Schwenkwelle, welche am Maschinenrahmen angebracht und so konfiguriert ist, dass sie einen Antriebsaufbau für eine Raupenmaschine lagert, um Schwenkbewegung des Antriebsaufbaus relativ zum Maschinenrahmen zu erlauben, und eine Leistungsquelle, von der sich ein Teil in die hohle Schwenkwelle erstreckt und von der ein Teil benachbart zu einem Ende der hohlen Schwenkwelle montiert ist, umfasst. Die Leistungsquelle ist so konfiguriert, dass sie Leistung durch die hohle Schwenkwelle überträgt. Eine Raupenmaschine, welche den offenbarten Maschinenrahmenaufbau hat, und ein Verfahren zum Antrieb einer solchen Raupenmaschine ist ebenfalls vorgesehen.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung ist generell auf Raupenmaschinen gerichtet. Spezieller ist die vorliegende Erfindung auf den Aufbau eines Maschinenrahmens für eine Raupenmaschine gerichtet.

Hintergrund

Traditionell sind Raupenmaschinen von einer Leistungsquelle angetrieben worden, welche innerhalb des Körpers der Raupenmaschine enthalten ist, so wie zum Beispiel im U.S.-Patent Nr. 3,828,873 gezeigt. Für gewöhnlich sind diese Leistungsquellen mechanisch mit Eingangswellen gekoppelt worden, welche sich durch den Maschinenrahmen erstrecken und in ein Paar von Zahn- bzw. Kettenrädern (im Folgenden auch Zahnkränze genannt) eingreifen. Diese Zahnkränze werden generell auf entgegengesetzten Seiten des Maschinenrahmens getragen und sind rotierbar an den Maschinenrahmen montiert. Die Zahnkränze können direkt oder indirekt ein endloses Laufband über einen Walzen- bzw. Rollenrahmen antreiben um für Bewegung der Maschine zu sorgen. Jeder Walzenrahmen wird im allgemeinen hinter seinem Mittelpunkt von einer Schwenkwelle getragen, welche sich vom Maschinenrahmen aus erstreckt.

Jeder Walzenrahmen wird ebenfalls im allgemeinen vor seinem Mittelpunkt von einem Ausgleichsbalken getragen, welcher beide Walzenrahmen verbindet. Der Mittelpunkt des Ausgleichsbalkens ist am seitlichen Mittelpunkt des Maschinenrahmens angebracht. Der Ausgleichsbalken steuert die Drehung jedes Walzenrahmens, um seine Schwenkwelle. Wenn die Front eines Walzenrahmens durch äußere Kräfte oder unebenen Grund gezwungen wird sich anzuheben, wird der gegenüberliegende Walzenrahmen durch den Ausgleichsbalken gezwungen sich zu senken. Jeder Walzenrahmen hat Laufräder an jedem Ende angebracht, um das endlose Laufband bei der Drehung zu lagern.

Eine Begrenzung die dadurch entsteht, dass man einen Zahnkranz hat, welcher an den Maschinenrahmen der Raupenmaschine montiert ist, ist dass der Walzenrahmen in seiner Bewegung eingeschränkt ist. Eine andere Beschränkung, die dadurch entsteht das man einen Zahnkranz hat, der statisch an den Maschinenrahmen montiert ist, ist, dass der Zahnkranz freitragend vom Maschinenrahmen weg getragen wird. Dies kann erlauben, dass der Zahnkranz ausgelenkt wird und kann verursachen, dass das endlose Laufband sich verdreht, wenn es mit dem Zahnkranz in Kontakt kommt.

Eine Herangehensweise um Leistung zum Antrieb einer Raupenmaschine zur Verfügung zu stellen, ist im U.S.-Patent Nr. 3,656,642 offenbart. In dieser Anordnung ist ein Walzenrahmen starr an einem Paar von Hartrahmen- Gliedern befestigt, um einen festen Rahmen zu formen. Ein Hinterradantriebs- Zahnkranz wird auf dem Walzenrahmen getragen und wird von einer Maschine angetrieben, welche mit einem Mehrfach-Drehzahl-Getriebe verbunden ist. Das Getriebe wiederum ist mit dem Hinterradantriebs- Zahnkranz über einen gewöhnlichen Kupplungsmechanismus verbunden. Diese Raupenmaschine hat eine ähnliche Einschränkung wie die von U.S.- Patent Nr. 3,828,873 dahingehend, dass der Walzenrahmen nicht unabhängig vom Maschinenrahmen schwenken kann.

Die vorliegende Erfindung löst eines oder mehrere der Probleme, welche mit existierenden Entwürfen von Raupenmaschinen zusammenhängen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf den Aufbau eines Maschinenrahmens für eine Raupenmaschine gerichtet, einschließlich eines Maschinenrahmens, einer hohlen Schwenkwelle, welche an den Maschinenrahmen montiert ist und so konfiguriert ist, dass sie einen Antriebsaufbau für die Raupenmaschine tragen kann, um Schwenkbewegung des Antriebsaufbaus relativ zum Maschinenrahmen zu gestatten und eine Leistungsquelle, von der sich ein Teil in die hohle Schwenkwelle erstreckt und von der ein Teil benachbart zu einem Ende der hohlen Schwenkwelle montiert ist. Die Leistungsquelle ist so konfiguriert, dass sie Leistung durch die hohle Schwenkwelle überträgt.

In einem anderen Aspekt ist die Erfindung auf eine Raupenmaschine gerichtet, einschließlich eines Maschinenrahmens, einer hohlen Schwenkwelle, welche an dem Maschinenrahmen angebracht ist, einer Leistungsquelle und eines Antriebsaufbaus, welcher auf der hohlen Schwenkwelle getragen wird. Die Leistungsquelle ist so konfiguriert, dass sie Leistungen durch die hohle Schwenkwelle überträgt. Der Antriebsaufbau schließt ein Antriebssystem und ein endloses Laufband ein, dass mit dem Antriebssystem in Eingriff steht.

Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Verfahren zum Antrieb einer Raupenmaschine gerichtet. Die Raupenmaschine schließt einen Maschinenrahmen ein, eine hohle Antriebswelle, welche an dem Maschinenrahmen angebracht ist, eine Leistungsquelle, welche so konfiguriert ist, dass sie Leistung durch die hohle Schwenkwelle überträgt und wenigstens einen Antriebsaufbau, welcher auf der hohlen Schwenkwelle getragen wird. Der Antriebsaufbau schließt ein Antriebssystem und ein endloses Laufband ein, welches mit dem Antriebssystem in Eingriff steht. Die Verfahren umfasst Übertragung der Leistung von der Leistungsquelle durch die hohle Schwenkwelle in das Antriebssystem. Das Antriebssystem treibt das endlose Laufband an.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die beiliegenden Zeichnungen, welche in die Beschreibung eingebaut sind und einen Teil davon darstellen, illustrieren ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären. In den Zeichnungen gilt das Folgende:

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines exemplarischen Ausführungsbeispiels einer Raupenmaschine der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines einzelnen Antriebsaufbaus der Raupenmaschine aus Fig. 1, wobei des endlose Laufband zur Klarheit entfernt wurde;

Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht des Maschinenaufbaus, welche Längs der Linie III-III von Fig. 1 dargestellt wird, wobei das endlose Laufband zur Klarheit entfernt wurde;

Fig. 4 ist eine vergrößerte schematische Teilschnittdarstellung des Maschinenaufbaus mit einem gegenüber dem in Fig. 2 gezeigten vergrößerten Maßstab;

Fig. 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht des e>cemplarischen Walzenrahmens aus Fig. 2;

Fig. 6 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Antriebssystems und eines Getriebestrangs des exemplarischen Antriebsaufbaus aus Fig. 2;

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht der Jochsektion und des Planetenradsystems längs der Linie IIV-IIV von Fig. 1, wobei das endlose Laufband zur Klarheit entfernt wurde; und

Fig. 8 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Antriebsaufbaus und eines Maschinenrahmens der exemplarischen Raupenmaschine aus Fig. 1.

Detaillierte Beschreibung

Es wird nun im Detail Bezug genommen auf das vorliegende exemplarische Ausführungsbeispiel der Erfindung, von der ein Beispiel in den beiliegenden Zeichnungen illustriert ist. Wo immer möglich, werden die gleichen Referenznummern in den Zeichnungen benutzt werden, um auf gleiche oder ähnliche Teile Bezug zu nehmen.

Eine Raupenmaschine 10, wie in Fig. 1 gesehen, kann einen Körper 12 und ein Paar von Antriebsaufbauten umfassen, welche auf einem Maschinenrahmen 38 (gezeigt in Fig. 3) getragen werden. Während nur ein einziger Antriebsaufbau 14 in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt ist, versteht es sich von selbst, dass komplementäre Antriebsaufbauten typischerweise auf entgegenliegenden Seiten einer Raupenmaschine vorgesehen sind. Darüber hinaus sind, obwohl Fig. 1 einen Traktor zeigt, Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ebenso auf andere Variationen von Raupenmaschinen anwendbar.

Bezugnehmend auf Fig. 2 umfasst jeder Antriebsaufbau 14 einen Walzenrahmen 16, welcher aus Stahl oder aus jedem anderen geeigneten Material geformt sein kann. Der Walzenrahmen 16 umfasst eine Jochsektion 18, die so konfiguriert ist, dass sie ein Antriebssystem 20 trägt. Des Antriebssystem 20 greift antriebsmäßig in eine Leistungsquelle 22 durch eine hohle Schwenkwelle 24 ein, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt. Ein endloses Laufband 26 (gezeigt in Fig. 1) wird durch das Antriebssystem 20 über den Walzenrahmen 16 getrieben, um für Fortbewegung der Raupenmaschine 10 zu sorgen. Durch Übertragung der Leistung durch die Schwenkwelle 24 kann sich der Antriebsaufbau 14 frei relativ zum Maschinenrahmen 38 drehen, wie später in Bezug auf Fig. 8 beschrieben werden wird.

Ein Rückhol- bzw. Rückstoßmechanismus-Gehäuse 28 kann im Walzenrahmen 16 geformt werden und ist so konfiguriert, dass es einen Rückhol- bzw. Rückstoßmechanismus 30 schützt. Eine Vielzahl von Walzen 32, welche am Walzenrahmen 16 montiert sind, sind so konfiguriert, dass sie Drehung des endlosen Laufbandes 26 um den Walzenrahmen 16 erlauben. Diese Walzen 32 können direkt an dem Walzenrahmen 16 befestigt sein, oder auf andere Weise damit verbunden sein.

Der Rückholmechanismus 30 kann mit einem vorderen Laufrad über eine Feder (nicht gezeigt) verbunden sein, um dem vorderen Laufrad 34 zu erlauben, sich bezüglich des Walzenrahmens 16 vor und zurück zu bewegen.

Dies erlaubt dem endlosen Laufband 26 einen Zusammenprall mit einem Objekt zu absorbieren, indem es eine anfängliche Verschiebung des vorderen Laufrades 34 bei Kontakt mit dem Objekt erlaubt. Das Rückstoßsystem ist auch in der Lage, die Einbringung von Fremdmaterial in das Endlos- Laufbandsystem zu absorbieren, ohne das Laufband zu überspannen.

Ein Zahn- bzw. Kettenrad (im Folgenden auch Zahnkranz genannt) 36, welches Teil des Antriebssystems 20 ist, ist am hinteren Ende des Walzenrahmens 16 in der Jochsektion 18 angebracht. Das endlose Laufband 26 wird um den Zahnkranz 36 und das vordere Laufrad 34 gezogen, wobei Drehung des Zahnkranzes 36 das endlose Laufband 26 um den Walzenrahmen 16 treibt. Das endlose Laufband besteht aus zwei Abschnitten 27, 29 wie in Fig. 1 gezeigt, welche sich zwischen dem Laufrad 34 und dem Zahnkranz 36 erstrecken. Im gezeigten exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Jochsektion 18 zwischen den Abschnitten 27, 29 angeordnet sein. Sowohl der Zahnkranz 36 als auch das vordere Laufrad 34 sind mit Zähnen dargestellt, um in das endlose Laufband 26 einzugreifen. Es ist jedoch vorgesehen, dass das vordere Laufrad keine Zähne umfassen muss. Ein glattes Laufrad könnte auch funktionieren um das endlose Laufband 26 um den Walzenrahmen 16 zu führen.

Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Antriebsaufbaus 14, welcher auf der hohlen Schwenkwelle 24 getragen wird, ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Eine zweite hohle Schwenkwelle 25 ist in Fig. 3 auf einer entgegengesetzten Seite des Maschinenrahmens 38 gezeigt. Während ein zweiter Antriebsaufbau auf der zweiten hohlen Schwenkwelle 25 getragen würde, ist dieses Merkmal in den Zeichnungen zur Klarheit weggelassen. Der Maschinenrahmen 38 umfasst erste und zweite Montageringe 40, 42, welche darin geformt sind. Jeder Montagering 40, 42 ist so konfiguriert, dass er die Einbringung einer Leistungsquelle erlaubt. Im offenbarten Ausführungsbeispiel ist die Leistungsquelle 22 mit der hohlen Schwenkwelle 24 verbunden und die Leistungsquelle 23 ist mit der hohlen Schwenkwelle 25 verbunden. Jede Leistungsquelle kann in ihrer Größe so gewählt werden, dass sie zum leichteren Zusammenbau durch die Montageringe 40, 42 passt. Motorlager 44, 46 können vorgesehen werden um die Leistungsquellen 22, 23 in den Montageringen 40, 42 zu tragen. Die Motorlager 44, 46 können auch Scheibenbremsen-Aufbauten tragen, welche benutzt werden körnen, um die Raupenmaschine zu verlangsamen oder zu stoppen. In diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist jedes Motorlager 44, 46 zwischen jeweils einer der hohlen Schwenkwellen 24, 25 und dem zugehörigen Montagering 40, 42 angeordnet. Ein Ende jeder hohlen Schwenkwelle 24, 25 kann an den Maschinenrahmen 38 durch die Motorlager 44, 46 mit Befestigungselementen so wie zum Beispiel Bolzen montiert sein. Es ist vorgesehen, dass andere konventionelle Vorrichtungen herangezogen werden können, um die hohle Schwenkwelle an den Maschinenrahmen zu montieren und alle diese konventionellen Vorrichtungen liegen innerhalb des Umfangs der Erfindung.

Die Leistungsquellen 22, 23 können Motoren 52, 54 sein, von denen jeweils jeder eine Ausgangswelle 56, 58 hat. Jede Ausgangswelle 56, 58 kann frei innerhalb ihrer jeweiligen hohlen Schwenkwelle 24, 25 rotieren und erstreckt sich im Wesentlichen durch diese hohle Schwenkwelle. Die Motoren 52, 54 können zu einem Ende der hohlen Schwenkwellen 24, 25 benachbart montiert werden, so nahe wie möglich am Maschinenrahmen 38. Im exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Längsachse jeder hohlen Schwenkwelle 24, 25 im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse der Motorausgangswelle. Im offenbarten exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Längsachse für jede hohle Schwenkwelle 24, 25 im Wesentlichen koaxial mit der Längsachse jeder jeweiligen Motorausgangswelle 56, 58 sein.

In diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann jeder Motor 52, 54 ein Elektromotor sein, obwohl jeder gewöhnliche Fachmann erkennen wird, das ein hydrostatischer Motor oder anderer Motor einen Teil der vorliegenden Erfindung formen könnte. Der elektrische oder hydrostatische Motor kann kontinuierliche, variable Umdrehungsgeschwindigkeiten liefern, welche nützlich sein können, wenn es notwendig ist, eine Seite einer Raupenmaschine 10 langsamer anzutreiben als die andere Seite, zum Beispiel um die Raupenmaschine 10 zu drehen. Jeder gewöhnliche Fachmann wird auch erkennen, dass die Leistungsquelle ein Motor sein kann, welcher an ein mechanisches Getriebe oder Differentialsystem gekoppelt ist, um Leistung vom Motor durch die hohle Schwenkwelle zu übertragen.

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Walzenrahmens 16 auf der Schwenkwelle 24 und es versteht sich, dass ein zweiter Antriebsaufbau auf der zweiten hohlen Schwenkwelle 25 in ähnlicher Weise montiert werden kann. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Ausgangswelle 56 eine separate, am Motor 52 angebrachte, Welle. Es ist jedoch vorgesehen, dass die Ausgangswelle mit dem Motor 52 integriert sein kann. An einem Ende der Ausgangswelle 56, gegenüber dem Motor 52, kann ein Ritzel 60 angebracht sein. Das Ritzel 60 formt einen Teil eines Getriebestrangs 62, wie am Besten in Fig. 6 zu sehen. Eine Seite des Ritzels 60 wird von einem Lagerträger 64 getragen, welcher mit dem Walzenrahmen 16 verbunden ist. Ein verjüngter Walzenträgeraufbau 66 ist auf dem Lagerträger 64 montiert und unterstützt bei der Lagerung des Ritzels 60. Ein verjüngter Walzenlageraufbau 67 ist auf der anderen Seite des Ritzels 60 vorgesehen, und wird von einer Abdeckung 69 getragen. Als Ergebnis dieser Anordnung kann das Ritzel 60 die Ausgangswelle 56 in der hohlen Schwenkwelle 24 beschränken.

Eine Druckplatte 68 kann mit dem Ende der hohlen Schwenkwelle 24 verbunden sein, wobei beliebige, geeignete Vorrichtungen benutzt werden. Drucklager 70, 72 sind ebenfalls vorgesehen. Drucklager 70 ist zwischen der Druckplatte 68 und dem Lagerträger 64 angeordnet, während Drucklager 72 zwischen der Druckplatte 68 und dem Walzenrahmen 16 angeordnet ist. Diese Anordnung unterstützt bei der Halterung des Walzenrahmens 16 auf der hohlen Schwenkwelle 24, welche sich durch ein Durchgangsloch 74 des Walzenrahmens 16 erstreckt.

Hülsen- bzw. Gleitlager 76, 78 sind zwischen der hohlen Schwenkwelle 24 und dem Durchgangsloch 74 des Walzenrahmens 16 angebracht, um Schwenkbewegung des Walzenrahmens 16 um die hohle Schwenkwelle 24 zu erlauben. Eine Dichtung 80 kann ebenso vorgesehen sein, um den Raum zwischen der hohlen Schwenkwelle 24 und dem Durchgangsloch 74 abzudichten.

Ein Walzenlagerglied 82 ist als Teil des Walzenrahmens 16 geformt und so konfiguriert, dass es eine der Walzen 32 trägt. Während das Walzenlagerglied 82 als integral mit dem Walzenrahmen 16 geformt gezeigt ist, ist es vorgesehen, dass das Walzenlagerglied als separates Teil geformt und an den Walzenrahmen 16 montiert werden kann.

Fig. 5 zeigt den Walzenrahmenaufbau 16 (zur Klarheit ohne die Walzen 32) einschließlich der Jochsektion 18. Die Jochsektion 18 schließt zwei ausgedehnte Lagerglieder 84, 86 ein, welche so konfiguriert sind, dass sie das Antriebssystem lagern. Jedes ausgedehnte Lagerglied 84,86 hat ein jeweiliges Durchgangsloch 90, 92. Ein Durchgangsloch 94 ist ebenfalls in der Jochsektion 18 vorgesehen, um ein Laufrad 96 des Getriebestrangs 62 zu tragen (gezeigt in Fig. 6).

Fig. 6 zeigt ein exemplarisches Ausführungsbeispiel des Getriebestrangs 62, welcher die Motorausgangswelle 56 mit dem Antriebssystem 20 des Antriebsaufbaus 14 kämmt. Der Getriebestrang 62 schließt ein Ritzel 60 ein, welches an die Ausgangswelle 56 angebracht ist (von der nur ein Teil gezeigt ist) und kann mit dem Laufrad 96 kämmen, welches in dem Durchgangsloch 94 der Jochsektion 18, welche in Fig. 5 gezeigt ist, getragen werden kann. Das Laufrad 96 wiederum kann mit einem Antriebszahnrad 98 kämmen, welches mit einem Planetenradsystem 100 verbunden. Der Zahnkranz 36 ist mit dem Planetenradsystem 100 verbunden und wird durch dessen Drehung angetrieben. Es versteht sich, dass beliebige geeignete Lager benutzt werden können um die Getriebe bzw. Zahnräder im Antriebssystem 20 zu lagern.

Der Getriebestrang 62 und das Planetenradsystem 100 können für die erwünschten Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsreduzierungen sorgen. In diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel sind zum Beispiel die folgenden Drehzahlreduzierungen vorgesehen: ungefähr 3 : 1 zwischen Ritzel 60 und Antriebszahnrad 98; und ungefähr 5 : 1 zwischen dem Antriebszahnrad 98 und dem Zahnkranz 36. Obwohl exemplarische Untersetzungen für den Getriebestrang 62 beschrieben worden sind, versteht es sich, das unterschiedliche Untersetzungen basierend auf der Leistungsquelle 22 und der erwünschten Drehung des Zahnkranzes 36 vorgesehen werden könnten. Zusätzlich versteht es sich, dass ein anderer Getriebestrang vorgesehen, werden kann, um Leistung aus der Leistungsquelle 22 zum Zahnkranz 36 zu übertragen. Solche Modifikationen sind dem Fachmann bekannt und werden als innerhalb des Umfangs der beschriebenen Erfindung betrachtet.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht des Antriebssystems 20, welches von der Jochsektion 18 getragen wird. Das Planetenradsystem 100 kann ein Sonnenrad 102 einschließen, eine Vielzahl von Planetenzahnrädern 104 (von denen nur eines in der Querschnittsansicht gezeigt ist), ein Ringzahnrad 106 und einen Träger 108. Das Antriebszahnrad bzw. -getriebe 98 kann mit einem Wellenteil 110 des Sonnenrades 102 verkeilt sein. Es versteht such, dass das Sonnenrad 102 und der Wellenteil 110 als ein einziges Stück geformt sein können, wie gezeigt, oder als separate Stücke, welche zusammengepasst sind.

Das Antriebszahnrad 98 und der Wellenteil 110 können innerhalb der Jochsektion 18 durch eine Vielzahl von verjüngten Walzenlageraufbauten 112, 114 getragen werden. Der verjüngte Walzenlageraufbau 112 kann innerhalb der Abdeckung 69 getragen werden. Der andere verjüngte Walzenlageraufbau 114 kann durch einen Lagerträger 116 getragen werden, welcher von einer von einem Paar von Lagernaben 118, 120 getragen werden kann.

Die Lagernaben 118, 120 können mit den jeweiligen ausgedehnten Lagergliedern 84, 86 unter Verwendung beliebiger, geeigneter Vorrichtungen bzw. Mittel sowie zum Beispiel einer Verbolzung (nicht gezeigt) verbunden sein. Die Lagernaben 118, 120 können auch so konfiguriert sein, dass sie eine Zahnkranznabe 122 tragen und deren Drehung erlauben. Dies kann erreicht werden, indem ein Paar von verjüngten Walzenlageraufbauten 124, 126 zwischen der Zahnkranznabe 122 und der Lagernabe 118 vorgesehen wird und indem ein Walzenlageraufbau 128 zwischen der Zahnkranznabe 122 und der Lagernabe 120 vorgesehen wird. Zusätzlich kann eine Vielzahl von Dichtungsvorrichtungen 130, 132 sowie zum Beispiel Zweifach- Kegeldichtungen ebenso zwischen der Zahnkranznabe 122 und der Lagernabe 118 vorgesehen werden, um die Zahnkranznabe 122 und die Lagernaben 118, 120 abzudichten.

Der Zahnkranz 36 wird geformt, indem eine Vielzahl von Zahnkranzsegmenten 134 an der Zahnkranznabe 122 angebracht wird. Die Zahnkranzsegmente 134 können an die Zahnkranznabe 122 angebolzt oder durch jede andere geeignete Vorrichtung daran befestigt werden. Alternativ können Zahnkranzsegmente 94 und Zahnkranznabe 86 als integrale Einheit geformt werden. Die Zahnkranznabe 122 kann im Betrieb mit dem Träger 108 verbunden werden und in der Lage sein, sich mit ihm zu drehen.

Der Träger 108 kann mit einer Vielzahl von Planetenzahnrädern 104 verbunden sein, welche sowohl mit dem Sonnenrad 102 als auch dem Ringzahnrad 106 kämmen. Der Träger 108 kann einen hohlen Nabenteil 109 enthalten, mit dem die Zahnkranznabe 122 unter Benutzung geeigneter Vorrichtungen, zum Beispiel eines Keils 123, verbunden ist. Zusätzlich kann sich der Wellenteil 110 durch den hohlen Nabenteil 109 erstrecken. Im gezeigten exemplarischen Ausführungsbeispiel ist das Ringzahnrad 106 nicht drehbar in das Durchgangsloch 92 des ausgedehnten Lagerglieds 86 verbunden. Da das Ringzahnrad 106 stationär gehalten wird, wird der Träger 108 durch die Drehung der Planetenzahnrad 104 um das Sonnenrad 102, welches wiederum den Zahnkranz 36 antreibt, angetrieben.

Eine Abdeckung 136 ist ebenfalls am ausgedehnten Trageglied 86 gegenüber der Abdeckung 69 angebracht, um das Planetenradsystem 100 in der Jochsektion 18 zu schützen. Die Abdeckungen 69, 136 können aus dem selben Material wie der Walzenrahmen 16 oder jedem anderen geeignetem Material gemacht sein.

Für das oben beschriebene exemplarische Ausführungsbeispiel kann eine Drehung bzw. Drehzahl von 1000 Umdrehungen pro Minute der Ausgangswelle 56 in eine Drehung von ungefähr 67 Umdrehungen pro Minute am Zahnkranz 36 umgewandelt werden. Da die Ausgangswelle 56 mit 1000, Umdrehungen pro Minute rotiert, wird das Ritzel 60 ebenfalls mit 1000 Umdrehungen pro Minute rotieren. Da das Ritzel 60 mit 1000 Umdrehungen pro Minute rotiert, wird das Antriebszahnrad 98 mit ungefähr 333 Umdrehungen pro Minute rotieren, wegen der 3 : 1 Untersetzung zwischen dem Ritzel 60 und dem Antriebszahnrad 98. Das Sonnenrad 102 wird mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Antriebszahnrad 98 rotieren, was dafür sorgen wird, dass der Zahnkranz 36 mit ungefähr 67 Umdrehungen pro Minute rotiert, wegen der 5 : 1 Untersetzung des Planetenradsystems 100. Daher ist die gesamte Untersetzung von der Ausgangswelle 56 zum Zahnkranz 36 ungefähr 15 : 1. Es ist möglich, die Rotation des Zahnkranzes 36 auf jede erwünschte Drehzahl einzustellen, indem die geeignete Rotation der Ausgangswelle vorgesehen wird, und in dem die Drehzahlreduktion innerhalb des Antriebssystems modifiziert wird.

Wie in Fig. 8 gesehen, kann der Antriebsaufbau 14 auf dem Maschinenrahmen 38 von der hohlen Schwenkwelle 24 getragen werden. Ein zweiter Antriebsaufbau (der Klarheit wegen nicht gezeigt) ähnlich dem oben beschriebenen Antriebsaufbau 14, kann auf der gegenüberliegenden Seite des Körpers 12 vorgesehen werden, um für Fortbewegung der Raupenmaschine 10 zu sorgen.

Ein Ausgleichsbalken 138 kann ebenfalls vorgesehen werden, um die zwei gegenüberliegenden Antriebsaufbauten 14 miteinander zu verbinden. Der Ausgleichsbalken 138 erstreckt sich zwischen den zwei entgegengesetzten Antriebsaufbauten und kann von einem Stift getragen werden, welcher mit einem zentralen Punkt unterhalb des Maschinenrahmens 38 (nicht gezeigt) verbunden ist. Jedes Ende des Ausgleichsbalkens kann an den gegenüberliegenden Antriebsaufbauten 14, unter Verwendung bekannter Techniken, befestigt sein, sowie zum Beispiel durch das Vorsehen von sphärischen Verbindungs- bzw. Anschlussstücken. Wenn ein Antriebsaufbau 14 in eine Richtung schwenkt, kann der Ausgleichsbalken 138 den anderen Antriebsaufbau 14 zwingen, in die entgegengesetzte Richtung zu schwanken, um ausreichenden Kontakt mit dem Boden oder einer anderen Oberfläche aufrecht zu erhalten.

In dem der Antriebsaufbau 14 auf der hohlen Schwenkwelle 24 getragen wird und Leistung durch diese übertragen wird, kann der Antriebsaufbau 14 frei gegenüber dem Maschinenrahmen 38 schwenken. In dieser Anordnung kann ein Hindernis, welches einem Antriebsaufbau 14 begegnet, vom Antriebsaufbau 14 überfahren werden. Der Ausgleichsbalken 138 kann der Raupenmaschine 10 dabei helfen, das Hindernis zu überwinden. Wenn ein Antriebsaufbau 14 über das Hindernis fährt, wird der andere Antriebsaufbau nach unten gedrückt. Dies wiederum hebt den Maschinenrahmen 38 durch den Ausgleichsbalken 138, sodass die Raupenmaschine 10 das Hindernis überwinden kann. Zusätzlich ist der Walzenrahmen 16 mit dem Maschinenrahmen 38 nur über die hohle Schwenkwelle 24 und den Ausgleichsbalken 138 verbunden, da das Antriebssystem 20 frei auf dem Walzenrahmen 16 ohne Kontakt zu Maschinenrahmen 38 getragen wird. Mit dieser Anordnung ist der Antriebsaufbau 14 bezüglich Drehung nicht fixiert, sondern kann frei gegenüber dem Maschinenrahmen 38 schwenken. Diese Anordnung erlaubt größere Flexibilität des Schwenkens des Antriebsaufbaus, wenn er einem Hindernis begegnet.

Zusätzlich kann wenigstens eine Stützwalze 137 eingeschlossen werden, um das endlose Laufband zu tragen. Die Stützwalze 137 kann an jeder geeigneten Stelle am Walzenrahmen 16 montiert sein oder daran geformt werden. Zum Beispiel kann die Stützwalze 36 (137) an den Walzenrahmen 16, vor der Jochsektion 18, befestigt oder angeschweißt sein, obwohl es sich versteht, dass jede beliebige Stelle in Frage kommt.

Industrielle Anwendbarkeit

Der Maschinenrahmen und der Antriebsaufbau der vorliegenden Erfindung können auf verschiedenen Raupenmaschinen verwendet werden. Zum Beispiel können der Maschinenrahmen und der Antriebsaufbau bei Traktoren,, Raupenladern, Baggern und anderen Baumaschinen benutzt werden, wo ein endloses Laufband wünschenswert ist. Der Maschinenrahmen und der Antriebsaufbau können auch benutzt werden, um Fortbewegung zum Beispiel für schwere landwirtschaftliche Maschinen und forstwirtschaftliche Fahrzeuge zu gewährleisten. Bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung können in einer Hochantrieb-Raupenmaschine genutzt werden, sowie zum Beispiel der Aspekt der Leistungsübertragung durch eine hohle Schwenkwelle. Zusätzlich kann der Maschinenrahmenaufbau mit einem Antriebsaufbau benutzt werden, in dem das Zahn- bzw. Kettenrad freitragend am Ende des Walzenrahmens angebracht ist, wenn es erwünscht ist.

Das endlose Laufband 26, der Raupenmaschine 10, kann angetrieben werden, indem Leistung von der Leistungsquelle 22 an das Antriebssystem 20 zur Verfügung gestellt wird. Die Übertragung dieser Leistung kann durch Übertragung der Leistung von der Leistungsquelle 22 durch die hohle Schwenkwelle 24 an das Antriebssystem 20 über den Getriebestrang 62 erreicht werden. Wenn zum Beispiel die Leistungsquelle ein Motor 52, mit einer Ausgangswelle 56 ist, umfasst die Leistungsübertragung die Umsetzung der Drehung der Ausgangswelle 56 in Translationsbewegung des endlosen Laufbandes 26 um den Walzenrahmen. In dieser Anordnung würde die Drehung der Ausgangswelle 56 die Drehung des Ritzels 60 antreiben. Die Drehung des Ritzels 60 würde Drehung des Antriebszahnrads 98 über die Drehung des Laufrades 96 hervorrufen. Die Drehung des Antriebszahnrads 98 würde den Zahnkranz 36 durch seine Verbindung mit dem Planetenradsystem 100 antreiben. Die Drehung des Zahnkranzes 36 erzeugt Translationsbewegung des Laufbandes.

Da der Antriebsaufbau so konfiguriert ist, dass er Schwenkbewegung relativ zum Maschinenrahmen und zum gegenüberliegenden Antriebsaufbau erlaubt, hat das Raupenfahrzeug größere Flexibilität bei der Bewegung über unebenes Gelände. Darüber hinaus wird, da der Zahnkranz 36 von der Jochsektion 18 getragen wird, weniger Verdrehung des endlosen Laufbandes 26 durch den . Kontakt mit dem Zahnkranz 36 erzeugt, wodurch die Lebensdauer des Laufbandes erhöht wird.

Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden den Fachleuten aus der Betrachtung der Beschreibung und der Nutzung der Erfindung, welche hier offenbart wurden, klar sein. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur als exemplarisch angesehen werden, während der wahre Umfang und Geist der Erfindung in den folgenden Ansprüchen angegeben wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Ein Maschinenrahmenaufbau, welcher umfasst:

    einen Maschinenrahmen;

    eine hohle Schwenkwelle, welche am Maschinenrahmen angebracht ist und so konfiguriert ist, dass sie einen Antriebsaufbau für eine Raupenmaschine lagert, um Schwenkbewegung des Antriebsaufbaus relativ zum Maschinenrahmen zu erlauben; und

    eine Leistungsquelle, von der sich ein Teil in die hohle Schwenkwelle erstreckt und von der ein Teil, welcher benachbart zu einem Ende der hohlen Schwenkwelle ist, so konfiguriert ist, dass er Leistung durch die hohle Schwenkwelle überträgt.
  2. 2. Der Maschinenrahmenaufbau nach Anspruch 1, wobei die Leistungsquelle einen Motor umfasst, der eine Ausgangswelle hat, welche sich in die hohle Schwenkwelle erstreckt.
  3. 3. Der Maschinenrahmenaufbau nach Anspruch 3 (1), wobei eine Längsachse der hohlen Schwenkwelle im Wesentlichen koaxial mit einer Längsachse der Motorausgangswelle ist.
  4. 4. Der Maschinenrahmenaufbau nach Anspruch 1, der darüber hinaus einen Montagering umfasst, welcher im Maschinenrahmen geformt ist, wobei die hohle Schwenkwelle am Montagering angebracht ist.
  5. 5. Der Maschinenrahmenaufbau nach Anspruch 4, wobei die Leistungsquelle ein Motor ist, und der Maschinenrahmenaufbau darüber hinaus ein Motorlager umfasst, welches so konfiguriert ist, dass es bei der Lagerung des Motors unterstützt, wobei der Motor angeordnet ist, zwischen der hohlen Schwenkwelle und dem Montagering in dem ein Ende der hohlen Schwenkwelle mit dem Maschinenrahmen durch das Motorlager verbunden ist.
  6. 6. Der Maschinenrahmenaufbau nach Anspruch 1, wobei ein erster Teil der Leistungsquelle sich in die hohle Schwenkwelle erstreckt und ein zweiter Teil benachbart zu einem Ende der hohlen Schwenkwelle montiert ist.
  7. 7. Eine Raupenmaschine, welche den Maschinenrahmenaufbau gemäß irgendeinem der Ansprüche 1-6 umfasst.
  8. 8. Die Raupenmaschine nach Anspruch 7, welche darüber hinaus einen Antriebsaufbau einschließt, welcher auf der hohlen Schwenkwelle getragen ist, wobei der Antriebsaufbau ein Antriebssystem und ein endloses Laufband, dass in das Antriebssystem eingreift, umfasst.
  9. 9. Die Raupenmaschine nach Anspruch 8, wobei der Antriebsaufbau einen Walzenrahmen umfasst, der eine Jochsektion hat, welche zwei ausgedehnte Trageglieder umfasst, wobei des Antriebssystem zwischen den zwei ausgedehnten Tragegliedern getragen ist.
  10. 10. Ein Verfahren zum Antrieb einer Raupenmaschine, wobei die Raupenmaschine einen Maschinenrahmen, eine hohle Schwenkwelle, welche am Maschinenrahmen angebracht ist, eine Leistungsquelle, welche so konfiguriert ist, dass sie Leistung durch die hohle Schwenkwelle überträgt und wenigstens einen Antriebsaufbau, welcher auf der hohlen Schwenkwelle getragen wird, umfasst, der Antriebsaufbau umfasst ein Antriebssystem und ein endloses Laufband, das in das Antriebssystem eingreift, wobei das Verfahren Folgendes vorsieht:

    Übertragung der Leistung von der Leistungsquelle durch die hohle Schwenkwelle zum Antriebssystem; und

    Antrieb des endlosen Laufbandes mit dem Antriebssystem.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com