专利名称：预拉伸弹簧履带张紧系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种预拉伸弹簧，所述预拉伸弹簧用于对铺设履带的车辆上的地面驱动履带或者用于提供两种不同水平的张力负载的履带驱动系统的履带张紧辊加载。低履带张紧(张力)提供给正常操作，而高履带张紧被提供以在高牵引努力情况期间或当碎片(debris)被压迫在履带和驱动链轮、惰轮(idlers)或履带支持辊之间时，防止履带的脱落(detracking)和颠簸。
背景技术：
由于良好的牵引和漂浮，地面支持和驱动履带被使用在各种车辆中。履带是由驱动轮或链轮驱动的循环部件，并且被支持在履带的下长度部分上的多个辊上。履带必须保持张紧，强力弹簧(heavy spring)或液压缸或填充润滑油的汽缸已用于这样的目的。
一些履带张紧装置利用两个单独的弹簧以试图提供两种水平的张紧(张力)。例如，在日本摘要No.JP 55156773中，串联设置的弹簧被用作振动吸收器，所述串联设置的弹簧中的一个比另一个更少地受力。本申请的受让人拥有专利No.6,322,171，该专利显示了弹簧加载履带张紧组件。然而，需要可靠的两级弹簧系统以为正常使用提供低水平履带张紧，仅当需要时提供高张紧。
发明内容
本发明涉及一种用于车辆驱动履带的张紧装置或张紧轮或张紧辊，所述张紧装置或张紧轮或张紧辊的两级弹簧系统用于在正常操作情况下提供低弹簧负荷以使履带张力负荷处于低水平。在张紧装置的与起始的或主弹簧负荷相反的初始移动之后，第二更高弹簧刚性被提供以对履带加载以减小张紧装置的移动，并因而减小履带弯曲的可能性或履带脱落的危险。履带的弯曲和脱落在高履带努力情况期间，诸如当挖掘或当碎片被压迫在履带部件和它的驱动链轮之间，辊或惰轮减少的时候。
低初始履带张力减少了在履带支撑上轴承侧的负荷，尤其是电机轴承上的负荷，所述电机轴承使用在驱动履带驱动链轮的电机中。在绝大多数情况下，链轮合适地连接在电机输出轴上。
本发明在“高”驱动履带布置中有特殊用途，在所述“高”驱动履带布置中驱动链轮在履带的后部并被提高到高于张紧辊，以便履带形成大致三角形的配置。
本张紧装置或张紧轮或张紧辊易于制造及安装，并且可非常可靠地提供两级负荷。它的成本也低于现有的用于履带张紧的液压或油(grease)缸设计。
图1是典型的履带结构组件的示意性侧面正视图，利用所述组件本发明的弹簧张紧装置找到特殊用途，其中部件被剖开以显示张紧装置；图2是从履带支持结构拆下的履带张紧装置的立体图，滑动外壳(slide)被剖开以显示弹簧；图3是第二或更高力弹簧在滑动外壳中的合适位置的履带张紧臂的剖视图；图4是沿图3中的线4-4截取的剖视图；图5是沿图3中的线5-5截取的高力或副弹簧组件的剖视图，图示说明了用于弹簧的移动的滑动布置；图6是用于组件中的张紧装置的两个弹簧的剖视图；图7是主或低力弹簧和它的相对于副弹簧安装的扩大视图；图8是用于弹簧调整装置的锁定装置的不完整的分解透视图；和图9是履带结构的一部分的不完整的透视图，显示了弹簧端部支撑布置。
具体实施例方式
在图1中，用10概括地指出的履带结构被支撑在诸如小型通用装载机(loader)或其它车辆的车辆结构12上。履带结构具有侧板14，并且如所示，驱动电机16被安装在履带结构或履带架10上，并且电机16的输出轴具有可驱动地安装在其上的驱动链轮18。所示形式的驱动链轮18在履带结构10的上侧处，以20所示的循环驱动履带在朝前方向上从驱动链轮18到前惰轮22向下地延伸。该前惰轮22被可旋转地安装在履带结构10上，并引导履带以便有以24所指示的地面接合下长度部分，所述地面接合下长度部分被支撑在传统的或任意优选的设计的负重轮或支重轮(track rollers)26上。作为循环履带的履带20围绕张紧轮(tensioner)或张紧辊28，所述张紧轮28安装于根据本发明制造的张紧弹簧加载组件30。
履带结构在侧壁14之间具有诸如壁32的合适的横构件，并还有将支撑履带张紧(张力)臂或滑动件36的导向装置34。履带张紧臂36包括一对凸缘38，所述一对凸缘38与横板39连接。凸缘38被间隔开以容纳合适的轴40上的履带张紧辊28。轴40可被安装在合适的轴承上，并且张紧辊自身可绕该轴旋转。
张紧臂36包括滑动外壳42，所述滑动外壳42的横截面形状为矩形并且将在壁32和导向装置(guides)34之间滑动，所述导向装置34包括被间隔开以形成对滑动外壳42的合适的导向和支撑。
外壳42具有固定的端部件44，所述端部件44也是大弹簧组件的部分。凸缘38被固定于滑动外壳42和端部件44。利用滑动外壳42内的弹簧组件46，履带张紧轮辊28被加载以提供履带中的张力。所使用的弹簧反作用于部件44或在部件44上提供力，所述部件44通过合适的端板48被反作用，所述端板48相对于履带结构10的侧板14固定(见图8)。螺纹杆50具有固定在一端的调整毂(hub)52。毂52具有六角形周边的螺母(nut)53和圆形凸缘52A，所述螺母53穿过端板48中的开口安装，所述圆形凸缘52A靠在端板48的内表面上。
螺纹杆或轴50从板48向后延伸入滑动外壳42中。弹簧组件46包括第一相对小力量或轻等级弹簧54，所述弹簧54被支撑在固定长度管状套管56上(见图7)，所述管状套管56围绕螺纹轴50在螺纹调整螺母58和滑块60之间的部分，其中所述滑块60形成副或大弹簧组件62的部分。
图5中以截面形式显示了大弹簧组件62。弹簧组件62包括图1中所示的底板44，所述底板44相对于侧板38和滑动外壳42被保持或固定。随着将说明的履带上负载的增加，板44将接受来自重型或高刚度(highrate)弹簧64的力。
底板44还带有定心轴66，所述定心轴66安装在弹簧64内以将弹簧64保持在底板44和滑块60之间的合适位置。通过将一对导杆68焊接于合适位置等，所述一对导杆68被固定于底板44，但它们穿过设置在滑动板60中的开口滑动，通过将止动件或挡块70焊接或固定在滑动板60外的导杆68上，所述一对导杆68被支持在相对于底板44固定的并需要的长度。
因此，通过对滑动板60加载并固定止动件70而压缩弹簧，弹簧64被预加负荷。弹簧然后以要求的预加负荷被限制在底板44和滑动板60之间。滑动板60具有中心孔72，所述中心孔72可滑动地容纳轴50的端部。
如在图1和图7中所见，轴50由毂52支持，并且由板48防止所述轴50向前滑动。螺母(nut)58与弹簧54和套筒56形成组件。带有端部凸缘38、辊28和图4中所示的弹簧组件的滑动外壳28可被插入履带结构中、在包括壁32的导向装置和导向装置34A之间。然后履带可被放在驱动链轮和辊上。螺母58可沿着螺纹轴50拧动以松开弹簧54，所以张紧轮可被移动并且履带可被组装。然后，通过使用毂52和六角螺母端53旋转轴50可拧动螺母58，所以螺母58可被上紧而施加弹簧力在张紧辊28上。一旦初始设置被完成，履带将被低力弹簧(lower force spring)54所施加的力初始地张紧。
可以看出，一旦履带负荷增加而趋向于在如箭头76所指的方向上缩回弹簧加载的张紧装置或张紧轮并压缩弹簧54，轻型的弹簧54将承受负荷或抵抗力直到管56的端表面55(图7)撞到滑动板60，此时弹簧54将不再压缩，并且惰轮28在如箭头76所指的方向上的任何进一步移动将导致弹簧64的压缩。
弹簧64是刚性高的、高负荷弹簧，所以履带被施加负荷到必要范围而无弹簧的过量压缩以及所导致的张紧轮28的移动，其中所述弹簧的过量压缩和所导致的张紧轮28的移动将导致松开履带并可能使履带弯曲或履带脱落。螺母58是进行对于张紧辊28上的初始力的设定的调整装置。套管42中的矩形板59防止螺母58旋转并且所述螺母58可通过旋转轴50和毂52而被旋转。圆形凸缘52A允许通过在六角端53上使用扳手而旋转轴50。可用合适的方式从外部穿过外部侧板14中的侧开口14A而旋转六角端。螺母58被预置于螺纹轴50上所期望的位置处。
如图7和图8中所示，可使用锁定板80防止毂旋转，所述锁定板80具有尺寸和配置可套在毂52的六角螺母53上的开口。当利用拧入板48中的孔的有帽螺钉82将六角螺母53和毂52支持靠在板48的前面并保持在合适位置时，六角螺母58和毂52不能旋转。因此，螺纹杆50将不旋转而松开弹簧。弹簧设定保持不变。
在弹簧的调整之后套管56的端部与滑动板60接合之前移动的量相对较小，并在0.10英寸的数量级或约0.10英寸。例如，弹簧50在张紧装置压缩足以使套管或间隔装置56撞到滑动板60之前可提供大约1,200磅的负荷，并且然后存在承载螺母58和滑动板60之间的连接的固体压缩，所以张紧装置在箭头76的方向上的任何的进一步移动将导致弹簧64被压缩。通过调整滑动杆68的长度而预设弹簧64的初始力，并且所述初始力通常预设为2,000磅。
虽然已参照优选的实施例说明本发明，但是本领域普通技术人员将意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可做出形式和细节的改变。
权利要求
1.一种用于车辆上的循环履带的履带张紧装置，所述履带张紧装置包括接合履带的内表面的辊和用于推动所述辊以提供所述履带中的张力的弹簧组件，所述弹簧组件包括串联地安装以被加载的第一和第二弹簧，所述弹簧的刚度基本上不同，第一弹簧的刚度比第二弹簧的刚度小；和机械止动件，所述机械止动件防止对所述第一弹簧加载超过所选择量的负荷，并且其后所述第二弹簧提供负荷，所述负荷抵制由所述履带中的张力所引起的所述辊的移动。
2.根据权利要求1所述的履带张紧装置，其中所述弹簧是压缩弹簧，并且所述机械止动件包括所述第一弹簧的内部的套管和与所述第二弹簧的端部接合的端滑动板，所述套管具有端表面，当所述第一弹簧被压缩选择量时所述端表面靠在所述滑动板上。
3.根据权利要求1所述的履带张紧装置，其中所述第一和第二弹簧是压缩螺旋弹簧，并且其中所述第二弹簧安装在弹簧组件中，所述弹簧组件包括远离所述辊间隔开的所述第二弹簧的端部上的端滑动板，和安装在所述第一弹簧内部的并穿过所述滑动板可滑动地延伸的杆，所述机械止动件包括围绕所述杆并在所述第一弹簧的内部的套管，和靠在与所述第二弹簧相对的所述第一弹簧的端部上的在所述杆上的调整螺母，并且所述杆相对于履带架被固定以便当所述弹簧被压缩时提供反作用力。
4.根据权利要求3所述的履带张紧装置，其中所述第二弹簧被捕获在组件中，所述组件包括滑动导向装置、底板、滑动板，一对导向杆，和保持器，所述底板相对于所述滑动导向装置被固定，所述滑动板位于与所述底板相对的所述第二弹簧的端部处，所述一对导向杆固定于所述底板并穿过所述滑动板可滑动地安装，由此当所述第二弹簧压缩时所述滑动板可沿着所述导向杆滑动，所述保持器在所述导向杆上，所述保持器预加载所述第二弹簧并将所述滑动板保持在合适位置，所述第二弹簧处于所选择的压缩状态。
5.根据权利要求2所述的履带张紧装置，其中所述第一弹簧被安装以便它的第一端与所述滑动板接合并且在从所述辊远离到第二端的方向上延伸，反作用部件与所述第一弹簧的所述第二端接合并相对于履带架被限制以阻止所述第一弹簧在远离所述第二弹簧的方向上移动，所述机械止动件被所述反作用部件承载并具有选择的长度，以便所述第一弹簧已压缩选择量之后，所述机械止动件与所述滑动板接合。
6.根据权利要求5所述的履带张紧装置，其中所述反作用部件包括螺纹杆、螺母和支架，所述螺纹杆穿过所述止动件和所述第一弹簧并相对于所述第二弹簧的所述滑动板可滑动地安装，所述支架用于保持所述螺纹杆，防止其在远离所述第二弹簧的方向上相对于履带架轴向地移动。
7.一种预拉伸弹簧履带张紧组件，包括用于安装旋转张紧辊的张紧臂，所述旋转张紧辊用于与车辆驱动履带接合，所述臂具有与其连接的滑动件并且所述滑动件在远离所述辊的安装的方向上延伸，所述滑动件将不同刚度的第一和第二弹簧端对端地安装，所述第二弹簧的第一端相对于所述臂固定以防止所述第二弹簧朝所述辊的安装移动，并且所述第一弹簧靠近与所述第二弹簧的所述第一端相对的所述第二弹簧的端部被安装；在所述第一和第二弹簧的相邻的端部之间的滑动板；和弹簧保持器，所述弹簧保持器相对于所述滑动板可滑动地安装并且当所述第二弹簧处于合适位置时相对于所述臂所述弹簧保持器被固定；导向装置，所述导向装置可滑动地安装所述滑动板并在其上具有定位器以用于压缩所述第二弹簧并在压缩到期望位置之后保持所述第二弹簧；反作用部件，所述反作用部件接合与所述第二弹簧相对的所述第一弹簧的端部，并且所述反作用部件被防止相对于履带架轴向地移动以将负荷反作用在所述张紧臂上而趋向于压缩所述第一和第二弹簧；和止动件，所述止动件限制当所述张紧臂在向所述反作用部件提供力的方向上被加载时的所述第一弹簧的压缩量。
8.根据权利要求7所述的预拉伸弹簧组件，其中所述反作用部件包括轴，所述轴被安装在所述第一弹簧的中心并且所述轴穿过所述滑动板可滑动地延伸，并且其中所述止动件承载所述轴，以便当所述第一弹簧已压缩选择的量时所述止动件接合所述滑动板，并且所述张紧臂朝所述反作用部件的进一步移动通过所述滑动板和止动件对所述第二弹簧施加负荷。
9.根据权利要求8所述的预拉伸弹簧组件，其中所述反作用部件进一步包括在所述轴上可拧动地移动的螺母，所述螺母具有凸缘以接合所述第一弹簧。
10.根据权利要求9所述的预拉伸弹簧组件，其中所述轴可旋转地固定于所述履带架。
11.根据权利要求9所述的预拉伸弹簧组件，其中所述反作用部件包括反作用板，所述反作用板被安装以承载从所述弹簧到所述履带架的压缩负荷，所述轴相对于所述反作用板是可旋转的。
12.根据权利要求11所述的预拉伸弹簧组件，其中锁定板选择性地锁定所述轴阻止其相对于所述反作用板的旋转。
全文摘要
一种预拉伸弹簧履带负荷组件(30)，提供了车辆驱动履带(20)上内部上的张紧辊(28)的两种状态的负荷。对于正常操作，两种状态负荷产生在低张紧负荷下对履带(20)加载，但当履带(20)高度负荷、诸如当挖掘或者当碎片被压迫在履带(20)和它的驱动链轮(18)或导向辊(26)之间时，小刚性弹簧(54)的压缩将被机械地停止而第二刚性大的压缩弹簧将提供张紧辊(28)上的负荷。附加的弹簧张力在例外情况下防止履带(20)的解除以及履带(20)的弯曲。张紧辊(28)上的较小的张力负荷在正常操作期间减少轴承上的负荷，尤其相对于驱动电机(16)。张力负荷组件尤其适合于“高”驱动型履带(20)，所述“高”驱动型履带(20)具有升高在张紧辊(28)之上的驱动链轮(18)。
文档编号B62D55/08GK1956874SQ200580016350
公开日2007年5月2日 申请日期2005年3月25日 优先权日2004年4月1日
发明者詹姆士·H·佩奇, 威廉·A·赖特, 爱德华·拉森 申请人:克拉克设备公司