履带底盘和具有履带驱动的工程机械的制作方法

文档序号:13251584阅读:187来源:国知局
技术领域本发明涉及一种用于具有履带的工程机械的履带底盘,其包括至少一个辊道,特别地两个平行延伸的辊道,在履带式作业过程中,所述履带底盘的至少一个履带辊在所述辊道的滚动面上可移动。

背景技术:
履带底盘或履带式底盘包括至少一个旋转式履带传动,所述旋转式履带传动由多个以铰接方式相互连接的履带链组成。至少一个制栓轮提供履带驱动,并且所述制栓轮经由底架的至少一个驱动单元驱动以及所述制栓轮锯齿啮合于所述履带链中以传递力。此外,提供至少一个转向轮以及多个张紧辊和平面辊。所述转向轮和所述制栓轮被安装于行进方向的前面和后面,在这两者之间沿接触区设有所述平面辊并且在回返链行进区域内所述张紧辊与所述平面辊相对被设置和支撑。所述转向轮,也称作惰轮,通常被可移位地紧固于底架并因此提供所需的履带张力。车辆的负载能够被均匀或非均匀地引入至所述履带传动在平面辊上产生的接触区中。在所述平面辊和单个履带链向内设置的表面之间的接触面被称为辊道,且所述辊道由连接的履带链组成。已知的变型有一个或多个辊道,且第二个变型提供了,每个履带链具有两个或更多个平行延伸的辊道并且单个辊分别的轮圈行进于其上。轮圈的接触面被称为平面辊的滚动面。在机械作业中,经由所述履带驱动的接触面将发生的力大大地引入地面接触区,使得履带链和平面辊的辊道特别地被高度摩损。在平面辊和履带链之间所需的横向间隙又加剧了这一磨损,这是因为相对位移或倾斜可以产生非均匀的力传递并特别地在各点发生材料的高负荷峰值。这在崎岖的接触区上成为一个特别的难题。为阻止磨损的发生,轨道或辊的相关表面在其滚动面区域中被硬化。然而,特别是在各点暂时高负荷下,会发生张力峰值,这可能由于形成裂纹而引发材料巨损的后果。

技术实现要素:
因此,本发明的目的是使平面辊和履带之间的接触压力尽可能保持恒定并尽可能使其最小化。由此减小磨损并增加履带底盘的使用寿命。该目的通过具有权利要求1的特征的履带底盘实现。所述履带底盘的有利实施方式为依据主要权利要求的从属权利要求的主题。从用于具有履带的工程机械的履带底盘开始,所述履带底盘包括至少一个辊道,特别地至少两个平行延伸的辊道,在履带式作业期间,所述履带底盘的至少一个平面辊在所述辊道的滚动面上可移动。根据本发明,改进了所述履带至少一个辊道的滚动面和所述至少一个平面辊滚下的滚动面的横切面,使得在这两个部件之间的接触压力尽可能小并由此使所发生磨损大大降低。所述横切面将被理解为横向于行进方向的滚动面的表面轮廓。根据本发明在这一方面做了规定即,所述履带的至少一个辊道的滚动面以及从所述至少一个辊道滚下的后者的滚动面,两者在横向于行进方向的方向上至少局部地具有凸状轮廓。所述横切面的至少局部凸状的轮廓部分地增加了所述平面辊或履带两个滚动面之间的间隔。通过凸状段能够使各点的过载得以有效避免或降低。如果所述履带相对于所述一个或多个平面辊倾斜,也即所述平面辊的滚动面不以平面方式处于所述履带之上,由于滚动面的凸状轮廓产生一种滚下运动,那么由此,例如在常规线性滚动面轮廓的横向滚动面边缘冒出之时的,各点的载荷峰值得以避免。如果所述履带的辊道的滚动面在横切面的内缘区具有凸状轮廓并所述平面辊从其滚下的滚动面在所述横切面向外设置的边缘区具有凸状轮廓,这是特别有利的。由此能够在运行作业期间提供滚动面的理想接触和相应载荷。因此不仅在理想作业条件下(其中平面辊在所述履带各个滚动面上处于平面和居中的方式),而且在平面辊相对于所述履带横向于行进方向位置偏离或倾斜于履带滚动面旋转的情况下,均实现了理想的均匀力传递。例如,所述凸状轮廓可以是弧形,复合拱形/复合弧形(即以复合弧的形式)。如果对置滚动面的两个凸状面彼此匹配,即,两者均为弧形、复合弧形,则是有利的。如果至少一个平面辊滚动面的总横切面是由复合部和线性部组成,则是特别优选的。在这一方面,所述总横切面对应于滚动面的总宽度,即在行进作业期间提供可能接触的表面部。凸状部和/或线性部优选为连续表面段;然而,也可存在多个线性和/或凸状部。若根据下式确定线性部和凸状部之间的比率则是特别优选的:其中R3水平=R水平-R2水平,其中R水平为总横切面长度,R2水平为线性部长度以及R3水平为凸状部长度。因为横切面不再为平面而是由于凸状部形成为弯曲弧,故而在横切面各个区之间产生竖直高度偏移。如果最大高度偏移R3竖直,即相对于线性部在凸状部向外设置的边缘区处的高度偏移,根据下式确定,是特别优选的:在本发明特别优选的实施方式中,所述履带滚动面的总横切面同样是由凸状部和线性部组成。所述凸状部和/或线性部优选为连续表面段;然而,也可存在多个线性和/或凸状部。优选适合以下:P3水平=P水平-P2水平,其中P3水平为线性部长度,P水平为总横切面长度以及为凸状部长度。所述总横切面还有利的是,所述凸状部相对于所述线性部在边缘侧区域具有高度偏移的情况,并且根据下式限定最大高度偏移P2竖直:如上已解释的,两个滚动面,即履带滚动面和平面辊滚动面的最佳关系对于理想力传递是有利的。在这一方面特别规定,履带滚动面的总横切面长度大于或等于平面辊滚动面的总横切面长度。进一步优选地,所述履带凸状部的长度小于或等于平面辊凸状部的长度。所述履带理想地包括两个平行延伸的辊道并且平面辊的相对滚动面在所述辊道上滚下。有利的是,所述履带或单个履带链的平行延伸的辊道相对于中心轴线对称设计。在本发明特别优选的实施方式中,所述至少一个平面辊包括充作导向轮用于在履带上引导所述平面辊的中央凸缘;所述中央凸缘优选在所提供凹部中行进,所述凹部沿行进方向在总履带上延伸。所述中央凸缘的侧翼为引导所述辊提供足够的侧部支撑。特别优选地是所述中央凸缘的侧翼为非线性的情况,但是对于进一步限制履带侧和/或平面辊侧的磨损并不清楚(改进)。在作业中在将要发生所述履带从平面辊完全凸出的情况下,倾斜角度的适当选择使得容易将所述中央凸缘引入履带凹部之中。可以规定,所述中央凸缘的侧翼设计为径向上至少部分为凸状或以凸状轮廓范围为特征。所述翼外形理想地具有径向上线性和凸状交替的轮廓。此外所述轮廓的凸状部相互之间以偏离它们弧形范围的半径为特征是想得到的。特别优选地是所述履带凹部与所述中央凸缘侧翼对置的侧壁同样至少局部具有凸状轮廓的情况。所述凹部的侧壁特别地由线性部和凸状部组成。对于所述中央凸缘的侧翼同样想得到的是,其包括至少两个线性段,所述两个线性段被至少一个凸状部彼此分离。在这种情况下可想到是,两个线性部相对于竖直方向(thevertical)具有不同的倾斜角度,优选在0°和50°之间的范围或在0°和30°之间的范围。理想地,靠近中央凸缘圆顶设置的线性部比在平面辊径向上进一步向内设置的线性部相对于竖直方向平面辊更倾斜。最靠近中央凸缘圆顶设置的线性部的倾斜角有利地在0°和50°之间的角度范围。此外可想到的是所述履带凹部侧壁的线性部相对于竖直方向倾斜;在这一方面特别地选取角度值在平面辊侧翼的两个倾斜线性部角度之间角度区域内。所述角度理想的选取为与所述中央凸缘侧翼的对置线性部的倾斜角度相同。根据替代实施方式,可以规定,所述履带的至少一个滚动面在横向上被分为多段,其每一段具有至少一个线性部且凸状部优选在两侧邻接所述线性部。被分为多段的所述滚动面需理解为,平面辊的恰好一个滚动面在其上滚下的滚动面。除了根据本发明履带底盘之外,本发明还包括工程机械,特别的履带挖掘机或装有履带的起重机,具有根据本发明或根据本发明有利实施方式的履带底盘。在这一方面,对于根据本发明的工程机械显然得到相同的优势和性能,此时将省去重复描述。附图说明以下将参考附图所示的实施方式更详细解释本发明进一步的优势和性能。所示为:图1:根据本发明的履带底盘的侧视图;图2:根据图1的履带底盘在平面辊和履带链之间接触面区域中的局部展示;图3:履带和辊的滚动面的轮廓示意图;图4:履带滚动面轮廓示意图;图5:平面辊滚动面轮廓示意图;图6:不同作业条件下的滚动面轮廓各种示意图;图7:履带底盘可能履带设计概观;以及图8:具分开滚动面的履带链的替代实施方式。具体实施方式图1示出用于运土机或具履带起重机的根据本发明履带驱动的侧视图。所示履带驱动被紧固于工程机械的底架处并充作该机械的牵引。底盘的设计包括从动制栓轮4,其经由安装在底架处的驱动器驱动并适合牵引。在其外围上履带传动行走的惰轮1安置在图示左边的履带驱动的一端。惰轮1为履带提供足够的张紧,这由底架处的惰轮1的可移动支撑件实现。所述履带传动在张紧辊5上行进,张紧辊5被安装于上部构造的上边缘以充分支撑所述履带并避免松弛。靠近地面沿接触区域提供总共六个平面辊3以将机械重量、载荷(例如设备力)或接触区上的均匀接触压力引入地面中。在所示实施方式中,平面辊3在制栓轮4和惰轮1之间以等间隔紧固;数量上的不同还有相对于平面辊3彼此间的间隔是容易想到的。履带传动由单个履带链2组成,所述单个履带链以铰接方式经由螺栓连接而连接在一起。图2示出单个平面辊3横向于行进方向在履带链2上滚下时的的局部展示。可见平面辊3的两个分离的滚动面31、32,它们可被认为具有相同直径和一致的表面宽度。在车辆移动期间,这两个滚动面31、32在单个履带链2的内侧上行走,即它们被履带链2内侧上所限定的滚动面21、22承载。平面辊3的中央凸缘30充当形成具有相对于滚动面31、32直径尺寸增大的导向轮的作用。所述中央凸缘啮合于履带链2的凹部25之中,其为纵向连续并凭借其抵接凹部25侧壁23、24的侧翼33、34确保辊3在所述履带上的充分引导。现本发明描述了滚动面分段的合适改进以及可选的翼33、34或侧壁轮廓23、24以使对于所述履带和平面辊3的载荷尽可能最小化。以下将参考图3的展示解释滚动面轮廓的改进,图3示出平面辊3右侧滚动面31以及相关联的履带链2的滚动面21的一部分。以下履带链2的横切面,即滚动面21横向于行进方向的总宽度将称作P水平。这一滚动面被分为线性部P3水平,即具直线表面轮廓的部分,以及凸状部P2水平,即具凸状轮廓范围的部分。所述凸状部P2水平占据总滚动面P水平的左侧边缘区并因此邻接凹部25。所得滚动面21,即横切面P水平的总宽度因此对应于线性部和凸状部的总和P2水平+P3水平。此外还意识到,由于凸状部P2水平,所述滚动面相对于线性部P3水平产生了高度偏移,取其为P2竖直的值。因此在凸状部P2水平的内端存在最大值P2竖直。横切面P水平向侧壁23中的过渡发生在具有恒定半径的圆角上,该圆角横向长度被称为P1水平。相同的情况应用于滚动面21具有横向长度P4水平的外边缘。区域P4水平和P1水平可选的也能被配置为凸状,特别地为拱形或以篮子底部的方式。阴影线区代表凸状部P2水平所允许的半径范围。凸状部P2水平可以包括恒定半径,可为复合形状/类弧状。图3还示出平面辊3的在上述滚动面上滚下的滚动面31的轮廓切面。此横切面R水平也由线性部R2水平和凸状部R3水平组成。在这一方面所述凸状部被设于横切面R水平的外缘区。同样产生的横切面高度偏移被称为值R3竖直,其在凸状段R3水平的外端区域测量。如同履带链2的情况,向外侧翼35的过渡也被圆角化;该圆角的横向长度被指为R4水平。线性部R2水平向中央凸缘侧翼33的过渡以恒定半径发生,且该过渡的横向长度被称为R1水平。平行滚动面22、32为轴向对称。区域R4水平和R1水平可选的也能被配置为凸状,特别地为拱形或复合拱形。阴影线区代表凸状部R3水平所允许的半径范围。凸状部R3水平可以包括恒定半径并为复合形状/类弧形。平面辊优选为,至少相对于中央凸缘30和滚动面31、32的配置轴向对称。各个滚动面21、22、31、32的线性部或凸状部的尺寸由下式确定:R3水平=R水平-R2水平P水平≥R水平P2水平≤R2水平P3水平=P水平-P2水平R1水平≤20mmR4水平≤20mmP1水平≤20mmP4水平≤20mm然而根据本发明,不仅需改进滚动面21、22、31、32,而且还需改进平面辊3的中央凸缘30以及履带链2的对应凹部25的轮廓。从图4可见凹部25侧翼的具体形状。为简单起见,在图示中省去“水平”标识。在这一方面可以意识到,在弯曲区域上通向凹部25基底的线性部P6邻接凸状部P2向侧壁23的过渡区P1。区域P7也可为具有恒定半径的弯曲或可具有复合拱形设计。线性部P6相对于竖直方向50以角度Pα倾斜。图5中示出平面辊3中央凸缘30的侧翼33。滚动面3的线性部R2在圆角R1之上合并于中央凸缘30侧翼33的线性部R6中。第一凸状部R7邻接线性部R6;它又合并于线性部R8中并最终终止于凸状部R9中,该凸状部R9直接邻接中央凸缘30的圆顶。凸状区R6、R8也可为具恒定曲率半径或也可为拱形设计。还可意识到,线性部R6、R8相对于竖直方向50取不同的倾斜角Rβ、Rα。选取线性部R6的倾斜角Rα小于线性部R8的倾斜角Rβ。对应倾斜角的大小的确定规则如下:0°<R∝<30°0°<Rβ<50°履带链2侧部23的倾斜角Pα的大小典型的为与平面辊3的倾斜角Rα等量。将参考图示6a、6b、6c给出履带链2和平面辊3改进轮廓的有利特征的作业性能的理解。图6a的展示示出穿过辊3和履带链2的接触面的截面。在这一方面,平面辊3居于履带链2上的中心处,即中央凸缘30中心地啮合于凹部25中。以下表述用于例示滚动面21、31,并由于履带链2或平面辊3的轴向对称设计而同样应用于滚动面22、32。平面辊3和履带链2之间的主接触面由线性部R2、P3两者接触实现。由于凸状部R3、P2,在这些区域中增加了两个滚动面之间的间隔。由此得到这两部件之间的最佳接触面,其使得力的流动最佳。因此能够避免载荷峰值在各点的发生。图6b示出其中平面辊3在履带链2上处于侧向偏离的作业状况。由此中央凸缘30的右边侧翼33触及凹部25的侧壁23。此外,由于外部影响,履带在图中右边所示侧被向上挤压使得平面辊3在履带上倾斜行走并且左边滚动面32从履带链的滚动面22冒出。由于根据本发明的轮廓改进具有凸状部P2、R3,滚动面31能够在滚动面21上向右滚下而在滚动面21上不出现载荷峰值。凸状部R3触及履带链2的线性部P3。在这一方面选取凸状部R3的具体大小使得产生的接触压力不超过或仅略超过根据图6a的作业状况的正常接触压力。在图6c中,由于使用现场的特征,中央凸缘30被向左移位且履带在左边侧在平面辊的方向上被向上挤压。这里两个滚动面21、31的凸状轮廓也提供了均匀载荷和接触。借由线性部R2使平面辊与履带链2的凸状部P2接触。在运行作业期间,平面辊3可选的能够完全离开履带链2。区域R8的具体实施方式,特别地,由于中央凸缘30的倾斜角Rβ越大,中央凸缘30的锥端越尖锐,使得中央凸缘30在凹部25中新的啮合可靠。在啮合之始,区域R8接触履带链的区域P1。根据本发明实施方式进一步优势包括这一事实,履带链2或平面辊3的线性部P6和R6彼此平行并由此允许中央凸缘和凹部25侧壁之间的区域接触。在这一区域所发生的磨损能够因此得以进一步限制。图7示出不同的履带设计,在其中平行延伸的辊道21、22由单个履带链2以不同方式组成。图7a示出单个履带链2辊道的不对称设计。由此实现了,单个履带链2之间的过渡间隙在纵向上偏移以在辊3滚下期间使振动减小。图7b示出具有对称或相同履带链2的对称设计。图7c的变型示出相对于图7b的对称设计的略微改进。在这一方面,单个履带链的单个滚动面21、22固然是相同设计,但在行进方向上为略微偏移以实现不对称设计的前述优势。然而,对于图6a至6c的所有变型借由根据本发明的轮廓改进,能够显著降低在履带链2处产生的磨损。图8示出进一步的实施方式,其中滚动面被分为两个或更多个滚动面段PRP1至PRPX。然后在两个或更多个辊道PRP1,PRP2,PRPX上,平面辊3的滚动面31同时滚下。此种情况下,滚动面21的线性部被分为滚动面段PRP1至PRPX的线性部P31,P32,P3X。凸状部P2,PRP12,PRP21,…,PRPX2,PRPX1,P4邻接在滚动面段线性部的两侧。
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