DE69600325T2 - Rolle mit unterbrochener Kontaktfläche - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere das Gebiet der Raupenfahrzeuge, welche mit Vorrichtungen zum Beseitigen von Verschmutzungen, die sich um die Rollen und Riemenscheiben herum ansammeln, ausgestattet sind, wobei insbesondere eine Rolle mit einer Achse, zwei Seiten- und einer Umfangsfläche, in Verbindung mit einer Laufbahn und mit der Fähigkeit, diese Verschmutzungen zu beseitigen, Gegenstand der Erfindung ist.
• Man kennt in diesem Zusammenhang das Patent EP-A-0 512 467, welches ein Raupenfahrzeug mit zwei Laufzügen beschreibt, wobei jeder Laufzug hauptsächlich mit einer von einer Antriebsrolle, gewöhnlich Kettenrolle genannt, angetriebenen Gleiskette und einer Spannrolle ausgestattet ist. Die Antriebsrolle hat eine Achse, zwei Seiten- und eine Umfangsfläche in Verbindung mit einer Laufbahn; die Umfangsfläche weist auperdem eine periphere Längsnute auf; beide Seitenflächen und die periphere Längsnute begrenzen einen Abschnitt, wobei jede Umfangsfläche dieser Abschnitte Teil der Umfangsfläche der Rolle ist und Elemente zum Unterbrechen des Kontaktes zwischen der Rolle und dem Laufweg enthältv wobei diese Elemente aus axialen Öffnungen bestehen und unter der Wirkung des Raupendrucks das axiale Austreten des zwischen der Gleiskette und den Umfangsflächen der Abschnitte angesammelten Schlamms ermöglichen. Wenn ein solches Fahrzeug auf moorigem, schlammigem oder kieselhaltigem Boden eingesetzt wird, kann das Ansammeln von Schlamm oder Steinen in der peripheren Längsnute jedoch das Abspringen der Gleiskette, das Durchtrennen des Spannungssystems der Gleiskette oder sogar der Gleiskette selbst verursachen.
• Bis jetzt werden zwei Schutzmethoden gegen solche Vorfälle angewandt.
• Die erste Methode, wie beispielsweise im Patent US4819999 beschrieben, besteht im Anbringen von Dichtungen, um so das Eindringen von Verschmutzungen zwischen der Gleiskette und den Rollen zu vermeiden.
• Die zweite Methode, wie beispielsweise im Patent US 5330260 beschrieben, besteht im Anbringen von Schaufeln in Nähe des Laufbands der Rollen zum Entfernen der Verschmutzungen, zum Beispiel Erde, welche sich dort ansammeln und in der Gleiskette Überspannungen verursachen können.
• Diese Schutzarten sind jedoch unsicher, und deren Versagen im Betrieb ist allgemein nicht feststellbar.
• Wenn die besagte Spannrolle beweglich ist und die Spannung von einer geeigneten Vorrichtung, wie zum Beispiel im Patent FR2703971 beschrieben, gesteuert wird, können beide erwähnten Schutzmethoden eingesetzt werden. Wenn diese Schutzvorrichtungen fehlen, wird der Fahrer im allgemeinen informiert, sobald die Verschiebung der Spannrolle einen gewissen Grenzwert erreicht, wobei diese Verschiebung das Ansammeln einer gewissen Erdmassendicke auf den Rollen ausgleichen kann. Der Fahrer muß also diese Erdmassen vor dem Weiterfahren entfernen.
• Eine solche Vorrichtung erfordert dementsprechend einen längeren Stillstand sowie kostenspielige Überwachungsmittel.
• Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile durch einfache und sichere Mittel zum Entfernen der Verschmutzungen, die sich um die Rollen herum ansammeln, während des Betriebs zu beheben.
• Die vorgeschlagene Lösung ist ein Drehelement, zum Beispiel eine Riemenscheibe oder eine Rolle, ausgestattet mit zwei Seiten- und einer Umfangsfläche, in Verbindung mit einer Laufbahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche der Rolle mindestens eine Nute aufweist, welche in mindestens einer der Seitenflächen der Rolle mündet und den Kontakt zwischen der Rolle und der Laufbahn unterbricht.
• Gemäß einer Eigenschaft, welche das Entfernen der genannten Verschmutzungen erleichtert, ist mindestens eine der Seitenflächen der Rolle konkav.
• Um die Widerstandsfähigkeit der Rolle zu erhöhen, können Kabel aus dem gleichen Material wie die Rolle vorgesehen werden, um auf Ebene der Seitenfläche der Rolle die Kanten einer selben Nute zu verbinden, so daß die Nuten nur noch bereichsweise in die Seitenfläche der Rolle münden.
• Gemäß einer besonderen Ausführungsart haben die Nuten dieselben Dimensionen, und jede Nute weist eine Symmetrieebene auf, welche einen Winkel α rad mit der Diametralebene der Rolle bildet, wobei α und π/2 rad unterschiedlich sind.
• Gemäß einer besonderen Eigenschaft weist die Umfangsfläche der Rolle außerdem eine periphere Längsnute auf, welche zwei Abschnitte abgrenzt.
• Gemäß einer zusätzlichen Eigenschaft sind die Nuten in regelmäßigen Abständen angebracht, wobei die Teilung zwischen den Nuten auf den beiden Abschnitten d beträgt, die Nuten jedoch um eine halbe Teilung von einem Abschnitt zum anderen versetzt sind.
• Gemäß einer weiteren zusätzlichen Eigenschaft bilden die Nuten eines der Abschnitte einen Winkel α mit der Diametralebene der Rolle, wobei α und π/2 rad unterschiedlich sind, und die Nuten des anderen Abschnitts einen Winkel von (π-α) rad bilden.
• Um den Geräuschpegel und den Verschleiß der Rolle zu begrenzen, kann diese mit einer Auflage aus elastomerischem Material verkleidet sein.
• Gemäß einer weiteren Eigenschaft wird eine erfindungsgemäße Rolle für einen Laufzug mit einer Gleiskette und Rollen eingesetzt.
• Wenn die Gleiskette Zähne hat, welche jeweils einen Abstand von d1 aufweisen, und wenn die Nuten der Rolle in Abständen von d angebracht sind, sind d und d1 vorzugsweise verschieden, um die Gefahr des Abspringens der Gleiskette einer zu verringern.
• Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung gehen aus der Beschreibung einer für ein gepanzertes Bodenaushubfahrzeug angewandten Ausführungsart der Erfindung unter Bezugnahme der beiliegenden Abbildungen hervor, wobei:
• - die Abbildung 1 ein Gesamtschema eines gepanzerten Bodenaushubfahrzeugs darstellt,
• - die Abbildung 2 ein Schema der Auflagen einer Gleiskette zeigt,
• - die Abbildung 3 eine Rolle entsprechend dem gegenwärtigen Stand der Technik darstellt,
• - die Abbildungen 4, 5 und 6 Schemen einer Spannrolle gemäß der genannten Ausführungsvariante der Erfindung zeigen.
• Wie in der Abbildung 1 dargestellt umfaßt ein gepanzertes Bodenaushubfahrzeug, nachstend Fahrzeug genannt, im allgemeinen ein Chassis 1, und zwei Laufzüge 2, welche symmetrisch zur Symmetrieebene des Chassis angebracht sind. Jeder Laufzug ist mit einer aus gegliederten Auflagen 12 gebildeten Gleiskette 10 ausgestattet, welche um eine Kettenrolle 20, eine Spannrolle 40 und drei Tragrollen 30, 31 und 32 herum montiert ist.
• Wie in der Abbildung 2 dargestellt hat jede Auflage der Gleiskette eine rechteckige Form und ist mit einem mittleren Zahn 14 und zwei rechteckigen Aussparungen, welche auf beiden Seite der Symmetrieebene des Zahns angeordnet sind, ausgestattet. Zwei aufeinanderfolgende Auflagen 12&sub1;, 12&sub2; drehen sich frei um eine gemeinsame Achse 15.
• Wie in der Abbildung 3 dargestellt weist die Spannrolle 40 eines Fahrzeugs gemäß dem gegenwärtigen Stand der Technik eine nicht abgebildete Bohrung auf, um die Achse, um welche sich der genannte Spanner frei dreht, aufzunehmen, sowie eine Feige 43, eine Nute 42 zum Trennen der besagten Feige in zwei von Flanschen, jeweils 44&sub1; und 44&sub2;, eingefaßten und bereichsweise von einem Laufband, jeweils 45&sub1; und 45&sub2;, aus beispielsweise im Vulkanisationsverfahren angebachtem Elastomer, abgedeckte Abschnitte 43&sub1; und 43&sub2;.
• Die Tragrollen sind gleichartig mit der Spannrolle.
• Die Kettenrolle 20 hat zwei Serien von Zähnen 21, welche in die Aussparungen 16, 17 der Gleiskette 10 eingreifen.
• Vor Betrieb des Fahrzeugs wird die Achse der Spannrolle 40 in Richtung der Kettenrolle 20 verschoben, anschließend wird die Gleiskette 10 um die Rollen 30, 31, 32 und 40 gelegt, danach wird die Achse in die entgegengesetzte Richtung zurückverschoben und befestigt, um der Gleiskette so einen bestimmten Spannwert zu geben.
• Die Nute 42 der Spannrolle sowie die Nute jeder Tragrolle ermöglichen den Durchgang der Zähne 14, während der Kontakt Rolle-Auflagen der Gleiskette über die jeweiligen Laufbänder der genannten Rollen erfolgt. Die Flansche 44 dienen in Verbindung mit der Nute zum Führen der Zähne 14 der Gleiskette 10 und zum Vermeiden des Verschieißes der Feige.
• Die Abbildungen 4 bis 6 stellen Schemen einer erfindungsgemäßen Spannrolle 140 dar. Diese Spannrolle hat eine Bohrung 141 zur Aufnahme der Achse, um weiche sie sich frei dreht, eine Feige 143, wobei eine kreisförmige Nute 142 die Feige in zwei Abschnitte 143&sub1; und 143&sub2; trennt, welche beide mit Nuten 146 ausgestattet sind, die in regeimäßigen Abständen angeordnet sind und auf jedem Abschnitt über die gesamte Länge von der kreisförmigen Nute 142 bis zur Seitenfläche 147 der entsprechenden Rolle verlaufen.
• Um den Verschleiß, der durch den Metall-Metall-Kontakt zwischen den Felgen und der Gleiskette 10 verursacht würde, zu vermeiden, werden auf jedem Element 148 der Abschnitte 143&sub1; und 143&sub2; Auflagen 150 angeordnet, wobei die Elemente 148 von zwei aufeinanderfolgenden Nuten 146, der kreisförmigen Nute 142 und einer der Seitenflächen 147 der Rolle begrenzt sind.
• Die Umfangsfläche der Rolle bildet somit ein unterbrochenes Laufband.
• Diese Auflagen 150 haben einen oberen Teil aus Elastomer 151, in direktem Kontakt mit der Gleiskette, und eine Sohle 152 aus Stahl, deren Innenseite mit einer Prägung versehen ist, deren Abmessungen denen der Umfangsfläche der Elemente 148 entspricht.
• Diese Auflagen 150 werden anhand von Schrauben 153 auf den Felgen befestigt.
• In dieser Ausführungsform ist jede Feige mit acht Nuten 146 versehen, deren Form deutlich einem an der Basis abgestumpftem V ähnelt, und die Symmetrieebene P1 der Nuten 146 ist im Verhältnis zur Diametralebene P2 der Rolle 140 geneigt. Diese Neigung beträgt ca. π/4 rad für einen der Abschnitte 143&sub1; und 143&sub2;, und 3π/4 rad für den anderen.
• Diese Nuten 146 haben gleichwertige Abmessungen und verlaufen in jedem Abschnitt parallel zueinander. Ihre Anzahl muß so berechnet sein, daß die Teilung d, welche zwei aufeinanderfolgende Nuten 146 trennt, unterschiedlich ist von der Teilung d1, weiche zwei aufeinanderfolgende Zähne 14 von der Gleiskette 10 trennt. Weiterhin darf diese Anzahl nicht zu hoch sein, damit die Fertigungskosten minimiert werden und nicht die Gefahr einer Brüchigkeit der Rolle besteht. Schlieplich sind die Nuten 146 eines der Abschnitte 143&sub1; und 143&sub2;, wie in den Abbildungen 4 und 5 gezeigt, im Verhältnis zu den Nuten der anderen Feige um den Wert einer halben Nutenteilung (d/2) versetzt, um eine ununterbrochene Seitenfläche zur Führung der Zähne der Gleiskette zu erhalten. Die Seitenfläche der Sohle welche an die Nute 142 grenzt, steht im Verhältnis zur Feige hervor und dient als Führung für die Zähne der Gleiskette und als Verschleißelement.
• Beide Seitenflächen 147 der Rolle sind konkav, d.h. der sichtbare Umfang steht hervor.
• Bei Betrieb werden Zähne 21 der Kettenrolle 20 in die Aussparungen 16, 17 der Gleiskette 10 gelegt, und die Gleiskette wird auf den Rollen 30; 31, 32 und 140 so zentriert, daß ihre Zähne 14 in den Nuten dieser Rollen liegen. Ein zuvor festgelegter Betriebsspannungswert der Gleiskette 10 wird, wie zuvor beschrieben, über die Spannrolle 140 gewährleistet. Der in der Abbildung 4 gezeigte Pfeil stellt die Drehrichtung der Spannrolle 140 bei Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs dar. Wenn das Fahrzeug Erdaushebungen auf klebrigem Boden ausführt, neigt diese Erde dazu, sich auf dem von den Auflagen gebildeten Laufband festzukleben und von dem von der Gleiskette ausgeübten Druck gepreßt zu werden.
• Bei Verwendung einer Rolle nach dem gegenwärtigen Stand der Technik kann diese Erde unter der Wirkung dieses Druckes nur seitlich über eine sehr reduzierte Fläche, weiche einer Krone mit einem der Krone der Rolle entsprechenden lnnendurchmesser und einer der Dicke des Erdpolster entsprechenden Dicke entspricht, abgeführt werden. Diese Abführfäche ist folglich unzureichend und verursacht das Ansammeln eines dicken Erdpolster, was zu den vorstehend beschriebenen Zwischenfällen führt.
• Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Spannrolle kann die Erde sowohl seitlich als auch in Längsrichtung abgeführt werden, da jede Seite der Auflagen 150 mit einer Abführfläche versehen ist.
• Zudem neigt die in der Nute 142 und in den Nuten 146 angesammelte Erde auch dazuv unter dem Druck zum Äußeren der Rolle abgeführt zu werden, da der seitliche Abschnitt der Nuten 146 bedeutend ist.
• Die Anwendung der Erfindung hat bewiesen, daß ein Fahrzeug, dessen Rollgänge eine erfindungsgemäße Spannrolle benutzten, eine merklich höhere Betriebssicherheit im Vergleich zu einem Fahrzeug gemäß dem gegenwärtigen Stand der Technik aufweist.
• Die erfindungsgemäßen Rollen können aus zahlreichen Materialien hergestellt werden, beispielsweise aus Metali, Legierungen oder Kompositmaterial, und, je nach der Art dieses Materials, in verschiedenen Herstellungsverfahren, zum Beispiel maschinell, Guß, Schmieden, mechanisches Schweißen, angefertigt werden...
• Selbstverständlich können zahlreiche Änderungen an der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante durchgeführt werden, ohne das Feld der Erfindung zu verlassen. So können die Tragrollen auch gemäß der Erfindung angefertigt werden. Weiterhin kann die Kontinuität der Umfangsfläche bereichsweise geschützt werden, indem ein Materialkabel beibehalten wird, so daß die Nuten nur noch bereichsweise in die Seitenfläche der Rolle münden.
• Wenn die Gleiskette selbt mit einer Elastomerverkleidung versehen ist, kann das Anbringen von Elastomerauflagen an der Rolle entfallen.
• Da die Nuten 146 eines der Abschnitte 143&sub1; und 143&sub2; einen Winkel α mit der Diametralebene P2 der Rolle bilden, wobei α und π/2 rad unterschiedlich sind, können die Nuten des anderen Abschnitts irgendeinen Winkel mit der Diametralebene P2 der Rolle bilden, wobei dieser Winkel sich jedoch von π/2 rad unterscheiden muß.
• Überdies ist eine erfindungsgemäße Rolle vollkommen kompatibel mit einer automatischen Steuervorrichtung der Raupenspannung, wobei sie auch in dieser Kombination voll ihre Aufgabe ausübt.
• Die Tiefe einer Nute 146 kann entweder über die gesamte Nute gleich oder auch unterschiedlich sein, wobei die gröpte Tiefe vorzugsweise auf der Seite der Seitenfläche 147 der Rolle, in welche diese Nute mündet, liegt.
• Schließlich versteht man unter Seitenfläche jede sich von der Umfangsfläche unterscheidende Außenfläche der Rolle.

Claims (9)

1 Rolle mit einer Achse, zwei Seitenflächen (147) und einer Umfangsfläche in Verbindung mit einer Laufbahn (10), wobei die Umfangsfläche zusätzlich mit einer peripheren Längsnute (142) versehen ist und jede der Seitenflächen (147) und die periphere Längsnute (142) einen Abschnitt (143&sub1; und 143&sub2;) abgrenzen; jede Umfangsfläche dieser Abschnitte (143&sub1; und 143&sub2;) ist Teil der Umfangsfläche der Rolle und hat mindestens ein Element (146) zum Unterbrechen des Kontaktes zwischen der Rolle und der Laufbahn (10), dadurch gekennzeichnet, daß das Element (146) aus einer Nute besteht, welche mit einem Ende in der peripheren Längsnute (142) und mit dem anderen Ende in der Seitenfläche des Abschnitts (143&sub1;, 143&sub2;), welcher diese Nute enthält, mündet.

2 Rolle gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (146) nur bereichsweise in die Seitenfläche (147) der Rolle münden.

3 Rolle gemäß irgendeinem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Seitenflächen (147) konkav ist.

4 Rolle gemäß irgendeinem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Abschnitte (143&sub1;, 143&sub2;) mit mehreren Nuten (146) in ungleichmäßigen Abständen versehen ist.

5 Rolle gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (146) auf den beiden Abschnitten (143&sub1;, 143&sub2;) mit einer Teilung d in regelmäßigen Abständen angeordnet, jedoch um eine halbe Teilung versetzt sind.

6 Rolle gemäß Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (146) eine Symmetrieebene P1 aufweisen, und daß diese Symmetrieebene mit der Diametralebene P2 der Rolle einen Winkel α rad bildet, wobei α und π/2 rad unterschiedlich sind.

7 Rolle gemäß Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (146) eines der Abschnitte (143&sub1;, 143&sub2;) mit der Diametralebene P2 der Rolle einen Winkel α rad bilden, wobei α und π/2 rad unterschiedlich sind und die Nuten (146) des anderen Abschnitts einen Winkel von (π-α) rad bilden

8 Rolle gemäß irgendeinem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von den genannten Nuten (146) begrenzten Elemente und die Seitenfläche(n) (147) der Rolle mit Auflagen (150) aus elastomerischem Material versehen sind.

9. Laufzug mit einer Gleiskette (10) und Rolien, wobei mindestens eine Rolle gemäß irgendeindem der vorstehenden Patentansprüche benutzt wird.