Закругленные натяжные колеса гусеницы

Изобретение относится к устройству натяжных колес сельскохозяйственных транспортных средств. Сельскохозяйственное транспортное средство (10) имеет шасси (32) с силовой передачей (12) и один резиновый гусеничный узел (14) с резиновой гусеничной лентой (16). Резиновый гусеничный узел (14) имеет одно натяжное колесо (20), которое имеет два ведомых колеса (40), разнесенных на оси (42). Каждое из ведомых колес (40) имеет сходящую на конус внешнюю поверхность (52), которые вместе образуют сходящий на конус профиль (50). Сходящий на конус профиль (50) может образовать пару прямых линий под небольшим углом θ, участок круга, участок эллипса, параболы или гиперболы. Достигается повышение срока службы резиновых гусеничных лент.12 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к гусеничным системам для гусеничных транспортных средств, а более конкретно к натяжным колесам таких гусеничных систем.

Фермеры используют большое множество транспортных средств и орудий, среди которых транспортные средства, имеющие гусеничные системы привода. Гусеничный привод представляет собой систему продвижения транспортных средств, в которой непрерывная лента гусеничных звеньев приводится в действие двумя или более колесами. Эту ленту обычно изготавливают из модульных стальных пластин, в случае военных транспортных средств и строительного оборудования, или резины, армированной стальной проволокой в случае сельскохозяйственных или облегченных строительных транспортных средств. Большая площадь поверхности гусеницы распределяет массу транспортного средства лучше, чем колеса на эквивалентом транспортном средстве, обеспечивая продвижение гусеничного транспортного средства по мягкой земле с превосходной тягой и меньшей вероятностью застревания.

Часто, используется армированная лента резиновой гусеницы с шевронными гусеничными звеньями. По сравнению со стальными гусеницами резиновые гусеничные ленты более легкие, делают меньше шума, создают меньшее максимальное давление на землю и не повреждают асфальтированные дороги. Обычно резиновые гусеничные ленты формируют вокруг основного каркаса или ленты. Каркас содержит непрерывный лентообразный резиноподобный упругий элемент, в него может быть заделан ряд внутренних стержней, которые могут быть изготовлены из металла и выровнены и продолжаются в поперечном направлении гусеницы. В непрерывный упругий элемент могут быть заделаны стальные корды, которые служат в качестве устойчивых к растяжению элементов, окружая внутренние стержни.

На всех гусеничных транспортных средствах затруднено выравнивание резиновых гусеничных лент. Это особенно актуально для уборочных комбайнов, где на гусеницы ложатся тяжелые нагрузки. Существуют разные решения выравнивания с целью выравнивания резиновых лент на всех транспортных средствах и разных гусеничных ходовых частях. Если выравнивание резиновых лент проделано неправильно, это приводит к сильно уменьшенному сроку службы резиновых лент и возможной ранней замене, которая является очень дорогой. В результате неправильно выровненной резиновой ленты могут возникать дополнительные вытекающие повреждения, такие как выход из строя роликов или натяжных колес. Для всех существующих гусеничных ходовых частей процесс выравнивания гусеничных лент представляет собой очень точный и длительный процесс, который требует некоторого опыта работы оператора с гусеничными системами.

В данной области необходим способ минимизации чувствительности систем резиновой гусеницы к смещению/отклонению от правильного положения и улучшения характеристик самовыравнивания таких систем резиновой гусеницы, подвергаемых воздействию сил, которые являются причиной смещения/отклонения от правильного положения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предоставляет систему резиновой гусеницы, которая имеет улучшенные характеристики самовыравнивания и, вследствие этого, минимизирует чувствительность к смещению/отклонению от правильного положения и последующим вытекающим повреждениям в результате такого смещения.

В одном виде изобретение направлено на узел резиновой гусеницы для транспортного средства, имеющий шасси узла гусеницы, по меньшей мере одно натяжное колесо и ленту резиновой гусеницы. Каждый из по меньшей мере одного из натяжных колес имеет два ведомых колеса, разнесенных на оси. Каждое из ведомых колес имеет сходящую на конус внешнюю поверхность с внутренним диаметром D, который всегда больше чем внешний диаметр d. Сходящие на конус внешние поверхности двух ведомых колес вместе образуют сходящий на конус профиль, который обеспечивает самоцентрирование ленты резиновой гусеницы на узле резиновой гусеницы.

Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно обеспечивает значительное самоцентрирование ленты резиновой гусеницы узла резиновой гусеницы и, вследствие этого, меньшую чувствительность к начальному смещению/отклонению от правильного положения при установке или последующему смещению/отклонению от правильного положения, вызванному боковыми силами, испытываемыми во время работы.

Еще одно преимущество состоит в том, что настоящее изобретение минимизирует вредный износ ленты резиновой гусеницы и натяжных колес, опорных колес и ведущего колеса узла резиновой гусеницы, минимизируя посредством этого дорогой ремонт и замену этих компонентов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Упомянутые выше и другие признаки и преимущества этого изобретение и способ их достижения станут более очевидны, а изобретение будет лучше понятно посредством ссылки на следующее описание варианта осуществления изобретения, сделанное в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:

Фиг. 1 представляет собой изометрическое изображение сельскохозяйственного транспортного средства, имеющего резиновые гусеничные узлы;

Фиг. 2 представляет собой изометрическое изображение узла резиновой гусеницы;

Фиг. 3 представляет собой вид спереди узла резиновой гусеницы;

Фиг. 4 представляет собой вид спереди альтернативного варианта осуществления узла резиновой гусеницы;

Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе пары ведомых колес из узла резиновой гусеницы;

Фиг. 6 представляет собой изометрическое изображение ведомого колеса;

Фиг. 7 представляет собой вид в разрезе ведомого колеса;

Фиг. 8 представляет собой изометрическое изображение ведомого колеса;

Фиг. 9A представляет собой вид в разрезе ведомого колеса;

Фиг.9B представляет собой вид в разрезе ведомого колеса;

Фиг. 9C представляет собой вид в разрезе ведомого колеса;

Фиг. 10A представляет собой вид в разрезе ведомого колеса;

Фиг. 10B представляет собой вид в разрезе ведомого колеса;

Фиг. 1C представляет собой вид в разрезе ведомого колеса;

и Фиг. 10D представляет собой вид в разрезе ведомого колеса.

Соответствующие ссылочные номера обозначают соответствующие детали на нескольких изображениях. Пояснение примером, приведенное в данном документе, иллюстрирует один вариант осуществления изобретения в одном виде, и такое пояснение примером никоим образом не следует истолковывать, как ограничение объема правовых притязаний изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее со ссылкой на чертежи, а более конкретно на фиг. 1, показан вариант осуществления прорезиненных гусеничных узлов 14 при использовании на сельскохозяйственном транспортном средстве 10. Сельскохозяйственное транспортное средство 10 имеет шасси 32 с силовой передачей 12, которое содержит ведущее колесо 18, которое приводит в движение ленту 16 резиновой гусеницы узла 14 резиновой гусеницы. Функция натяжных колес 20 состоит как в определении геометрии узла 14 резиновой гусеницы, так и в обеспечении натяжения ленты 16 резиновой гусеницы. Ведущее колесо 18 и натяжные колеса 20 прикреплены к шасси 34 узла гусеницы.

Далее, дополнительно со ссылкой на фигуры 2 и 3 показан узел 14 резиновой гусеницы, имеющий ленту 16 резиновой гусеницы, сцепленную с ведущим колесом 18, и два натяжных колеса 20, поддерживаемых ходовой частью 34 узла гусеницы. Лента 16 резиновой гусеницы приводится в движение ведущим колесом 18 и удерживается в натяжении двумя натяжными колесами 20, на которые нажимают наружу с использованием гидравлических цилиндров 26 натяжителя. Два набора 2×2 опорных колес/катков 22 обеспечивают узлу 14 резиновой гусеницы вертикальную опору, когда они катятся по внутренней поверхности ленты 16 резиновой гусеницы. Эта вертикальная опора, обеспечиваемая двумя наборами 2×2 опорных колес 22, предоставляется узлу 14 резиновой гусеницы через гидравлические цилиндры 24 подвески, прикрепленные к рычагам 30 подвески, с которыми соединены 2×2 опорные колеса 22. Показано два набора 2×2 опорных колес 22, но может быть использовано больше или меньше таких опорных колес 22. Кроме того, можно совсем не использовать 2×2 опорные колеса 22. Вместо этого, могут предоставляться отдельные индивидуально подвешенные катки/колеса, или на одном балансире катка может быть предоставлено множество катков. Также, можно не использовать гидравлические цилиндры 24 подвески. Альтернативные типы подвесок, которые можно использовать, вместо этого содержат, но без ограничения резиновые подвески, стальные пружинные подвески и пневматические пружинные подвески.

Лента 16 резиновой гусеницы снабжена центральными выступами 28, которые зацепляют ведущее колесо 18 наподобие зубьев шестерни и предотвращают проскальзывание между ведущим колесом 18 и лентой 16 резиновой гусеницы. Центральные выступы 28 также обеспечивают некоторое противодействие смещению ленты 16 резиновой гусеницы из предназначенного для нее положения с расположением по центру ведущего колеса 18 и натяжных колес 20 или смещению в боковом направлении и полному выходу из зацепления с узлом 14 резиновой гусеницы.

Фиг. 4 показывает альтернативный вариант осуществления узла 14 резиновой гусеницы, имеющего шасси 34 узла гусеницы. В этом варианте осуществления отдельное ведущее колесо 18 не предоставлено. Вместо этого одно натяжное колесо 20 представляет собой комбинацию ведомого и ведущего колеса 18/20, которая может приводить в движение ленту 16 резиновой гусеницы посредством шестеренчатого сцепления с центральными выступами 28 или может приводить в движение ленту 16 резиновой гусеницы просто посредством фрикционного контакта. Снова показан альтернативный вариант осуществления узла 14 резиновой гусеницы с 2×2 опорными катками/колесами 22, но как и ранее, вместо этого он может быть снабжен отдельными индивидуально подвешенными катками или множеством катков на одном балансире катка.

Несмотря на то, что центральные выступы 28 обеспечивают некоторое такое противодействие смещению или полному отцеплению ленты 16 резиновой гусеницы 16 от узла 14 резиновой гусеницы, если некоторые компоненты узла резиновой гусеницы смещаются, лента 16 резиновой гусеницы чувствительна к смещению и подвержена вредному износу. Для того, чтобы минимизировать эту чувствительность к смещению и обусловленному им вредному износу, в настоящем изобретении ведомые колеса 40 снабжены сужающимися внешними поверхностями 52, как показано на фиг. 5. Фиг. 5 показывает вид в разрезе натяжного колеса 20, сделанного из двух ведомых колес 40 и оси 42 натяжного колеса. Ведомые колеса 40 вращаются на ступицах 44 ведомых колес, которые двигаются, поворачиваются на подшипниках 46 ведомых колес на оси 42 натяжного колеса. Пространство между ведомыми колесами 40 выступает в качестве зазора 54 для выступов для комплекта ведомых колес для прохождения через него и направляющей центральных выступов 28 ленты 16 резиновой гусеницы (не показано на фиг. 5). Для того, чтобы способствовать входу центральных выступов 28 в зазор 54 для выступов для комплекта ведомых колес, обеспечивается наклон 56 для центрирования выступов ведомых колес. Следует отметить, что вариант осуществления натяжного колеса 20, показанный на фиг. 5, показывает ступицы 44 ведомых колес, движущиеся на подшипниках 46 ведомых колес на оси 42 натяжного колеса. В альтернативном варианте осуществления могут иметься ступицы 44 ведомых колес, прикрепленные прямо к оси 42 натяжного колеса, причем ось 42 натяжного колеса поворачивается в узле 14 резиновой гусеницы в подшипниках, другими словами так, что ведомые колеса 40 поворачиваются с фиксированным расположением друг к другу.

Настоящее изобретение предоставляет сходящий на конус профиль 50 натяжного колеса, образованный сходящей на конус внешней поверхностью 52 ободов 48 ведомых колес. Этот сходящий на конус профиль 50 натяжного колеса может образовать небольшую дугу, участок которой образует сходящая на конус внешняя поверхность 52 каждого ведомого колеса. Эта небольшая дуга может иметь центральную точку, образованную на линии, которая проходит через среднюю точку оси 40 натяжного колеса в плоскости, перпендикулярной оси 40 натяжного колеса, являющейся таким образом симметричной относительно двух ведомых колес 40, как показано на фиг. 10A. В качестве альтернативы, небольшая дуга может иметь центральную точку, расположенную на плоскости, которая не находится в одной плоскости со средней точкой оси 40 натяжного колеса или в центре между двумя ведомыми колесами 40, как показано на фиг. 10B. Для того, чтобы учитывать смещение натяжного колеса 20 от центра узла 14 резиновой гусеницы. В этом случае одно ведомое колесо 40 может быть тоньше, чем другое, или обод 48 одного ведомого колеса может быть образован с иным профилем, чем у другого. Описанная асимметрия может быть дополнительно использована для того, чтобы учитывать некоторое смещение или асимметрию, используемую в резиновой гусеничной ленте 16. Небольшая дуга сходящего на конус профиля 50 натяжного колеса может составлять участок круга, как показано на фиг. 9A. В качестве альтернативы, небольшая дуга сходящего на конус профиля 50 натяжного колеса может составлять участок эллипса, параболы или гиперболы, как показано на фиг. 9B. В еще одном альтернативном варианте сходящий на конус профиль 50 натяжного колеса может представлять собой пару прямых линий под небольшим углом θ, как показано на фиг. 9C, так что сходящая на конус внешняя поверхность 52 каждого ведомого колеса 40 представляет сегмент конуса с небольшими плоскими ребрами. В дополнительном альтернативном варианте небольшая дуга сходящего на конус профиля 50 натяжного колеса может быть прерывистой, так что, как показано на фиг. 10C, описаны две небольшие дуги, по одной для каждого ведомого колеса 40. В этом случае центральная точка каждой небольшой дуги может находиться в плоскости ближе к ведомому колесу 40, которая образует эту небольшую дугу, или может находиться в плоскости ближе к другому ведомому колесу. В дополнительном альтернативном варианте небольшая дуга сходящего на конус профиля 50 натяжного колеса может быть прерывистой, так что каждое ведомое колесо 40 образует два или более участка дуги с разными радиусами, как показано на фиг. 10D.

Так как небольшая дуга или дуги сходящего на конус профиля 50 натяжного колеса, участок которых образует сходящая на конус внешняя поверхность 52 каждого ведомого колеса, имеют центральную точку или центральные точки в направлении к средней точке оси 40 натяжного колеса от каждого ведомого колеса 40, вследствие этого, небольшая дуга или дуги сходящего на конус профиля 50 натяжного колеса образуют сходящую на конус внешнюю поверхность 52 ведомого колеса таким образом, что внутренний диаметр «D» всегда больше чем внешний диаметр «d» каждого ведомого колеса 40 каждого натяжного колеса 20. Это приводит к эффекту самоцентрирования ленты 16 резиновой гусеницы, когда она проходит по натяжным колесам 20. Таким образом, становится минимальной чувствительность ленты 16 резиновой гусеницы к начальному смещению/отклонению от правильного положения при установке на узел 14 резиновой гусеницы или к последующему смещению/отклонению от правильного положения вследствие боковых сил, испытываемых во время работы. Также становится минимальным контакт и итоговый износ между центральными выступами 28 ленты 16 резиновой гусеницы и внутренними поверхностями ведомых колес 40, или между центральными выступами 28 и аналогичными внутренними поверхностями ведущего колеса 18 или 2×2 опорных колес 22. Кроме того, лента 16 резиновой гусеницы узла 14 резиновой гусеницы может иметь внутреннюю поверхность, которая имеет изогнутый профиль, совпадающий с небольшой дугой или дугами сходящего на конус профиля 50 натяжного колеса. Кроме того, каждое из ведущего колеса 18 и колес 2×2 опорных колес 22 также может иметь по меньшей мере частично изогнутые внешние поверхности, которые образуют сходящие на конус профили, аналогичные описанному сходящему на конус профилю 50 натяжного колеса.

Далее, дополнительно со ссылкой на фигуры 6-8, вариант осуществления ведомого колеса 40 натяжного колеса 20 показан на разных изображениях. Фиг. 6 представляет собой изометрическое изображение под небольшим углом, Фиг. 7 представляет собой вид в разрезе, а Фиг. 8 представляет собой изометрическое изображение под большим углом. Каждое ведомое колесо 40 также снабжено ободом 48 ведомого колеса, имеющим сходящую на конус внешнюю поверхность 52 ведомого колеса и наклон 56 для центрирования ведомого колеса.

1. Узел (14) резиновой гусеницы для транспортного средства (10), содержащий:

шасси (34) узла гусеницы;

по меньшей мере одно натяжное колесо (20) и

ленту (16) резиновой гусеницы,

отличающийся тем, что

каждое натяжное колесо (20) имеет два ведомых колеса (40), разнесенных на оси (42), при этом каждое из двух ведомых колес (40) имеет сходящую на конус внешнюю поверхность (52), имеющую внутренний диаметр (D) и внешний диаметр (d), причем внутренний диаметр (D) больше, чем внешний диаметр (d), и причем сходящие на конус внешние поверхности (52) двух ведомых колес (40) вместе образуют сходящий на конус профиль (50) для обеспечения самоцентрирования ленты (16) резиновой гусеницы на узле (14) резиновой гусеницы.

2. Узел по п. 1, в котором

сходящие на конус внешние поверхности (52) двух ведомых колес (40) образуют в поперечном разрезе сходящий на конус профиль (50), который представляет собой профиль из пары прямых линий под небольшим углом (θ), участок круга, участок эллипса, параболы или гиперболы.

3. Узел по любому из пп. 1,2, в котором

сходящий на конус профиль (50) является симметричным относительно точки на линии, пересекающей среднюю точку оси натяжного колеса (20) в плоскости, которая находится посередине между двумя ведомыми колесами (40) и перпендикулярна оси натяжного колеса (20), и таким образом сходящие на конус внешние поверхности (52) двух ведомых колес (40) имеют идентичный профиль.

4. Узел по пп. 1,2, в котором

сходящий на конус профиль (50) является симметричным относительно точки на линии, которая пересекает ось натяжного колеса (20) в плоскости, которая находится не посередине между двумя ведомыми колесами (40), но перпендикулярна оси натяжного колеса (20), и таким образом сходящие на конус внешние поверхности (52) двух ведомых колес (40) имеют неодинаковый профиль.

5. Узел по пп. 1,2, в котором

сходящий на конус профиль (50) является прерывистым, так что каждая сходящая на конус внешняя поверхность (52) каждого из двух ведомых колес (40) образует отдельный сходящий на конус профиль (50), представляющий собой одно из круга, участка эллипса, параболы или гиперболы, причем каждый отдельный сходящий на конус профиль (50) симметричен относительно точки на отдельной линии, пересекающей ось натяжного колеса (20) в отдельной плоскости, которая не находится посередине между двумя ведомыми колесами (40), но перпендикулярна оси натяжного колеса (20).

6. Узел по любому из пп.1-5, в котором

сходящий на конус профиль (50) является прерывистым, так что по меньшей мере одна сходящая на конус внешняя поверхность (52) по меньшей мере одного из двух ведомых колес (40) имеет по меньшей мере два дуговых участка с разными радиусами.

7. Узел по любому из пп.1-6, дополнительно содержащий

обод (48) ведомого колеса, прикрепленный к каждому ведомому колесу (40), при этом обод (48) ведомого колеса имеет сходящую на конус внешнюю поверхность (52), образующую сходящий на конус профиль (50).

8. Узел по любому из пп.1-7, в котором

лента (16) резиновой гусеницы имеет внутреннюю поверхность, которая имеет сходящий на конус профиль, совпадающий со сходящим на конус профилем (50), образованным сходящей на конус внешней поверхностью (52) двух ведомых колес (40).

9. Узел по любому из пп.1-8, в котором

по меньшей мере одно натяжное колесо (20) дополнительно содержит два ведомых колеса (40).

10. Узел по пп. 1-9, в котором

два ведомых колеса (40) имеют ступицы (44), крутящиеся на подшипниках (46) на оси (42).

11. Узел по пп. 1-9, в котором

два ведомых колеса (40) прикреплены к оси (42), и ось (42) выполнена с возможностью поворота на подшипниках (46), прикрепленных по меньшей мере к одному узлу (14) резиновой гусеницы, так что два ведомых колеса (40) выполнены с возможностью поворота с фиксированным расположением друг к другу.

12. Узел по любому из пп.1-11, дополнительно содержащий

ведущее колесо (18) и по меньшей мере одно опорное колесо (22), причем по меньшей мере одно из ведущего колеса (18) и по меньшей мере одного опорного колеса (22) дополнительно снабжено сходящей на конус внешней поверхностью, образующей сходящий на конус профиль, аналогичный сходящим на конус внешним поверхностям (52), образующим сходящий на конус профиль (50) ведомых колес (40) по меньшей мере одного натяжного колеса (20).

13. Узел по п. 9, в котором

одно из по меньшей мере двух натяжных колес (20) дополнительно выполнено с возможностью функционирования в качестве ведущего колеса (18).