ВЕДУЩЕЕ КОЛЕСО И СИСТЕМА ПРИВОДА ДЛЯ ГУСЕНИЧНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DRIVE WHEEL AND DRIVE SYSTEM FOR CATERPILLAR VEHICLE

ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТ
Настоящая заявка испрашивает приоритет по дате подачи заявки №102017000055909 на патент Италии, поданной 23 мая 2017 года, которая приведена здесь в полном объеме в качестве ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к ведущему колесу гусеничного транспортного средства, в частности гусеничного снегоочистителя.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Как правило, ведущее колесо гусеничного снегоочистителя является частью системы привода, которая в дополнение к вышеупомянутому ведущему колесу содержит ведомое колесо; и гусеницу, которая проходит вокруг ведущего колеса и ведомого колеса. Гусеница содержит множество лент, выполненных из эластомерного материала, и множество поперечных звеньев, прикрепленных к лентам и распределенных по гусенице. Ведущее колесо снабжено радиальными выступами, которые зацепляются с поперечными звеньями между лентами. Система привода вышеуказанного типа описана в заявке на патент DE 103 20 523 А1 и имеет недостаток, заключающийся в том, что гусеница возвращается по многоугольной траектории, которая создает вибрации на борту транспортного средства.
В соответствии с альтернативным вариантом выполнения, описанным в заявке на патент EP 2,285,651, система привода содержит цепь, соединенную с поперечными элементами, а ведущее колесо выполнено с возможностью зацепления с цепью.
Системы привода для гусеничных транспортных средств указанного выше типа обеспечивают надежное зацепление без проскальзывания между ведущим колесом и гусеницей, но, в частности, при высоких скоростях, создают вибрации в ущерб комфорту и износу компонентов системы привода.
Чтобы избежать проблемы, отмеченной выше, Заявитель предложил техническое решение, которое описано в заявке WO 2015/132741 и имеет ведущее колесо, которое выполнено с возможностью зацепления за зубчатую ленту, которая прикреплена к поперечным звеньям и изготовлена из эластомерного материала.
Это техническое решение, по сравнению с ранее описанными техническими решениями, способно поглощать удары и уменьшать вибрации транспортного средства, но требует зубчатой ленты, изготовленной из эластомерного материала, который является достаточно прочным для поглощения высоких сдвиговых напряжений, в частности, когда гусеничное транспортное средство поднимается по очень крутым дорогам. В этих условиях эксплуатации зубья ленты подвергаются особой нагрузке, и конструкция зубчатых лент, подходящих для этой цели и в то же время надежных и долговечных, является сложной и дорогой.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить техническое решение для устранения недостатков известного уровня техники.
В соответствии с настоящим изобретением предложено ведущее колесо для перемещения гусеницы гусеничного транспортного средства, причем ведущее колесо содержит обод, выполненный с возможностью соединения с исполнительным механизмом и проходящий вокруг оси вращения; цилиндрическую поверхность для поддержки и возврата направляющей ленты гусеницы; и множество зубьев, выполненных за одно целое с ободом для передачи движущей силы на направляющие гусеницы, установленные на поперечных звеньях гусеницы.
В соответствии с настоящим изобретением направляющая лента возвращается по круговой траектории, и движение от привода передается от зубьев к поперечным звеньям гусеницы. Цилиндрическая поверхность позволяет приводить в движение направляющую ленту по полукруглой траектории и предотвращает ее наматывание по многоугольной траектории, и в то же время позволяет поглощать любые удары, передаваемые зубьями к поперечным звеньям.
В частности, ведущее колесо содержит кольцо, которое определяет указанную цилиндрическую поверхность и соединено с ободом с возможностью вращения вокруг оси вращения.
На практике ведущее колесо передает движущую силу непосредственно на поперечные звенья, которые зацепляются с ведущим колесом и, в свою очередь, передают движущую силу на ленты, которые, в свою очередь, передают движущую силу на другие поперечные звенья, которые не зацепляются с ведущим колесом. Кольцо, находящееся в контакте с направляющей лентой, не может передавать движущую силу на направляющую ленту, поскольку кольцо, находящееся в контакте с направляющей лентой, может вращаться вхолостую относительно обода ведущего колеса. Таким образом, любая разница в скорости между ведущим колесом и направляющей лентой не вызывает натяжения направляющей ленты.
Более подробно, обод содержит внешнюю поверхность; причем указанное кольцо расположено вдоль внешней поверхности так, чтобы облегчать сборку.
В частности, ведущее колесо содержит подшипник, вставленный между ободом и кольцом, чтобы облегчать вращение кольца относительно обода.
В частности, кольцо выполнено из материала с низким коэффициентом трения и находится в контакте с ободом; в частности, кольцо содержит кольцевую канавку, а обод содержит кольцевое ребро, зацепляющее с возможностью скольжения кольцевую канавку кольца.
Такое решение является особенно экономичным, поскольку нет необходимости использовать подшипник.
В частности, в некоторых вариантах выполнения цилиндрическая поверхность является поверхностью трения для предотвращения проскальзывания между направляющей лентой и цилиндрической поверхностью.
В частности, зубья установлены на одной боковой стенке обода и отстоят от цилиндрической поверхности на заданное расстояние в направлении, параллельном оси вращения, чтобы обеспечить пространство для прохождения выступающих частей гусеницы, таких как, например, направляющие гусеницы.
В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения зубья являются радиальными зубьями с профилем зубьев зубчатого колеса и выполнены с возможностью зацепления с направляющими гусеницы.
В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения зубья представляют собой осевые зубья цилиндрической формы, выполненные с возможностью зацепления с выступающими частями направляющих гусеницы.
В частности, ведущее колесо содержит два ряда зубьев, расположенных на противоположных сторонах цилиндрической поверхности, в частности два ряда зубьев равномерно разнесены от цилиндрической поверхности для симметричного распределения передачи движущей силы относительно направляющей поверхности.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение системы привода, в которой отсутствуют недостатки известного уровня техники.
В соответствии с настоящим изобретением обеспечена система привода гусеничного транспортного средства, в частности снегоочистителя, причем система содержит ведущее колесо ранее описанного типа; и гусеницу, которая содержит направляющую ленту, изготовленную из армированного эластомерного материала; множество поперечных звеньев, которые прикреплены к направляющей ленте и проходят поперечно направляющей ленты; и множество направляющих гусеницы, в которых направляющая лента выполнена с возможностью контакта с цилиндрической поверхностью ведущего колеса; и каждая направляющая гусеницы прикреплена к соответствующему поперечному звену и выполнена с возможностью зацепляться за зубья ведущего колеса.
Направляющая лента продвигается направляющими гусеницы и поперечными звеньями и направляется ведущим колесом. Направляющая лента имеет функцию демпфирования передачи вибраций между поперечными звеньями и ведущим колесом.
В частности, направляющая лента имеет ширину, превышающую ширину цилиндрической поверхности ведущего колеса.
В частности, направляющая лента является зубчатой вдоль внутренней поверхности, выполненной с возможностью контактировать с цилиндрической поверхностью ведущего колеса, причем зубья направляющей ленты выполнены за одно целое с направляющей лентой или прикреплены к направляющей ленте.
Зубья направляющей ленты служат для повышения деформационной способности направляющей ленты и ее способности поглощать удары и позволяют размещать часть направляющей в межзубных промежутках.
В частности, каждая направляющая гусеницы содержит два элемента, расположенных на противоположных сторонах направляющей ленты, чтобы не мешать цилиндрической поверхности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего далее описания неограничивающих изобретение вариантов его выполнения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
– Фигура 1 представляет собой вид сбоку гусеничного транспортного средства, снабженного системой привода, сконструированной в соответствии с настоящим изобретением, с некоторыми частями, удаленными для наглядности;
– Фигура 2 представляет собой вид сзади в увеличенном масштабе с некоторыми частями, удаленными для наглядности и частями в разрезе детали Фигуры 1, включая ведущее колесо;
– Фигура 3 представляет собой вид сбоку ведущего колеса, показанного на Фигуре 2, в увеличенном масштабе с некоторыми частями, удаленными для наглядности, и частями в разрезе;
– Фигура 4 представляет собой вид в изометрии варианта ведущего колеса, с некоторыми частями, удаленными для наглядности;
– Фигура 5 представляет собой вид сбоку ведущего колеса, показанного на Фигуре 2, с некоторыми частями, удаленными для наглядности, и частями в разрезе; и
– Фигура 6 представляет собой вид в разрезе варианта гусеницы, показанной на Фигуре 2, с некоторыми частями, удаленными для наглядности.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фигуре 1 ссылочная позиция 1 в целом обозначает гусеничное транспортное средство для подготовки лыжных склонов и выполненное с возможностью перемещения в направлении движения D1. Гусеничное транспортное средство 1 содержит шасси 2; две системы привода 3 (только одна показана на Фигуре 1); кабину 4; и двигатель 5. Каждая система привода 3 содержит одно ведущее колесо 6; одно ведомое колесо 7; и гусеницу 8, проходящую вокруг ведущего колеса 6 и ведомого колеса 7.
Каждое ведущее колесо 6 соответствует заднему колесу гусеничного транспортного средства 1, может вращаться вокруг оси вращения А1 и приводится в действие предпочтительно гидравлическим или электрическим приводом 9 (Фигура 2), образующим часть системы привода 3.
Каждое ведомое колесо 7 соответствует переднему колесу гусеничного транспортного средства 1, может вращаться вокруг оси вращения А2, параллельной оси вращения А1, и поддерживается с помощью шасси 2 с возможностью выборочного перемещения в направлении, параллельном направлению движения D1 в обоих направлениях, чтобы обеспечить гусенице 8 необходимое натяжение в любых рабочих условиях.
Гусеница 8 содержит верхний участок и нижний участок, вдоль которого проходит ведущий участок 10, который при использовании находится в контакте с землей для переноса массы гусеничного транспортного средства 1 и движущей силы, передаваемой двигателем 5 на землю через кинематическую цепь до ведущих колес 6.
Каждая система привода 3 содержит по меньшей мере одно опорное устройство 11, которое имеет функцию переноса части массы гусеничного транспортного средства 1 на соответствующую гусеницу 8 и прижатия ведущего участка 10 к земле. В показанном случае каждая система привода 3 содержит два опорных устройства 11, выровненных друг с другом в направлении D1 и расположенных между ведущим колесом 6 и ведомым колесом 7.
В общем, опорные устройства могут иметь конфигурации, отличные от показанных.
Каждая гусеница 8 содержит множество поперечных звеньев 12; множество лент 13 и 14 (Фигура 2), которые изготовлены из армированного эластомерного материала, замкнуты в петлю и прикреплены к поперечным звеньям 12; и множество направляющих 15 гусеницы. Каждая направляющая 15 гусеницы имеет функцию предотвращения смещения гусеницы 8 относительно ведущего колеса 6 и ведомого колеса 7; закрепления соответствующего поперечного звена 12 на направляющей ленте 14; и взаимодействия с ведущим колесом 6 для передачи движущей силы с ведущего колеса 6 на гусеницу 8.
На Фигуре 2 поперечные звенья 12 могут иметь ширину, меньшую ширины гусеницы 8 и соединять только некоторые ленты 13 и 14. Для того чтобы соединять все ленты 13 и 14, поперечные звенья 12 расположены в шахматном порядке. Каждая направляющая 15 гусеницы содержит два противоположных элемента 16, разнесенных друг от друга и установленных зеркально на одном поперечном звене 12. Каждый элемент 16 содержит крепежный участок для соединения элемента 16 с поперечным звеном 12 с помощью винтов и болтов; и направляющий участок, который проходит над направляющей лентой 14 и по направлению к ведущему колесу 6, чтобы натягивать направляющую ленту 14 на поперечном звене 12 и направлять направляющую 8 относительно ведущего колеса 6.
Направляющая лента 14 выполнена с возможностью взаимодействия с ведущим колесом 6, ведомым колесом 7 и опорными устройствами 11 (Фигура 1). В данном случае направляющая лента 14 расположена в центральном положении и является зубчатой вдоль внутренней поверхности. Зубья могут быть выполнены за одно целое во время процесса изготовления направляющей ленты 14 или прикреплены впоследствии. Направляющий участок элемента 16 частично расположен в пространстве между двумя последовательными зубьями направляющей ленты 14 и контактирует с ведущим колесом 6 во время любого перемещения гусеницы 8 относительно ведущего колеса 6 параллельно оси вращения А1.
Ленты 13 расположены на противоположных сторонах направляющей ленты 14 и имеют единственную функцию соединения поперечных звеньев 12 друг с другом. Каждое поперечное звено 12 соединено с лентами 13 посредством пластин 17, прикрепленных болтами к поперечным звеньям 12. На практике пластины 17 прикреплены к поперечным звеньям 11 таким образом, чтобы закрыть часть лент 13, подобно сэндвич–структуре.
Каждое ведущее колесо 6 содержит обод 18, который выполнен с возможностью соединения с исполнительным механизмом 9 и проходит вокруг оси вращения А1; цилиндрическую поверхность 19 для поддержки и возврата направляющей ленты 14; и множество зубьев 20, выполненных за одно целое с ободом 18 для передачи движущей силы на направляющие 15 гусеницы, установленные на поперечных звеньях 12 гусеницы 8. В показанном случае ведущее колесо 6 содержит кольцо 21, которое определяет цилиндрическую поверхность 19 и соединено с ободом 18 с возможностью вращения вокруг оси вращения А1. Более подробно и со ссылкой на Фигуру 3, обод 18 содержит внешнюю поверхность 22, вдоль которой кольцо 21 установлено в равноудаленном положении от двух краев обода 18. В частности, кольцо 21 установлено на ободе 18 посредством вставки подшипника 23.
Цилиндрическая поверхность 19 представляет собой поверхность трения, выполненную с возможностью зацепления с направляющей лентой 14. В частности, цилиндрическая поверхность 19 выполнена с накаткой и/или изготовлена из резины.
Зубья 20 установлены на боковых краях обода 18, образуя два ряда зубьев 20 или звездочек, и отстоят от цилиндрической поверхности 19 на заданное расстояние.
В показанном случае зубья 20 являются радиальными зубьями с профилем зубьев зубчатого колеса и при использовании расположены циклически в контакте с крепежным участком элемента 16 направляющей 15 гусеницы, в то время как направляющая лента 14 находится в контакте с цилиндрической поверхностью 19. На практике функция передачи движущей силы возникает между зубьями 20 и поперечными звеньями 12 за счет использования направляющей 15 гусеницы, в то время как опорная функция гусеницы 8 обеспечивается соединением между направляющей лентой 14 и кольцом 21.
На Фигуре 4 ссылочная позиция 24 обозначает вариант ведущего колеса 6 (Фигура 2). Ведущее колесо 24 содержит обод 25, который выполнен с возможностью соединения с исполнительным механизмом 9 (Фигура 2) и проходит вокруг оси вращения А1; цилиндрическую поверхность 26 для поддержки и возврата направляющей ленты 14 (Фигура 3); и множество зубьев 27, выполненных за одно целое с ободом 25 для передачи движущей силы на направляющие 15 гусеницы (Фигура 3).
В показанном примере цилиндрическая поверхность 26 определяет внешнюю поверхность обода 25, а колесо 24 не имеет кольца, вращающегося относительно обода 25.
Зубья 27 установлены на ободе 25 и проходят параллельно оси вращения А1 и выступают в поперечном направлении относительно цилиндрической поверхности 26.
В проиллюстрированном варианте выполнения ведущее колесо 24 не имеет кольца, установленного с возможностью вращения относительно обода вокруг оси А1, и цилиндрическая поверхность должна быть особенно гладкой, чтобы допускать проскальзывание между направляющей лентой 14 (Фигура 2) и ободом 25. В отличие от ведущего колеса 6 (Фигуры 2 и 3), ведущее колесо 24 передает движущую силу на выступающую часть элементов 16 направляющих 15 гусеницы и его легче изготовить, чем ведущее колесо 6.
На Фигуре 5 ссылочная позиция 28 обозначает вариант ведущего колеса 6 (Фигура 2). Ведущее колесо 28 содержит обод 29, который выполнен с возможностью соединения с исполнительным механизмом 9 (Фигура 2) и проходит вокруг оси вращения А1; цилиндрическую поверхность 30 для поддержки и возврата направляющей ленты 14 (Фигура 3); и множество зубьев 31, выполненных за одно целое с ободом 29 для передачи движущей силы на направляющие 15 гусеницы (Фигура 3).
В показанном случае ведущее колесо 28 содержит кольцо 32, которое определяет цилиндрическую поверхность 30 и соединено с ободом 29 с возможностью вращения вокруг оси вращения А1. Более подробно, обод 18 содержит внешнюю поверхность 33, вдоль которой проходит кольцевое ребро 34, которое действует как направляющая для кольца 32 и предотвращает боковое скольжение кольца 32 относительно обода 29 вдоль оси А1. Кольцо 32 содержит кольцевую канавку 35, в которой находится кольцевое ребро 34.
Кольцо 32 изготовлено из материала с низким коэффициентом трения, и нет необходимости вставлять подшипник между ободом 29 и кольцом 32. Кроме того, кольцо 32 выполнено из по меньшей мере двух частей, и в данном случае содержит два полукольца, аксиально соединенных друг с другом.
На Фигуре 6 ссылочная позиция 36 обозначает вариант гусеницы 8 (Фигура 2). Гусеница 36 отличается от гусеницы 6 (Фигура 2) тем, что она содержит направляющую 37 гусеницы с двумя выступающими частями 38, выполненными за одно целое; и направляющую ленту 39, которая зажата между поперечным звеном 12 и направляющей 37 гусеницы и по существу имеет подшипники 40, которые образуют набор зубьев вдоль внутренней поверхности направляющей ленты 39. Подшипники 40 предпочтительно крепятся к направляющей ленте 39 путем вулканизации и имеют функцию определения межзубных промежутков, в которых размещается часть направляющих 37 гусеницы.
Различные типы колес, раскрытые в настоящем описании, могут взаимодействовать с обеими описанными гусеницами.