Ведущее колесо и система привода для гусеничного транспортного средства
Изобретение относится к системе привода для гусеничного транспортного средства, используемого для подготовки лыжных склонов. Привод содержит ведущее колесо, вращающееся вокруг первой оси вращения, ведомое колесо, вращающееся вокруг второй оси вращения, параллельной первой оси вращения, гусеницу, содержащую множество лент и множество металлических зацепов, прикрепленных к ленте. По меньшей мере одна лента имеет одну непрерывную зубчатую ленту, которая продолжается вдоль внутренней поверхности ленты и выполнена с возможностью зацепляться за ведущее колесо. Достигается упрощение конструкции. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.
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.
1. Ведущее колесо для перемещения гусеницы гусеничного транспортного средства, причем ведущее колесо (6; 24; 28) содержит:
обод (18; 25; 29), выполненный с возможностью соединения с исполнительным механизмом (9) и проходящий вокруг оси вращения (А1);
цилиндрическую поверхность (19; 26; 30) для поддержки и возврата направляющей ленты (14; 39) гусеницы (8; 36);
множество зубьев (20; 27; 31), выполненных за одно целое с ободом (18; 25; 29) для передачи движущей силы на направляющие (15; 37) гусеницы, установленные на поперечных звеньях (12) гусеницы (8; 36);
и кольцо (21; 32), которое определяет цилиндрическую поверхность (19; 30) и связано с ободом (18; 29) с возможностью вращения вокруг оси вращения (A1).
2. Ведущее колесо по п. 1, в котором обод (18; 29) содержит внешнюю поверхность (22); причем кольцо (21; 32) расположено вдоль внешней поверхности (22; 33).
3. Ведущее колесо по любому из пп. 1, 2, содержащее подшипник (23), расположенный между ободом (18) и кольцом (21).
4. Ведущее колесо по любому из пп. 1, 2, в котором кольцо (32) выполнено из материала с низким коэффициентом трения и расположено в контакте с ободом (29); в частности, кольцо (32) содержит кольцевую канавку (35), а обод (29) содержит кольцевое ребро (34), зацепляющееся с возможностью скольжения с кольцевой канавкой (35) кольца (32).
5. Ведущее колесо по любому из пп. 1-4, в котором зубья (20; 27; 31) установлены на одной боковой стенке обода (18; 25; 29).
6. Ведущее колесо по любому из пп. 1-5, в котором зубья (20; 27; 31) размещены на заданном расстоянии от цилиндрической поверхности (19; 26; 30) в направлении, параллельном оси вращения (А1).
7. Ведущее колесо по любому из пп. 1-6, в котором зубья (20; 31) являются радиальными зубьями с профилем зубьев зубчатого колеса.
8. Ведущее колесо по любому из пп. 1-6, в котором зубья (27) представляют собой осевые зубья цилиндрической формы.
9. Ведущее колесо по любому из пп. 1-8, содержащее два ряда зубьев (20; 27; 31), расположенных на противоположных сторонах цилиндрической поверхности, в частности два ряда зубьев (20; 27) расположены на равном расстоянии от цилиндрической поверхности (19; 26).
10. Система привода гусеничного транспортного средства, причем система содержит ведущее колесо (6; 24; 28) по любому из пп. 1-9 и гусеницу (8; 36), которая содержит направляющую ленту (14; 39), изготовленную из армированного эластомерного материала; множество поперечных звеньев (12), которые прикреплены к направляющей ленте (14; 39) и проходят поперечно направляющей ленте (14; 39); и множество направляющих (15; 37) гусеницы, причем направляющая лента (14; 39) выполнена с возможностью контакта с цилиндрической поверхностью (19; 26; 30) ведущего колеса (6; 24; 28); и каждая направляющая (15; 37) гусеницы прикреплена к соответствующему поперечному звену (12) и выполнена с возможностью зацепления за зубья (20; 27; 29) ведущего колеса (6; 24; 28).
11. Система по п. 10, в которой направляющая лента (14; 39) имеет ширину, превышающую ширину цилиндрической поверхности (19; 26; 30) ведущего колеса (6; 24; 28).
12. Система по любому из пп. 10, 11, в которой направляющая лента (14; 39) является зубчатой вдоль внутренней поверхности, выполненной с возможностью контакта с цилиндрической поверхностью (19; 26; 30) ведущего колеса (6; 24; 28), причем зубья направляющей ленты (14; 39) выполнены за одно целое с направляющей лентой (14; 39) или прикреплены к направляющей ленте (14; 39).
13. Система по любому из пп. 10-12, в которой каждая направляющая (15) гусеницы содержит два элемента (16), расположенных на противоположных сторонах направляющей ленты (14; 39).
14. Система по любому из пп. 10-13, в которой гусеничное транспортного средство является снегоочистителем.
15. Гусеничное транспортное средство, которое содержит по меньшей мере две системы привода (3) по любому из предыдущих пп. 10-14.
