DE102015208614B3 - Caterpillar for a piste grooming vehicle and piste grooming vehicle with a track drive and working method of a track drive of a piste grooming vehicle - Google Patents
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Abstract
1. Kettenfahrzeug (10) sowie Kettenlaufwerk (20) für ein Kettenfahrzeug (10) und Arbeitsverfahren eines Kettenlaufwerks (20). 2.1. Aus dem Stand der Technik sind Kettenlaufwerke (20) für ein Kettenfahrzeug (10) bekannt. Ein solches Kettenlaufwerk (20) umfasst ein Antriebsrad (30) mit einer Außenverzahnung und durch Zahnlücken (34) voneinander beabstandeten Zähnen (32) dieser Außenverzahnung. Das Kettenlaufwerk (20) umfasst eine Kette (50) mit einer Mehrzahl von Kettengliedern (60), die vom jeweils benachbarten Kettenglied (60) um einen Teilungsabstand (d) beabstandet sind. Die Kettenglieder (60) verfügen jeweils über einen Spurbügel (62), der im Betrieb des Kettenlaufwerks (20) in Eingriff mit einer Zahnlücke (34) des Antriebsrad (30) gelangt und der eine zum Antriebsrad (30) gerichtete Kontaktfläche (64) aufweist, die in Berührkontakt mit einer Innenfläche (36) der jeweiligen Zahnlücke (34) gelangt. 2.2. Es wird vorgeschlagen, die Formgebungen der Zahnlücken (34) des Antriebsrades (30) und des Spurbügels (62) derart aufeinander abzustimmen, dass in einer Neutrallage, in der ein Spurbügel (62) derart in einer Zahnlücke (34) des Antriebsrades (30) angeordnet ist, dass seine Mittelachse (6) mit der Radialrichtung (3) des Antriebsrades (30) übereinstimmt, ein Berührkontakt zwischen dem Spurbügel (62) und dem Antriebsrad (30) nur entlang zweier Kontaktlinien (70a, 70b) gegeben ist.1. Tracked vehicle (10) and chain drive (20) for a tracked vehicle (10) and method of operation of a tracked drive (20). 2.1. Chain drives (20) for a tracked vehicle (10) are known from the prior art. Such a chain drive (20) comprises a drive wheel (30) with external teeth and tooth spaces (34) spaced from each other teeth (32) of this external toothing. The chain drive (20) comprises a chain (50) with a plurality of chain links (60) which are spaced from the respective adjacent chain link (60) by a pitch (d). The chain links (60) each have a track bracket (62) which engages in the operation of the track drive (20) in engagement with a tooth space (34) of the drive wheel (30) and which has a drive wheel (30) directed contact surface (64) which comes into contact contact with an inner surface (36) of the respective tooth gap (34). 2.2. It is proposed to match the shapes of the tooth spaces (34) of the drive wheel (30) and the track rail (62) in such a way that in a neutral position, in which a track bracket (62) in a tooth space (34) of the drive wheel (30). is arranged so that its central axis (6) with the radial direction (3) of the drive wheel (30) coincides, a contact contact between the track bracket (62) and the drive wheel (30) is given only along two contact lines (70a, 70b).
Description
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKAREA OF APPLICATION AND PRIOR ART
Die Erfindung betrifft ein Kettenlaufwerk für ein Pistenpflegefahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, ein Pistenfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 sowie ein Arbeitsverfahren eines Kettenlaufwerks nach dem Oberbegriff von Anspruch 7.The invention relates to a track drive for a piste maintenance vehicle having the features of the preamble of claim 1, a piste vehicle according to the preamble of claim 6 and a working method of a track drive according to the preamble of claim 7.
Die Erfindung betrifft Pistenpflegefahrzeuge mit Kettenlaufwerk sowie deren Kettenlaufwerke. Bei solchen Pistenpflegefahrzeugen ist die Steigfähigkeit, also die Fähigkeit des Fahrzeugs, auf Schneeflächen auch steile Anstiege zu bewältigen, von erheblicher Bedeutung. Eines der Kriterien, welches die Steigfähigkeit begünstigt, ist die Konfiguration des Kettenlaufwerks auf vergleichsweise große Scherfelder. Unter Scherfeldern werden die Bereiche der Schneeoberfläche verstanden, die zwischen zwei Kettenstegen der Kette und deren Eindringort in die Schneedecke liegen. Ein größerer Abstand der Kettenglieder mitsamt Kettenstegen ist wünschenswert, um den eindringenden Kettenstegen ausreichend Halt zu geben.The invention relates to piste maintenance vehicles with chain drive and their chain drives. In such piste maintenance vehicles, the ability to climb, ie the ability of the vehicle to cope with steep inclines on snow surfaces, is of considerable importance. One of the criteria that favors climbing ability is the configuration of the track drive on relatively large shear fields. By shear fields is meant the areas of the snow surface which lie between two chain webs of the chain and their penetration into the snowpack. A greater distance of the chain links together with chain webs is desirable to give the penetrating chain webs sufficient support.
Anforderung an das Kettenlaufwerk eines Pistenpflegefahrzeugs ist jedoch auch der komfortable Betrieb, da der Fahrer solcher Pistenpflegefahrzeuge häufig über viele Stunden das Pistenpflegefahrzeug nutzt. Ein großer Abstand zwischen den Kettengliedern und Kettenstegen führt jedoch dazu, dass die Laufräder des Kettenlaufwerks in Vertikalrichtung stärker schwingen, was den Fahrkomfort reduziert.A requirement for the track drive of a snow grooming vehicle, however, is also the comfortable operation, since the driver of such grooming vehicles frequently uses the grooming vehicle over many hours. However, a large distance between the chain links and chain webs causes the wheels of the track drive to vibrate more in the vertical direction, which reduces the ride comfort.
Zur Erzielung eines vergleichsweise großen Abstandes zwischen den Kettengliedern und Kettenstegen bei gleichzeitig nur vergleichsweise geringen Vibrationen an den Laufrädern ist versucht worden, die Breite der Spurbügel der Kettenglieder zu erhöhen. Dies hat zwar in Hinblick auf das Vibrationsverhalten der Laufräder Erfolg gezeigt. Allerdings wurden anderweitige verbesserungsfähige Effekte festgestellt. Die bekannte Formgebung der Zahnlücken des Antriebsrades und der Kontaktfläche der Spurbügel ist darauf ausgerichtet, Flächenkontakt hervorzurufen. Mit den breiteren Spurbügeln ist auch die Kontaktfläche größer geworden. Vermutlich hieraus haben sich Änderungen in Hinblick auf das Geräuschverhalten solcher Kettenlaufwerke ergeben.In order to achieve a comparatively large distance between the chain links and chain webs at the same time only relatively small vibrations on the wheels has been trying to increase the width of the track bracket of the chain links. This has indeed been successful in terms of the vibration behavior of the wheels. However, other improvements were found. The known shape of the tooth gaps of the drive wheel and the contact surface of the track bracket is designed to cause surface contact. With the wider track bends, the contact area has also become larger. Presumably this has resulted in changes with regard to the noise behavior of such crawler tracks.
Der schlagartige Flächenkontakt zwischen Spurbügeln und Antriebsrad führt zu einer merklichen Erhöhung der Lautstärke. Weiterhin kann dieser großflächige und schlagartige Kontakt, der im Betrieb des Kettenlaufwerks entsteht, die Ausbildung nachteiliger stehender Wellen in der Kette begünstigen.The sudden surface contact between track brackets and drive wheel leads to a noticeable increase in volume. Furthermore, this large-scale and sudden contact, which arises in the operation of the track drive, favor the formation of adverse standing waves in the chain.
Ein gattungsgemäßes Kettenlaufwerk, ein gattungsgemäßes Pistenpflegefahrzeug sowie ein gattungsgemäßes Arbeitsverfahren sind aus der
Die
Die Gestaltung mit verbreiterten Spurbügeln lässt sich der
Aus der
AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kettenlaufwerk für Pistenpflegefahrzeuge zur Verfügung zu stellen, welches die Anforderungen vergleichsweise großer Scherfelder bei gleichzeitig vergleichsweise geringer Geräuschemission des Kettenlaufwerks erfüllt.The object of the invention is to provide a chain drive for piste maintenance vehicles, which meets the requirements of comparatively large shear fields while maintaining comparatively low noise emission of the track drive.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Kettenlaufwerk für ein Pistenfahrzeug nach Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is achieved by a track drive for a snow groomer according to claim 1.
Das erfindungsgemäße Kettenlaufwerk umfasst ein Antriebsrad mit einer Außenverzahnung und durch Zahnlücken voneinander beabstandeten Zähnen dieser Außenverzahnung. Das Kettenlaufwerk umfasst eine Kette, die aus einem oder mehreren Bändern besteht, an denen in einem Teilungsabstand Kettenglieder angebracht sind. Die Kettenglieder verfügen jeweils über einen Spurbügel, der im Betrieb des Kettenlaufwerks in Eingriff mit einer Zahnlücke des Antriebsrad gelangt und der eine zum Antriebsrad gerichtete Kontaktfläche aufweist, die in Berührkontakt mit einer Innenfläche der jeweiligen Zahnlücke gelangt. Das Kettenlaufwerk umfasst eine Kette mit einer Mehrzahl von Kettengliedern, die vom jeweils benachbarten Kettenglied um den Teilungsabstand beabstandet sind.The chain drive according to the invention comprises a drive wheel with an external toothing and tooth spaces of spaced teeth of this external toothing. The track drive comprises a chain consisting of one or more belts to which chain links are attached at a pitch. The chain links each have a track bracket which engages the operation of the track drive in engagement with a tooth space of the drive wheel and having a drive wheel directed contact surface which comes into contact with an inner surface of the respective tooth gap. The track drive comprises a chain with a plurality of chain links, which are spaced from the respective adjacent chain link by the pitch.
Die Formgebungen der Zahnlücken des Antriebsrades und des Spurbügels sind derart aufeinander abgestimmt, dass in der Neutrallage ein Berührkontakt zwischen dem Spurbügel und dem Antriebsrad nur entlang zweier Kontaktlinien gegeben ist.The shapes of the tooth gaps of the drive wheel and the track rail are matched to one another such that in the neutral position a contact contact between the track bracket and the drive wheel is given only along two lines of contact.
Bei einem erfindungsgemäßen Kettenlaufwerk ist die Formgebung der Innenflächen der Zahnlücken und der Kontaktflächen an den Spurbügeln derart aufeinander abgestimmt, dass es nicht zu einem Flächenkontakt kommt. Bezogen auf die Normallage, die durch Übereinstimmung der Mittelachse des Spurbügels mit der Radialrichtung des Antriebsrades definiert ist, liegt der Spurbügel in der Zahnlücke entlang zweier Kontaktlinien an.In a chain drive according to the invention, the shape of the inner surfaces of the tooth gaps and the contact surfaces on the track brackets is matched to one another such that surface contact does not occur. Based on the normal position, which is defined by coincidence of the center axis of the track rail with the radial direction of the drive wheel, the track bail is located in the tooth space along two contact lines.
Das Zustandekommen des Berührkontaktes zwischen Antriebsrad und Spurbügel im Betrieb des Kettenlaufwerks geht daher mit deutlich verringerter Geräuschemission einher. Im Betrieb kommt ein Spurbügel üblicherweise zunächst entlang einer Kontaktlinie in Berührkontakt mit dem Antriebsrad und legt sich anschließend entlang der zweiten Kontaktlinie ebenfalls an das Antriebsrad an. Bereits dieser Versatz führt zu einer Geräuschreduktion. Zudem gestatten es die relativ zum Spurbügel vergleichsweise ortsfesten Kontaktlinien, diese Spurbügel selektiv besonders verschleißfest zu gestalten.The emergence of Berührkontaktes between the drive wheel and track bracket in the operation of the track drive is therefore accompanied by significantly reduced noise emission. In operation, a track bail usually first comes into contact with the drive wheel along a line of contact and subsequently also contacts the drive wheel along the second contact line. Already this offset leads to a noise reduction. In addition, it allows relatively relative to the track rail relatively fixed contact lines to make this track bail selectively particularly wear-resistant.
Zur Erzielung des genannten Zweilinienkontaktes ist die Innenfläche Zahnlücke konkav geformt. Der Spurbügel greift mit einer Kontaktfläche konvexer Form in die Zahnlücke ein. Die Krümmung der Innenfläche der Zahnlücke ist zumindest in den in Anlage kommenden Bereichen der Innenfläche und der Kontaktfläche größer als die Krümmung der Kontaktfläche.To achieve the aforementioned two-line contact the inner surface tooth space is concave. The track bracket engages with a contact surface of convex shape in the tooth gap. The curvature of the inner surface of the tooth gap is greater than the curvature of the contact surface, at least in the areas of the inner surface and the contact surface coming into abutment.
Bezogen auf die Neutrallage können die beiden Kontaktlinien zwischen einem Spurbügel des Kettengliedes und der Zahnlücke des Antriebsrades mindestens um einen Abstand von 40 mm, vorzugsweise um mindestens 60 mm, voneinander beabstandet sein.Relative to the neutral position, the two contact lines between a track bow of the chain link and the tooth space of the drive wheel may be spaced apart by at least a distance of 40 mm, preferably by at least 60 mm.
Durch die vergleichsweise hohe Beabstandung der Kontaktlinien bezogen auf die Normallage wird eine besonders zuverlässige Kraftübertragung vom Antriebsrad auf die Spurbügel gewährleistet. Zudem ist die vergleichsweise große Breite der Spurbügel in der eingangs geschilderten Weise von Vorteil, um die Vibrationen von Laufrädern, über die die Kette geführt ist, zu verringern.Due to the comparatively high spacing of the contact lines relative to the normal position, a particularly reliable power transmission from the drive wheel to the track bail is ensured. In addition, the comparatively large width of the track bow in the manner described above is advantageous in order to reduce the vibrations of wheels over which the chain is guided.
Ein Abschnitt der Kontaktfläche zwischen den beiden Kontaktlinien in der Neutrallage kann sich gegenüber einer gedachten Ebene, die durch die beiden Kontaktlinien aufgespannt ist, um eine Distanz von maximal 15 mm, insbesondere vorzugsweise von maximal 10 mm, erheben.A portion of the contact surface between the two contact lines in the neutral position can rise above a theoretical plane which is spanned by the two contact lines by a maximum distance of 15 mm, in particular preferably of a maximum of 10 mm.
Die geringe Erhebung bei vergleichsweise großer Breite der Spurbügel ist mitverantwortlich für geringe Vibrationen an den Laufrädern. Die Formgebung der Kontaktfläche der Spurbügel nimmt durch die bezogen auf den Querschnitt vergleichsweise hohe Breite und geringe Höhe eine flache, konvexe, beispielsweise in etwa halbelliptische Form ein. Die nur geringe Erhebung führt weiterhin dazu, dass es in der eingangs bereits genannten Art nicht zu Flächenkontakt kommt, sondern stattdessen zwischen dem Grund der Zahnlücke einerseits und dem Bereich der Kontaktfläche des Spurbügels zwischen den beiden Kontaktlinien andererseits vergleichsweise viel Raum verbleibt.The low survey with a comparatively large width of the track is partly responsible for low vibrations on the wheels. The shape of the contact surface of the track bracket takes by the reference to the cross section comparatively high width and low height a flat, convex, for example, in approximately semi-elliptical shape. The low elevation also leads to the fact that it does not come to surface contact in the aforementioned type, but instead comparatively much space remains between the bottom of the tooth gap on the one hand and the area of contact surface of the track rail between the two contact lines.
Der Teilungsabstand der Kette kann bei mindestens 125 mm, insbesondere vorzugsweise bei mindestens 135 mm, liegen.The pitch of the chain may be at least 125 mm, more preferably at least 135 mm.
Der Teilungsabstand ist der Abstand zwischen den Mittellinien zweier benachbarter Spurbügel. Der vergleichsweise hohe Teilungsabstand führt zu den genannten vergleichsweise großen Scherfeldern. Der bei bekannten Kettenlaufwerken meist übliche Abstand liegt etwa bei 110 mm. Es ist allerdings zu beachten, dass die Kettenstege beim Eindringen in die Schneeoberfläche um den Eindringort herum die Schneedecke bereits lockern, so dass die Erhöhung des Teilungsabstandes um etwa 15% zu einer deutlich größeren Vergrößerung des Scherfeldes führen, was die Steigfähigkeit des Fahrzeugs begünstigt. Insbesondere ein Teilungsabstand zwischen 130 und 140 mm hat sich als optimal in Hinblick auf die Abwägung der Steigfähigkeit des Fahrzeugs und des Fahrkomforts herausgestellt.The pitch is the distance between the centerlines of two adjacent lanes. The comparatively high pitch leads to the aforementioned comparatively large shear fields. The usual distance in known chain drives is approximately 110 mm. However, it should be noted that the chain webs already loosen the snow cover when entering the snow surface around the penetration point, so that increasing the pitch by about 15% leads to a significantly greater increase in the shear field, which favors the gradeability of the vehicle. In particular, a pitch between 130 and 140 mm has been found to be optimal in terms of balancing the climbing ability of the vehicle and the ride comfort.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Pistenpflegefahrzeug nach Anspruch 6 gelöst. Das Pistenpflegefahrzeug weist ein Kettenlaufwerk auf. Dieses ist nach vorstehend beschriebener Art ausgebildet.The object of the invention is also achieved by a piste care vehicle according to claim 6. The piste grooming vehicle has a track drive. This is designed according to the type described above.
Bei einem solchen Pistenpflegefahrzeug und dessen Einsatzzweck auf einer Schneedecke ist die erfindungsgemäße Gestaltung eines Kettenlaufwerks von Vorteil. Ein solches Pistenpflegefahrzeug weist neben einem schneetauglichen Kettenlaufwerk die üblichen für ein Pistenpflegefahrzeug spezifischen Merkmale auf, so insbesondere die Anbringungsmöglichkeit einer Schneefräse, eines Räumschildes oder eines Finishers oder eine bereits angebrachte Schneefräse, ein bereits angebrachtes Räumschild oder eines bereits angebrachten Finishers.In such a piste grooming vehicle and its intended use on a snow cover the inventive design of a track drive is advantageous. In addition to a snow-ready track drive, such a piste care vehicle has the usual features specific to a piste care vehicle, in particular the Attachment possibility of a snow thrower, a dozer blade or a finisher or an already attached snow blower, an already attached dozer blade or an already attached finisher.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Arbeitsverfahren eines Kettenlaufwerks nach Anspruch 7 gelöst.The object of the invention is also achieved by a working method of a track drive according to claim 7.
Das Kettenlaufwerk umfasst ein Antriebsrad mit einer Außenverzahnung und durch Zahnlücken voneinander beabstandeten Zähnen dieser Außenverzahnung. Das Kettenlaufwerk umfasst eine Kette, die aus einem oder mehreren Bändern besteht, an dem oder an denen in einem Teilungsabstand Kettenglieder angebracht sind. Die Kettenglieder verfügen jeweils über einen Spurbügel, der im Betrieb des Kettenlaufwerks in Eingriff mit einer Zahnlücke des Antriebsrads gelangt und der eine zum Antriebsrad gerichtete Kontaktfläche aufweist, die in Berührkontakt mit einer Innenfläche der jeweiligen Zahnlücke gelangt. Im Fahrbetrieb des Kettenlaufwerks laufen die Spurbügel periodisch in die Zahnlücken des Antriebsrades ein (Einlaufphase), werden gemeinsam mit der jeweiligen Zahnlücke umlaufend am Antriebsrad anliegend weiterbewegt (Umlaufphase) und laufen dann wieder aus den Zahnlücken aus (Auslaufphase).The track drive comprises a drive wheel with an external toothing and tooth spaces of spaced apart teeth of this external toothing. The track drive comprises a chain consisting of one or more belts to which or at which chain links are attached at a pitch. The chain links each have a track lug which, in operation of the track drive, engages a tooth space of the drive wheel and which has a contact surface directed toward the drive wheel which comes into contact contact with an inner surface of the respective tooth space. When driving the track drive the track buffers periodically run into the tooth spaces of the drive wheel (running-in phase), are moved along with the respective tooth gap circumferentially adjacent to the drive wheel (circulation phase) and then run out of the tooth gaps again (discharge phase).
In der Umlaufphase liegen die Spurbügel mit ihrer Kontaktfläche entlang zweier Kontaktlinien an einer Innenfläche der jeweiligen Zahnlücke an.In the circulation phase, the track bumps lie with their contact surface along two contact lines against an inner surface of the respective tooth gap.
Das Kettenlaufwerk umfasst eine Kette mit einer Mehrzahl von Kettengliedern, die vom jeweils benachbarten Kettenglied um einen Teilungsabstand beabstandet sind.The track drive comprises a chain having a plurality of chain links which are spaced from the respective adjacent chain link by a pitch.
Das beschriebene Arbeitsverfahren führt zu einer deutlichen Geräuschreduktion gegenüber bekannten Kettenlaufwerken, bei denen ein einfacher Linienkontakt oder gar Flächenkontakt zwischen dem Antriebsrad und den Spurbügeln vorgesehen ist.The working method described leads to a significant reduction in noise compared to known crawler tracks, in which a simple line contact or even surface contact between the drive wheel and the track lugs is provided.
Dies ist vermutlich primär dadurch zu erklären, dass der Kontakt zwischen dem Spurbügel und dem Antriebsrad entlang der ersten und entlang der zweiten Kontaktlinie nacheinander erfolgt. Zudem wird das Aufschwingen der Kette vermieden, welches bei schlagartigem Flächenkontakt zu befürchten ist.This is presumably explained primarily by the fact that the contact between the track bracket and the drive wheel takes place successively along the first and along the second contact line. In addition, the swinging up of the chain is avoided, which is to be feared in case of sudden surface contact.
In der Einlaufphase kann der Spurbügel zunächst entlang einer erste Kontaktlinie in Berührkontakt mit der Innenfläche der jeweiligen Zahnlücke gelangen und anschließend entlang einer zweite Kontaktlinie in Berührkontakt mit der Innenfläche der jeweiligen Zahnlücke gelangen.In the break-in phase, the track bow can first come into contact with the inner surface of the respective tooth gap along a first contact line and then come into contact with the inner surface of the respective tooth gap along a second contact line.
Zwischen Eintreten des Kontaktes des Spurbügels mit der Innenfläche der jeweiligen Zahnlücke entlang der ersten Kontaktlinie und dem Eintreten des Kontaktes des Spurbügels mit der Innenfläche entlang der zweiten Kontaktlinie kann sich das Antriebsrad um einen Winkel größer 0°, insbesondere zwischen 5° und 20° drehen.Between entry of the contact of the track rail with the inner surface of the respective tooth gap along the first contact line and the onset of contact of the track rail with the inner surface along the second contact line, the drive wheel can rotate through an angle greater than 0 °, in particular between 5 ° and 20 °.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Dabei zeigen:Further advantages and aspects of the invention will become apparent from the claims and from the following description of preferred embodiments of the invention, which are explained below with reference to the figures. Showing:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Dieses Pistenpflegefahrzeug
Die Besonderheit des Pistenpflegefahrzeugs
Bezug nehmend auf
Dieser nur entlang zweier Kontaktlinien
Die
Korrespondierend hierzu ist in
Claims (8)
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- 2015-05-08 DE DE102015208614.3A patent/DE102015208614B3/en active Active
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