履帶銷保持系統和方法
【專利摘要】本發明涉及履帶銷保持系統和方法，具體地，本發明可提供一種形成履帶組件的方法。在該方法中，履帶銷可設置在第一履帶鏈節的第一通孔和第二履帶鏈節的第二通孔內。可向定位在第一位置的工具施加力以使第一履帶鏈節的環繞第一通孔的第一部分塑性變形，由此在履帶銷和第一履帶鏈節之間形成第一連接。向定位在第二位置的工具施加力以使第一履帶鏈節的環繞第一通孔的第二部分塑性變形，由此在履帶銷和第一履帶鏈節之間形成第二連接。第二連接可在第一連接之后形成。
【專利說明】履帶銷保持系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明整體涉及用于移動機器的履帶組件，更具體涉及用于將履帶銷保持在履帶組件的履帶鏈節內的系統和方法。
【背景技術】
[0002]履帶式移動機器可包括在機器的左右側上的履帶組件，它們用于推進機器。總體上，每個履帶組件可包括連接到履帶板的多個履帶鏈節。履帶鏈節彼此連接以形成環形或者閉合的履帶組件。在機器的每一側上，被機器的發動機驅動轉動的鏈輪接合履帶組件以圍繞間隔開的滑輪機構平移履帶組件。隨著履帶鏈節圍繞滑輪機構平移，連接到履帶鏈節的履帶板接合機器下面的地面，以在機器的希望行駛方向相反的方向上將轉矩從鏈輪傳遞到地面，由此推進機器。
[0003]每個履帶組件還包括用來將履帶鏈節彼此連接從而形成履帶組件的履帶銷。履帶銷和履帶鏈節之間的連接必須充分以在機器在地面上操作的過程中將銷保持在鏈節內。否貝U，履帶組件會由于履帶鏈節變得彼此不連接而失效。連接必須要承受的載荷取決于多個因素，例如機器的重量、履帶鏈節的尺寸或材料、履帶銷的尺寸或材料、機器操作的環境、由履帶板接合的地面的特征或其他因素。
[0004]授予Hashimoto等人的美國專利N0.6，280, 173涉及履帶鏈節和履帶銷之間的多種連接。在Hashimoto專利中，履帶鏈節或履帶銷塑形變形，以形成連接鏈節和銷的間斷的間隔開的突起。但Hashimoto專利具有多個缺陷。例如,在Hashimoto專利中，使用工具來向鏈節或銷上的多個位置同時施加軸向力，使得間斷突起同時形成。因此，施加相對高的力的壓具必須向工具施加軸向力。壓具的壽命以及工具的壽命由于這些高的力的循環應用而較短。此外，修理或更換能夠施加所述高的力的壓具或工具也很昂貴。
[0005]本發明的將履帶銷保持在履帶鏈節內的系統和方法可克服一個或多個上述不利或者其他已知的系統或方法的其他不利。

【發明內容】

[0006]本發明可提供一種形成履帶組件的方法。履帶銷可設置在第一履帶鏈節的第一通孔和第二履帶鏈節的第二通孔內。可向定位在第一位置的工具施加力以使第一履帶鏈節的環繞第一通孔的第一部分塑性變形，由此在履帶銷和第一履帶鏈節之間形成第一連接。同樣向定位在第二位置的工具施加力以使第一履帶鏈節的環繞第一通孔的第二部分塑性變形，由此在履帶銷和第一履帶鏈節之間形成第二連接。第二連接可在第一連接之后形成。
[0007]本發明還可提供一種形成用于移動機器的環形履帶組件的方法。第一履帶鏈節和第二履帶鏈節可設置在固定裝置中，使得形成在第一履帶鏈節和第二履帶鏈節中的通孔的軸線大致共線和平行。履帶銷可設置在通孔中，使得在銷和第一履帶鏈節的通孔之間實現干涉配合。履帶銷的端面可與環繞第一履帶鏈節的通孔的套筒的端面對準，使得所述端面大致共面。力可施加到定位在第一位置的工具以使套筒的第一部分塑性變形，由此使材料從套筒流入履帶銷的通道中從而在履帶銷和第一履帶鏈節之間形成第一連接。同樣力可施加到定位在第二位置的工具以使套筒的第二部分塑性變形，由此使材料從套筒流入所述通道從而在履帶銷和第一履帶鏈節之間形成第二連接。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是一種示例性公開的移動機器的圖示；
[0009]圖2是圖1的移動機器的履帶組件的分解說明；
[0010]圖3是圖1的移動機器的履帶組件的截面視圖；和
[0011]圖4示出與本發明一致的在履帶組件的履帶鏈節內保持履帶銷的一種示例性方法。
【具體實施方式】
[0012]圖1示出了具有通過功率源14驅動的履帶底架12的履帶式移動機器10。機器10可以是執行與例如采礦、挖掘、建筑、農業的行業或任何其他行業相關的操作的任何類型的機器。例如，機器10可以是運土機器，例如推土機、裝載機、挖掘機或任何其他類型的運土機器。但機器10不局限于運土機器，而是可以是包括履帶的任何機器，例如冷銑刨機(coldplanar)、鋪管機、拖拉機、收割機或者其他機器。
[0013]功率源14可以一范圍的輸出速度或轉矩驅動機器10的履帶底架12。功率源14可以是發動機，例如柴油發動機、汽油發動機、氣體燃料發動機或者任何其他類型的發動機。功率源14替代地可以是非燃燒的功率源，例如燃料電池、功率存儲裝置或者任何其他功率源。因此，功率源14不局限于任何特定形式的功率源。根據本發明，功率源14可以整體從機器10省去,例如在機器10是通過另一機器拉動的拖車時。
[0014]鏈輪16可以設置在機器10的每一例上。每個鏈輪16可通過功率源14轉動驅動。履帶組件20也可以設置在機器10的每一側上。每個履帶組件20可以包括通過履帶銷組件24彼此連接的多個履帶鏈節22。被構造成接合機器10下面的地面的履帶板26可以連接到履帶鏈節22。履帶組件20的每個可形成閉合的環，并且每個閉合的環可以通過彼此間隔開的兩個滑輪機構28支承在機器10的一側上。通過這種布置，通過功率源14轉動的鏈輪16可接合并傳遞轉矩到履帶銷組件24，造成履帶組件20圍繞兩組滑輪機構28運動。
[0015]圖2示出了其中一個履帶組件20的一部分，其包括4個履帶鏈節22、I個履帶銷組件24和I個履帶板26。如圖2所示，履帶鏈節22可包括履帶鏈節22a和履帶鏈節22b。履帶鏈節22a和22b可以彼此鏡像，并且彼此相對地設置在履帶組件20內，使得履帶鏈節22a形成履帶組件20的一側,而履帶鏈節22b形成履帶組件20的相對側。當圖2所示的部件彼此組裝時，一個履帶銷組件24可用來連接4個履帶鏈節22 (例如，兩個履帶鏈節22a和兩個履帶鏈節22b)，一個履帶板26可連接到一個履帶鏈節22a和一個履帶鏈節22b，另一個履帶板26 (未顯示)可連接到另一履帶鏈節22a和另一履帶鏈節22b。雖然附圖顯示了履帶鏈節22的具體例子，但本發明不局限于包括如圖2所示的履帶鏈節22a、22b的系統或方法。相反，本發明的履帶銷保持系統和方法可與形成能夠由履帶式移動機器使用的履帶組件的任何類型的履帶鏈節一起使用。
[0016]如圖2所示，連接履帶鏈節22的每個履帶銷組件24可包括履帶銷30、套管32和至少一個保持環34。套管32可設置在履帶銷20上，使得套管32相對于履帶銷32轉動。通過這種布置，被轉動驅動的鏈輪16(圖1)可接合套管32，并且套管32可在履帶銷30上與鏈輪16 —起轉動。由于施加到套管32的力，履帶銷30可平移，造成履帶組件20圍繞滑輪機構28運動(圖1)，如上所述，以在地面上運動機器。
[0017]保持環34可設置在履帶銷30的一例上，以在套管32接觸保持環34時用作將套管32定位在履帶銷30上的停止件。根據本發明，各自位于履帶銷30的每端上的兩個保持環34可用來將套管32定位和保持在履帶銷30上。替代地，保持環34可整體從履帶銷組件34省去。在這種布置中，套管32可通過設置在套管32兩側上的兩個鏈節(例如一個履帶鏈節22a和一個履帶鏈節22b)保持在履帶銷30上。
[0018]每個履帶鏈節22a和22b可包括一個或多個通孔36，而每個履帶板26可包括對應的通孔38。每個履帶鏈節22a和22b還可包括與通孔36對準的一個或多個開口 40。通過這種布置，例如螺栓(未顯示)的螺紋緊固件可設置在通孔36和38內以將履帶板26附接到履帶鏈節22a和22b，并且例如螺母(未顯示)的相應螺紋緊固件可設置在螺栓端部上。開口 40可形成為便于螺母放置或上緊至螺栓的端部上，例如通過設置尺寸、形狀或者定位成適應用來上緊螺母的工具。
[0019]每個履帶板26可包括形成地面接合表面的大致矩形的平面基部42。履帶板26還可包括從平面基部42向外延伸的履帶齒片44。履帶齒片44可增加履帶組件20在機器下面的地面上的牽引。雖然圖2顯示了包括單個履帶齒片的履帶板26，但履帶板26不局限于一個履帶齒片44。例如，每個履帶板26可包括多個履帶齒片44，例如三個履帶齒片44。此外，雖然圖2顯示了具有矩形截面的條形狀的履帶齒片44，但履帶齒片44并不局限于此形狀。例如，履帶齒片44可以是多個條、一個或多個長釘、一個或多個彎曲或者這些不同形狀的組合。履帶齒片44可永久附接到履帶板26，例如通過焊接，或者可以可去除地附接到履帶板26，例如通過螺栓，以便于更換。
[0020]雖然圖2顯示了履帶板26的具體例子，但本發明的實施方式不局限于包括履帶板26的系統或方法。相反，本發明的實施方式可以與形成由履帶式移動機器使用的履帶組件的一部分的任何類型的履帶板一起使用。替代地，履帶板可以整體從履帶組件20省去，使得否則會接觸履帶板26的履帶鏈節22a、22b的表面可接觸機器下面的地面。
[0021]履帶鏈節22a和22b的每一個可限定被構造成接收履帶銷組件24的至少一部分的多個附加通孔。例如，每個履帶鏈節22a和22b可包括形成在履帶鏈節的一端上的通孔50。每個通孔50可被構造成接收履帶銷30的一部分并在履帶組件20組裝時靠近和/或與套管32的端面或者保持環34的端面接觸地設置。當履帶組件20組裝時，履帶銷組件24可在通孔50內轉動或者相對于通孔50轉動。因此，通孔50的直徑可以大于設置在通孔50內的履帶銷30部分的直徑。軸承組(未顯示)、例如滾子軸承組件可設置在通孔50內和/或在履帶銷組件24的設置在通孔50內的部分上。
[0022]履帶鏈節22a和22b的每個還可包括通孔52，其形成在履帶鏈節的與上面形成有通孔50的一端相對的一端上。每個通孔52可被構造成接收靠近履帶銷30的自由端54的履帶銷30部分。當履帶組件20組裝時，可防止履帶銷組件24的履帶銷30在履帶銷30所連接的兩個履帶鏈節22a和22b的通孔52內轉動或者相對于其轉動，雖然可允許設置在履帶銷30上的套管32相對于履帶鏈節22a和22b和履帶銷30轉動。例如，每個履帶銷30的兩個自由端54可連接到履帶鏈節22a和22b的環繞通孔52的材料。履帶銷30和環繞通孔52的材料之間的連接可通過將每個通孔52的直徑設置成與設置在通孔52內的履帶銷30的自由端54的直徑大致相同尺寸或者略小于后者的直徑形成。通過這種布置，可在履帶銷30和履帶鏈節22a和22b的環繞通孔52的材料之間形成干涉配合。根據本發明，履帶銷30和履帶鏈節22a和22b之間的這種連接可從每個履帶組件20省去。
[0023]每個履帶鏈節22a和22b可包括環繞兩個通孔52中的每一個的套筒58。每個套筒58可用來形成與履帶銷30的自由端54的另一連接。這些連接可以是上述的干涉配合以外的或者替代上述的干涉配合。套筒58的軸線與套筒58環繞的通孔52的軸線大致共線并大致平行。因此，在履帶銷30插入通孔52中時，履帶銷30的軸線與套筒58和/或通孔52的軸線大致共線并大致平行。這種連接將參考圖4在下面詳細描述。
[0024]圖3顯示了履帶組件20的一部分的截面圖。如圖3所示，當履帶組件20被組裝時，履帶銷組件24可設置在履帶鏈節22a和22b的通孔50和52內。套筒58在上面轉動的履帶銷30的自由端54的端面可與套筒58的端面大致共面。每個履帶銷30可包括兩個通道60或者其他空隙，每個靠近履帶銷30的每個自由端54，用來形成套筒58和履帶銷30之間的連接。根據本發明，每個通道60的形狀的截面可以是半圓，或者通道60可具有其他形狀。替代地，通道60可整體從每個履帶銷30的一個或兩個端部省去。每個通道60可是連續的(例如環繞履帶銷30的大致和整個圓周)或者是間斷的。
[0025]工業實用性
[0026]本發明的履帶銷保持系統和方法可以應用于具有包括由履帶銷連接的履帶鏈節的履帶組件的任何機器。以下參考圖4的討論提供用于履帶鏈節與履帶銷組裝的一種示例性過程，其可形成在機器在地面上的操作過程中充分保持鏈節內的銷的連接。這些連接可在履帶銷和履帶鏈節之間的干涉配合不足以保持鏈節內的銷或者該干涉配合被省去時使用。
[0027]如步驟410所示，兩個履帶鏈節22可相對于彼此定位。例如，同類型的兩個履帶鏈節(例如，兩個履帶鏈節22a或者兩個履帶鏈節22b)可定位在固定裝置中。具體地，履帶鏈節可被保持成使得要安裝履帶板26的履帶鏈節22的表面面對相同方向(例如兩個都面向上或者都面向下)。兩個履帶鏈節22還可定位在固定裝置中使得一個履帶鏈節22的通孔50鄰近另一履帶鏈節22的通孔52并與其對準，并使得環繞通孔52的套筒58在包括通孔50的履帶鏈節22的外部。通孔50和52可通過將通孔50和52的軸線對準成彼此大致平行并大致共線來對準。
[0028]如步驟420所示，履帶銷30可設置在彼此對準的通孔50和52內。根據上面的討論，通孔50的直徑可相對于設置在通孔50內的履帶銷30的部分的直徑擴大設置尺寸，使得履帶銷30可相對于通孔50轉動。當通孔50要包括軸承組時，軸承組可在履帶銷30插入到通孔50中之前或之后設置在履帶銷30上或者通孔50內。如上面討論的，軸承組可整體從履帶組件20省去。履帶銷組件24的其他部件，例如套管32和保持環34可在履帶銷30插入在通孔50內之前或之后設置在履帶銷30上。不論其何時設置在履帶銷30上，套管32可相對于履帶銷30和通孔50轉動，甚至在組裝完成后。在此步驟期間，履帶銷30的自由端54的端面可對準成與環繞通孔52的套筒58的端面大致共面。
[0029]如上面討論的，通孔52的直徑可與履帶銷30的設置在通孔52內的部分的直徑大致相同或者略小于后者的直徑。因此，可在履帶銷30的自由端54和環繞通孔52的材料之間實現干涉配合。這種干涉配合可防止履帶銷30相對于通孔52轉動。根據本發明，不是一定要在通孔52和履帶銷30之間實現干涉配合。
[0030]如步驟430所示，可在套筒58的圓周上的第一部位處在履帶銷30和套筒58之間形成第一連接。例如，套筒58的材料的至少一部分可塑性變形以形成與履帶銷30的連接。套筒58的塑性變形可通過套筒58的軌道型鍛實現。具體地，型鍛工具可被取向成使得型鍛工具的軸線相對于履帶銷30和套筒58的軸線設置在非零度的角度處(例如，使得型鍛工具的軸線與履帶銷30的軸線、通孔52的軸線和/或套筒58的軸線不平行)，它們如上面所述是大致共線并接近平行。非零角度可以在大致5度和10度之間，或可以是任何其他角度。
[0031]型鍛工具可相對于套筒58的圓周定位在第一位置。壓具可用來向型鍛工具施加力，以使套筒58的在套筒58上的第一部位處的材料塑性變形，由此形成套筒58和履帶銷30之間的第一連接。如上所述，履帶銷30的自由端54可包括通道60，套筒58的材料變形到通道中并在這種連接的形成中流動。套筒58的流入通道60中的材料可以但不必須是唇或者套筒58的類似結構。
[0032]因此，根據本發明實施方式，力可只施加到套筒58的相對小的區域，而不是如已知的系統和已知的方法所進行的那樣同時施加到套筒58的多個部位。因此，根據本發明，向型鍛工具施加力的壓具不必能夠向工具施加高的力。因此，壓具的壽命以及型鍛工具的壽命與利用高力的壓具和工具相比長得多。
[0033]如步驟440所示，型鍛工具可重新定位在相對于套筒58的圓周的第二位置處，用于隨后在沿著套筒58的圓周的第二部位處在履帶銷30和套筒58之間形成第二連接。例如，型鍛工具可圍繞工具本身的與套筒58的軸線大致共線并大致平行的轉動軸線轉動到第二位置。在這種轉動過程中，型鍛工具可相對于套筒58的軸線保持在大致相同的非零度角度。替代地，型鍛工具可相對于套筒58的軸線重新取向在不同的非零度角度。
[0034]如步驟450所示，接著可在第二部位處在履帶銷30和套筒58之間形成第二連接。例如，套筒58的不同部分的材料可塑性變形以形成與履帶銷30的第二連接。類似于步驟430，套筒58的塑性變形可經過套筒58的軌道型鍛實現。壓具可用來向型鍛工具施加力以使套筒58的在第二部位處的材料塑性變形，由此形成套筒58和履帶銷30之間的第二連接。如上所述，履帶銷30的自由端54可包括通道60，套筒58的材料可在這種連接的形成過程中變形和流入通道60。因此，第二連接可與第一連接形成在不同時間(例如，不同時)。
[0035]雖然圖4中未顯示，但附加的過程可用來在履帶銷30和履帶鏈節22之間提供附加的連接。例如，型鍛工具可繼續重新定位在其他位置，使得套筒58在沿著套筒58的圓周的多個單獨的、離散的部位(例如4個部位或8個部位)塑性變形。替代地，套筒58可圍繞大致整個圓周塑性變形。
[0036]還可進行進一步的過程以附接履帶組件20的其他部件。例如，當步驟410至450用來形成與一個履帶銷組件24連接的兩個履帶鏈節22的子組件時，隨后的操作可將其他履帶鏈節22a連接到該子組件。替代地或另外地，隨后的操作可將履帶鏈節22b連接到子組件。因此，附加的履帶鏈節22a和22b可與附加的履帶銷組件24 —起使用以形成履帶組件20。履帶板26也可安裝在履帶鏈節22上。[0037]本領域技術人員將認識到，可以對公開的履帶銷保持系統和方法進行各種修改和變型。通過考慮公開的系統和方法的說明書和實踐，其他實施方式對于本領域技術人員將是清楚的。說明書和例子僅意在被認為是示例性的，真正的范圍由權利要求書及其等同范圍指明。
【權利要求】
1.一種形成履帶組件的方法，包括: 將履帶銷設置在第一履帶鏈節的第一通孔和第二履帶鏈節的第二通孔內； 向定位在第一位置的工具施加力以使第一履帶鏈節的環繞第一通孔的第一部分塑性變形，由此在履帶銷和第一履帶鏈節之間形成第一連接；以及 向定位在第二位置的工具施加力以使第一履帶鏈節的環繞第一通孔的第二部分塑性變形，由此在履帶銷和第一履帶鏈節之間形成第二連接，所述第二連接在所述第一連接之后形成。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述履帶銷包括通道，并且 其中向定位在第一位置的工具施加力造成第一履帶鏈節的材料流入所述通道。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，向定位在第一位置的工具施加力包括使用壓具向所述工具施加力。
4.根據權利要求1所述的方法，還包括: 圍繞軸線轉動所述工具以將工具定位在所述第二位置。
5.根據權利要求1所述的方法，還包括: 圍繞工具的與所述第一通孔的軸線大致平行的轉動軸線轉動工具，以將工具定位在第二位置。
6.根據權利要求1所述的方法，還包括: 將工具定位成使得工具的軸線相對于第一通孔的軸線設置在非零度的角度，以將工具定位在第一位置。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述非零度的角度在大致5度和大致10度之間。
8.根據權利要求6所述的方法，還包括: 圍繞工具的與所述第一通孔的軸線大致平行的轉動軸線轉動工具，同時保持工具的角度在非零度的角度，由此將工具定位在第二位置。
9.根據權利要求1所述的方法，還包括: 向定位在附加位置的工具施加力以使第一履帶鏈節的環繞第一通孔的附加部分塑性變形，由此在履帶銷和第一履帶鏈節之間形成附加連接。
10.根據權利要求1所述的方法，還包括: 重新定位工具并向工具施加力以使第一履帶鏈節圍繞履帶銷的大致整個圓周塑性變形。
【文檔編號】E02F9/06GK103569229SQ201310343714
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月6日 優先權日:2012年8月7日
【發明者】M·杜米特魯, T·J·亞尼阿克 申請人:卡特彼勒公司