用于履带的密封系统的制作方法

本发明涉及一种用于密封系统的方法和设备，所述密封系统用在由运土，建筑和采矿设备等使用的无端式底架驱动装置的履带链组件中。具体地，本发明涉及一种与这样的履带链组件一起使用的密封系统，该密封系统减少了衬套的磨损同时仍允许润滑剂被密封在该履带链组件中。

背景技术：

经常在粗糙的越野地形中使用运土、施工和采矿设备等。这些机器通常采用具有履带板的循环驱动装置，该履带板能够更好地在这样的环境中在障碍物和不平坦地形等上推进机器。

如可以想象的，在履带链上可以存在大量的张力和负荷。随着机器变得更重和马力增加，履带链的底架链节组件易于受到甚至更大的部件疲劳和磨损的风险。最后，机器和履带将需要维修，导致损失利润。

更具体地，由链轮施加在履带链的衬套和履带销上的载荷可导致这些部件，特别是衬套变得磨损或疲劳。例如，驱动链轮可以接触履带链的衬套，并且在驱动链轮和衬套之间产生的摩擦可以产生磨损。或者，与用于将润滑剂保持在摩擦区域附近的轴承和履带链节相关联的密封件可能变得损坏，从而允许润滑剂泄漏。这可能导致履带链的移动部件的磨损问题。

现有的履带链涉及各种性能。例如，美国专利第5，069，509号由本公开的受让人共同拥有。′509专利涉及一种具有可旋转套筒的环形履带链，该可旋转套筒围绕内履带衬套安装以便为履带提供更长的外衬套寿命。与标准履带接头一样，可旋转套筒被密封和润滑。然而，可旋转套筒仅在内履带链节与可旋转套筒之间的界面处具有防尘密封件。因此，可旋转套筒和内履带衬套之间的润滑受到限制，导致磨损和最终需要维护。

因此，需要开发一种不易维护的履带链组件。

技术实现要素：

根据本发明的实施例的履带铰接接头可以包含第一履带链节，该第一履带链节包括限定顶表面、底表面、第一侧表面和第二侧表面的第一本体，第一侧表面和第二侧表面限定它们之间的厚度、近端和远端以及它们之间的长度。该第一本体还限定具有邻近该近端布置的第一直径的第一孔以及具有邻近该远端布置的第二直径的第二孔，该第一直径小于该第二直径。该履带铰接接头进一步包含第二履带链节，该第二履带链节包括限定顶表面、底表面、在其间限定厚度的第一侧表面和第二侧表面、近端和远端，以及在其间的长度的第二本体。该第二本体可以限定具有邻近该近端布置的第三直径的第三孔以及具有邻近该远端布置的第四直径的第四孔，该第三直径大于该第四直径。该第三孔可以与该第一孔对齐，从而限定了共用履带链节孔纵向轴线。该履带铰接接头可以进一步包含布置在该第二孔中的履带销，布置在该第三孔中的相对于该履带销可旋转的内衬套，围绕该内衬套布置的外衬套可相对于内衬套旋转，其中外衬套限定外衬套端面和第一流体密封组件，外衬套端面沿履带链节孔纵向轴线接近第二履带链节设置，第一流体密封组件接触外衬套端面和第二履带链节。

提供根据本发明的实施例的履带铰接接头。该履带铰接接头可以包含第一履带链节，该第一履带链节包括限定顶表面、底表面、在其间限定厚度的第一侧表面和第二侧表面、近端和远端，以及在其间的长度的第一本体。该第一本体可以限定具有邻近该近端布置的第一直径的第一孔以及具有邻近该远端布置的第二直径的第二孔，该第一直径大于该第二直径。该履带铰接接头可以进一步包含第二履带链节，该第二履带链节包括限定顶表面、底表面、在其间限定厚度的第一侧表面和第二侧表面、近端和远端，以及在其间的长度的第二本体。该第二本体可以限定具有邻近该近端布置的第三直径的第三孔以及具有邻近该远端布置的第四直径的第四孔，该第三直径大于该第四直径。该第三孔可以与该第二孔对齐，从而限定了共用的履带链节孔纵向轴线。该履带铰接接头可以进一步包含被布置在该第二孔中的履带销，被布置在该第三孔中的相对于该履带销可旋转的内衬套，被布置在该内衬套周围的相对于该内衬套可旋转的外衬套，其中，内衬套包括限定第一中心通孔的圆柱形环形配置，该第一中心通孔限定内衬套内径，履带销包括限定履带销外径的圆柱形配置，并且内衬套内径与履带销外径的比率在1.00至1.02的范围内。

提供根据本发明的实施例的履带链组件。每个履带铰接接头可以包含第一履带链节，该第一履带链节包括限定顶表面、底表面、在其间限定厚度的第一侧表面和第二侧表面、近端和远端以及在其间的长度的第一本体。该第一本体还限定具有邻近该近端布置的第一直径的第一孔以及具有邻近该远端布置的第二直径的第二孔，该第一直径小于该第二直径。该组件进一步包含第二履带链节，该第二履带链节包括限定顶表面、底表面、在其间限定厚度的第一侧表面和第二侧表面、近端和远端以及在其间的长度的第二本体。该第二本体可以限定具有邻近该近端布置的第三直径的第三孔以及具有邻近该远端布置的第四直径的第四孔，该第三直径大于该第四直径。该第三孔可以与该第一孔对齐，从而限定了共用履带链节孔纵向轴线。该履带铰接接头可以进一步包含布置在该第二孔中的履带销，布置在该第三孔中的相对于该履带销可旋转的内衬套，围绕该内衬套布置的外衬套可相对于内衬套旋转，其中外衬套限定外衬套端面和第一流体密封组件，外衬套端面沿履带链节孔纵向轴线接近第二履带链节设置，第一流体密封组件接触外衬套端面和第二履带链节。

附图说明

并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的若干实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是可以使用具有根据本发明的不同实施例的密封系统的不同履带链组件的机器的透视图。

图2是与图1的机器分开示出的根据本公开的实施例的具有密封系统的履带链组件的透视图。

图3是沿着包含图2的履带销以及内衬套和外衬套的纵向轴线的平面截取的履带链组件的截面图。

图4是图3的一部分的放大视图，示出了设置在内链节和外套管的端面之间的密封组件。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，其示例在附图中示出。在所有附图中，尽可能使用相同的附图标记来表示相同或相似的零件。在一些情况下，在本说明书中将指示参考数字，并且附图将示出参考数字后面跟随字母，例如100a、100b或撇号，例如100′、100″等。应当理解，在参考数字之后立即使用字母或素数表示这些特征具有类似的形状并具有类似的功能，如当几何结构关于对称平面成镜像时的通常情况。为了便于在本说明书中解释，字母和撇号通常不包括在本文中，但可以在附图中示出以指示在本书面说明书中讨论的具有类似或相同功能或几何形状的特征的重复。

现在将描述具有根据本发明的实施例的密封系统的履带铰接接头和履带链组件的各种实施例。这些不同的实施例可以减少履带链组件需要被替换的可能性。也就是说，如本文所述的各种履带链组件可以是坚固的，因为外套管是可旋转的并且流体密封组件有助于防止润滑剂损失。

图1示出了具有协作以完成任务的多个系统和部件的示例性机器100。机器100可体现为执行与诸如采矿、建筑、农业、运输或本领域已知的任何其他行业等行业相关联的某种类型的操作的移动式机器。例如，机器100可以是运土机器、例如挖掘机、推土机、装载机、反铲挖土机、机动平地机或任何其他运土机器。机器100可包含动力源102和底架组件104，底架组件104可由动力源102驱动并由一个或多个间隔开的惰轮106支撑。

动力源102可以在一定范围的输出速度和扭矩下驱动机器100的底架组件104。动力源102可以是发动机，诸如柴油发动机、汽油发动机、气体燃料动力发动机或任何其他合适的发动机。动力源102还可以是非燃烧动力源，例如燃料电池、动力储存装置或本领域已知或将要设计的任何其他动力源。

底架组件104可包含两个分开的连续履带108，机器100的任一侧上各一个(图1中仅示出了其中一个)。每个履带108可以由动力源102经由一个或多个驱动链轮110驱动。此外，每个履带108可包含履带链组件300和多个履带板114，每个履带板配置成选择性地接合表面，例如地面。每个履带链组件300可包含多个履带铰链接头200，每个履带铰链接头200具有可旋转的外衬套和防止流体从位于内履带链节和外衬套之间的空间泄漏的密封系统。支撑辊152也设置在履带的底部以支撑履带链组件300。

现在参考图2到图4，将描述可使用根据本发明的各种实施例的履带铰链接头200的履带链组件300。从图2开始，每个履带铰链接头200可以包含第一履带链节202，该第一履带链节202包含限定顶表面206的第一本体204、底表面208、在其间限定厚度t的第一侧表面210和第二侧表面212、近端214和远端216，以及在其间的长度l。第一本体204还限定具有邻近近端214布置的第一直径220的第一孔218和具有邻近远端216布置的第二直径224的第二孔222。如图所示，第一直径220可以大于第二直径224，但并非必须如此。

类似地，现在参考图2和图3，可以设置第二履带链节226，该第二履带链节226包括限定顶表面230、底表面232的第二本体228、限定其间的厚度t′的第一侧表面234和第二侧表面236、近端238和远端240以及其间的长度l′。第二本体228限定具有邻近近端238布置的第三直径244的第三孔242和具有邻近远端240布置的第四直径248的第四孔246。第三直径244可以大于第四直径248，但并非必须如此。

如图3中最佳所示，当组装履带铰接接头200时，第三孔242与第二孔222对准。因此，第一孔218和第二孔222可以限定公共履带链节孔纵向轴线250。

如图2和图3中所示，第一履带链节202和第二履带链节226可类似地或相同地配置，但不必如此。而且，第一履带链节202和第二履带链节228示出为偏置链节，因为它们的主体204、228轴向地接合。在其他实施例中，第一履带链节202和第二履带链节226可以是直的链节等。

聚焦图3，履带铰接接头200可以进一步包含布置在第二孔222中的履带销252，布置在第三孔242中的相对于履带销252可旋转的内衬套254，以及围绕相对于内衬套254可旋转的内衬套254布置的外衬套256。外衬套256可以限定外衬套端面258，该外衬套端面258沿着履带链节孔纵向轴线250邻近第二履带链节226布置。履带铰接接头200可以进一步包含接触外衬套端面258和第二履带链节226的第一流体密封组件260。

更具体地，第二履带链节226可限定围绕履带链节孔纵向轴线250同心的外密封槽262。第一流体密封组件260可布置在外密封槽262中。

参考图3，内衬套254可以压配合到第二履带链节226的第三孔242中，使得内衬套254相对于第二履带链节226固定。另外，履带销252可以压配合到第一履带链节202的第二孔222中，使得履带销252相对于第一履带链节202固定。

此外，第一履带链节202可限定与履带链节孔纵向轴线250同心的内密封槽264，并且内衬套254可限定沿履带链节孔纵向轴线250设置的内衬套端面266。第二流体密封组件268可以布置在内密封凹槽264中并且可以接触内衬套端面266。

继续参考图3，内衬套254可包含限定第一中心通孔270的圆柱形环形配置，第一中心通孔270限定内衬套内径272。同样地，履带销252可以包含限定履带销外径274的圆柱形配置，并且内衬套内径272与履带销外径274的比率可以在从1.00至1.02的范围内。

此外，内衬套254可以限定径向方向r、周向方向c和在12.83mm至12.84mm范围内的内衬套径向厚度276。同样，内衬套254可以进一步限定围绕履带链节孔纵向轴线250周向延伸的多个润滑剂凹槽278，这些润滑剂凹槽在轴向上彼此间隔开。

类似地，外衬套256可以包含限定第二中心通孔280的圆柱形配置，第二中心通孔280限定外衬套内径282，并且内衬套254可限定内衬套外径254。外衬套内径282与内衬套外径284的比值可以在0.99至1.01的范围内。外衬套256可以限定范围从15.82mm至15.83mm的外衬套径向厚度286。

第一流体密封组件260可以采取本领域已知的或将要设计的任何密封组件的形式。对于图4所示的第一流体密封组件260，该第一流体密封组件260可包含止推环288、柔性或弹性承载环290、刚性支撑构件292和密封构件294。止推环288与第二履带链节226和外衬套256接触，有助于防止第一流体密封组件260被压碎。弹性承载环290处于压缩状态，从而在刚性支撑构件292和密封构件294上提供所需的密封力。刚性支撑构件290有助于提供足够的刚性，从而产生足够的密封力。密封构件294被设计成通过以流体密封的方式撞击外衬套256而防止润滑损失，同时仍允许外衬套256旋转。

现在查看图1至图3，可以理解的是，履带链组件300包括根据在此讨论的不同实施例的多个履带铰链接头200，这些履带铰链接头彼此类似地或相同地配置。

如参照图3最好地理解的，履带链组件300可限定沿履带销孔纵向轴线250布置的中平面302，并且履带链组件300可进一步包括关于中平面302与第一履带链节202对称的第三履带链节304。还可以提供关于中平面302与第二履带链节226对称的第四履带链节306。此外，可以提供关于中平面302与第一外部流体密封组件308对称的第二外部流体密封组件310。类似地，内衬套254可以关于中平面302对称，并且外衬套256可以关于中平面302对称。其它配置也是可能的，诸如各种组件不对称的配置。

履带销252可以限定中央润滑孔312和从中央润滑孔312径向延伸到位于内衬套254与履带销252之间的第一间隙316的第一横孔314。可以提供第二横孔318以将润滑剂连通到位于外衬套256与内衬套254之间的第二间隙320。可替代地，可以省略第二横孔318并且可以在组装期间在外衬套256滑过内衬套254之前将润滑剂(例如油脂)放置在内衬套254的外侧上的润滑剂凹槽278中。虽然在图3中未示出，但保持构件可通过模锻保持在布置在第一履带链节202和履带销252之间的狭槽322中，以帮助防止履带销252行走。在履带销252的另一端和第三履带链节304之间可以使用类似的布置。

可以使用任何合适的制造工艺或材料来制造履带链组件300和履带铰接接头200的各种部件。可使用钢、铸铁、钢铸铁等锻造、铸造或机加工履带链节。当选择密封组件的部件的材料时，可以考虑与润滑剂如油或油脂的化学相容性。

工业实用性

实际上，根据在此描述的任何实施例的履带链组件，履带铰接接头(或其子组件)和/或使用履带链组件或履带铰接接头(或其子组件)的机器可以在oem或售后市场环境中出售、购买、制造或以其他方式获得。

例如，一旦必要的孔已经加工到内部履带链节的内部，等等，那么可以用外部衬套和外部流体密封组件翻新已经在现场的履带链组件。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本文所讨论的设备和组装方法的实施例进行各种修改和变化。通过考虑本文所公开的各种实施例的说明书和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。例如，设备中的一些可以与在本文描述的不同地配置和运行，并且任何方法的某些步骤可以被省略，以与具体提及的不同的顺序执行，或者在一些情况下同时执行或者在子步骤中执行。此外，可以对各种实施例的某些方面或特征进行变化或修改，以创建进一步的实施例，并且可以将各种实施例的特征和方面添加到其他实施例的其他特征或方面，或者替换其他实施例的其他特征或方面，以便提供更进一步的实施例。

因此，意图是说明书和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由所附权利要求及其等同物指示。