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Prioritätsdokument
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der australischen Provisional-Patentanmeldung Nr. 2020903039 mit dem Titel „TRACK TENSIONING SYSTEM“, welche am 25. August 2020 eingereicht worden ist, deren Inhalt hierin durch Verweis in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
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Technisches Feld
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ketten-Spannungssystem für ein kettengetriebenes Fahrzeug. In einer besonderen Form betrifft die vorliegende Erfindung ein hydraulisches Ketten-Spannungssystem für ein kettengetriebenes Fahrzeug mit einer mechanischen Verriegelung.
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Hintergrund
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Kettengetriebene Fahrzeuge verwenden eine durchgehende Kette, welche ein durchgehendes Band von Gliedern oder Kettenplatten umfasst, welche um ein/e oder mehrere angetriebene Rollen oder Kettenräder, vordere und hintere Freilaufrollen und eine Mehrzahl von Kettenrollen geführt wird. Die eine oder die mehreren angetriebenen Rollen werden durch den Fahrzeugmotor angetrieben, was wiederum die durchgehende Kette dazu veranlasst, um jede aus der vorderen und hinteren Freilaufrolle und die Kettenrollen vorgetrieben zu werden, um das kettengetriebene Fahrzeug in entweder eine Richtung nach vorne oder nach hinten zu bewegen.
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Damit die durchgehende Kette korrekt funktioniert, muss sie geeignet um die Rollen unter Spannung gesetzt sein. Wenn sie nicht eng genug anliegt, kann die Kette von Seite zu Seite schwingen, ausschlagen und/oder nicht korrekt mit den Rollen eingreifen, was eine Handhabung beeinträchtigt und Abnutzung an Komponenten erhöht. Es ist ebenfalls möglich, dass die Kette vollständig abspringt. Wenn sie zu eng anliegt, tritt erhöhte Abnutzung an Komponenten als Folge von erhöhten Reibungskräften auf, die den Antriebsstrang belasten, mechanische Verluste hervorrufen und die Temperatur erhöhen.
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Es liegen ebenfalls Gründe vor, warum es notwendig sein kann, die Spannung der Kette abhängig von Betriebsbedingungen anzupassen, wie beispielsweise Änderungen im Nutzlast-Gewicht oder Änderungen im Terrain, wobei in weichen Bedingungen lockerere Ketten verwendet werden können und in härteren Bedingungen straffere Ketten verwendet werden können.
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Vor diesem Hintergrund ist die vorliegende Offenbarung entwickelt worden.
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Abriss
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Ketten-Spannungssystem zum Anpassen einer Spannung in einer Fahrzeugkette bereitgestellt, wobei das System ein Ketten-Spannungselement umfasst, welches einen Hydraulikzylinder und eine Kolbenanordnung umfasst, welche gleitend innerhalb des Zylinders bewegbar ist und den Zylinder in eine erste und zweite Kammer unterteilt, welche jeweils in selektiver Fluidverbindung mit einer unter Druck stehenden Hydraulikfluid-Quelle und einem Reservoir stehen, so dass ein Zuführen oder Abführen von Hydraulikfluid zu oder von den Kammern die Kolbenanordnung dazu veranlasst, sich innerhalb des Zylinders in entweder eine Verlängerung, was die Kettenspannung erhöht, oder eine Verkürzung zu bewegen, was die Kettenspannung verringert, wobei das Spannungselement ferner ein Verriegelungssystem umfasst, welches in der Lage ist, die Position der Kolbenanordnung bezüglich des Hydraulikzylinders mechanisch zu verriegeln, wobei das Verriegelungssystem zwischen einem aktivierten Modus, in welchem es eine Bewegung des Kolbens verhindert, wodurch die Spannung in der Fahrzeugkette beibehalten wird, und einem deaktivierten Modus, in welchem es eine Bewegung des Kolbens erlaubt, umschaltbar ist, wodurch es erlaubt wird, die Spannung in der Fahrzeugkette anzupassen.
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In einer Form umfasst die Kolbenanordnung ferner eine Kolbenstange, welche ein erstes Ende bezüglich des Kolbens verbunden und ein zweites Ende bezüglich einer Spannungsvorrichtung verbunden aufweist, welche dazu eingerichtet ist, gegen die Fahrzeugkette anzuliegen.
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In einer Form umfasst das Ketten-Spannungssystem ferner eine Verriegelungsspindel, welche rotatorisch bezüglich des Hydraulikzylinders gesichert und in mechanischem Eingriff mit der Kolbenanordnung ist, wobei eine Bewegung der Kolbenanordnung in Verlängerung die Verriegelungsspindel dazu veranlasst, in eine erste Richtung zu rotieren, und eine Bewegung der Kolbenanordnung in Verkürzung die Verriegelungsspindel dazu veranlasst, in eine zweite Richtung zu rotieren, und wobei das Verriegelungssystem eine Rotation der Verriegelungsspindel selektiv verhindert und erlaubt, wodurch eine Bewegung der Kolbenanordnung verhindert und erlaubt wird.
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In einer Form ist die Verriegelungsspindel in Gewindeeingriff mit der Kolbenanordnung mittels eines Außengewinde-Abschnitts an der Verriegelungsspindel und eines Innengewinde-Abschnitts in einer inneren Bohrung der Kolbenanordnung.
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In einer Form umfasst das Verriegelungssystem eine Kupplungsanordnung, welche zwischen einer aktivierten Position, welche eine Rotation der Verriegelungsspindel verhindert, und einer deaktivierten Position bewegbar ist, welche eine Rotation der Verriegelungsspindel erlaubt.
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In einer Form umfasst die Kupplungsanordnung einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, wobei der erste Abschnitt an die Verriegelungsspindel gesichert ist und dazu eingerichtet ist, mit ihr zu rotieren, und der zweite Abschnitt daran gehindert wird, zu rotieren, und zwischen aktivierten und deaktivierten Positionen bewegbar ist, wobei wenn die ersten und zweiten Abschnitte aktiviert sind, die Verriegelungsspindel daran gehindert wird, zu rotieren, und wenn die inneren und äußeren Abschnitte deaktiviert sind, es der Verriegelungsspindel erlaubt wird, zu rotieren.
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In einer Form umfasst die Kupplungsanordnung ferner ein Vorbelastungsmittel, wobei der zweite Abschnitt in mechanischen Eingriff mit dem inneren Abschnitt durch die Vorbelastungsmittel vorbelastet wird.
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In einer Form umfassen die ersten und zweiten Abschnitte jeweils gegenüberliegende Zähne, welche dazu eingerichtet sind, miteinander einzugreifen und eine relative Rotation der ersten und zweiten Komponenten zu verhindern.
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In einer Form ist die Kupplungsanordnung in selektiver Fluidverbindung mit der unter Druck stehenden Hydraulikfluid-Quelle und dem Reservoir, so dass ein Zuführen und ein Abführen von Hydraulikfluid zu oder von der Kupplungsanordnung die Kupplungsanordnung dazu veranlasst, sich entsprechend zu aktivieren oder zu deaktivieren.
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In einer Form umfasst die Verriegelungsspindel ferner einen Außengewinde-Abschnitt, wobei der Außengewinde-Abschnitt rotiert werden kann, um die Kolbenanordnung manuell zu verlängern oder zu verkürzen.
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In einer Form fallen die Rotationsachse der Verriegelungsspindel und die Bewegungsrichtung der Kolbenanordnung zusammen.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen diskutiert werden, wobei:
- 1 eine schematische Ansicht eines hydraulischen Ketten-Spannungssystems gemäß einer Ausführungsform ist;
- 2 eine perspektivische Seitenansicht eines hydraulischen Ketten-Spannungselement gemäß einer Ausführungsform ist;
- 3 eine perspektivische Hinteransicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist;
- 4 eine Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist;
- 5 eine Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist, welche die Hydraulikverbindung detailliert zeigt;
- 6 eine Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist, welche den Hydraulik-Strömungsweg von der ersten Hydraulikverbindung zu der ersten Kammer detailliert zeigt;
- 7 eine Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist, welche die Hydraulikverbindung und den Hydraulik-Strömungsweg von der zweiten Hydraulikverbindung zu der zweiten Kammer detailliert zeigt;
- 8 eine Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist, welches eine Verlängerung durchläuft;
- 9 eine Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist, welches eine Verkürzung durchläuft;
- 10 eine detaillierte Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist, welche die Kupplung in einer aktivierten Position detailliert zeigt;
- 11 eine detaillierte Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist, welche die Kupplung in hydraulisch deaktivierter Position detailliert zeigt;
- 12 eine Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist, welche die dritte Hydraulikverbindung für die Kupplung detailliert zeigt;
- 13 eine Explosionsansicht von Komponenten der Kupplung ist;
- 14 eine detaillierte Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist, welche die Kupplung in einer aktivierten Position detailliert zeigt;
- 15 eine detaillierte Querschnittsansicht des hydraulischen Ketten-Spannungselements aus 2 ist, welche die Kupplung in einer manuell deaktivierten Position detailliert zeigt; und
- 16 Flussdiagramme bereitstellt, welche die Reihenfolge von Betriebsvorgängen zum Durchführen einer Verlängerung, Verkürzung und Über-Verkürzung des hydraulischen Ketten-Spannungselements detailliert zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Unter Bezugnahme auf 1 ist nun eine schematische Ansicht eines hydraulischen Ketten-Spannungssystems 1 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Das System 1 umfasst ein hydraulisches Ketten-Spannungselement 100, welches einen Hydraulikzylinder 110 und eine Kolbenanordnung 120 umfasst, welche gleitend innerhalb des Zylinders 110 bewegbar ist und den Zylinder 110 in eine erste und zweite Kammer 111, 112 unterteilt. Sowohl die erste als auch die zweite Kammer 111, 112 sind in selektiver Fluidverbindung mit einer unter Druck stehenden Hydraulikfluid-Quelle und einem Reservoir, so dass ein Zuführen oder Abführen von Hydraulikfluid zu oder von den Kammern 111, 112 die Kolbenanordnung 120 dazu veranlasst, sich innerhalb des Zylinders 110 entweder in Verlängerung, wodurch die Kettenspannung erhöht wird, oder in Verkürzung zu bewegen, wodurch die Kettenspannung verringert wird. Es soll festgehalten sein, dass die Kolbenanordnung 120 mit einer Spannungsvorrichtung verbunden sein kann, wie beispielsweise einer Freilaufrolle, einem Spannungsarm oder ähnlichem, wobei eine Verlängerung der Kolbenanordnung 120 die Spannungsvorrichtung dazu veranlasst, gegen die Fahrzeugkette anzuliegen und die Spannung darin zu erhöhen, und wobei ein Verkürzen der Kolbenanordnung 120 die Rolle oder den Spannungsarm dazu veranlasst, sich von der Fahrzeugkette zurückzuziehen und die Spannung darin zu verringern.
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Das hydraulische Ketten-Spannungselement 100 ist ebenfalls in der Lage, die Position der Kolbenanordnung 120 bezüglich des Hydraulikzylinders 110 mittels eines Verriegelungssystems 130 (in 1 schematisch gezeigt) mechanisch zu verriegeln, welches zwischen einem aktivierten Modus, in welchem es eine Bewegung der Kolbenanordnung 120 verhindert, wodurch die Spannung in der Fahrzeugkette beibehalten wird, und einem deaktivierten Modus umschaltbar ist, in welchem es eine Bewegung der Kolbenanordnung 120 erlaubt, wodurch es erlaubt wird, die Spannung in der Fahrzeugkette anzupassen.
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Es sei nun Bezug auf die 2 bis 15 genommen, in welchem ein hydraulisches Ketten-Spannungselement 100 gemäß einer Ausführungsform gezeigt ist. Wie zuvor beschrieben, umfasst das Spannungselement 100 den Hydraulikzylinder 110 und die Kolbenanordnung 120 und besitzt ebenfalls ein externes Gehäuse 160, mittels welchem es an ein Fahrzeug mittels Bolzenlöchern 163 montiert werden kann. Wie am besten in 4 zu sehen ist, ist der Hydraulikzylinder 110 mit dem externen Gehäuse 160 mittels eines sphärischen Lagers 161 und einer Halterung 162 verbunden, was es dem Zylinder 110 erlaubt, anpassbar bezüglich des externen Gehäuses 160 positioniert zu sein, um das Spannungselement 100 mit der Fahrzeugkette korrekt auszurichten.
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Das Verriegelungssystem 130 arbeitet mittels einer Leitspindel-Anordnung zwischen der Kolbenanordnung und einer Verriegelungsspindel 140. Die Kolbenanordnung 120 besitzt eine innere Bohrung 123 mit einem InnengewindeAbschnitt 124, und die Verriegelungsspindel 140 besitzt einen Außengewinde-Abschnitt 141, wobei die Gewindeabschnitte der Kolbenanordnung 120 und der Verriegelungsspindel 140 in einer Leitspindel-Anordnung eingreifen, in welcher die Rotationsachse der Verriegelungsspindel 140 mit der Bewegungsrichtung der Kolbenanordnung 120 zusammenfällt. Die Verriegelungsspindel 140 ist rotatorisch innerhalb des Zylinders 110 gesichert und wird mittels eines Kragens 144 und eines Sechskant-Endes 143 daran gehindert, sich entlang der Länge des Zylinders 110 zu bewegen. Die Kolbenanordnung 120 wird mittels ihres Eingriffs mit der Spannungsvorrichtung daran gehindert, bezüglich des Zylinders 110 zu rotieren.
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Unter Bezugnahme auf 8, welche eine Querschnittsansicht des Ketten-Spannungselements 100 zeigt, welches eine Verlängerung durchläuft, soll festgehalten sein, dass wenn Hydraulikfluid zu der zweiten Kammer 112 zugeführt wird und es ihm erlaubt wird, von der ersten Kammer 111 abzuströmen, die Kolbenanordnung 120 mit ausreichender Kraft verlängert wird, so dass sie zusammen mit der Verriegelungsspindel 140 angetrieben wird, was die Verriegelungsspindel 140 mittels der Tatsache, dass die Kolbenanordnung 120 daran gehindert wird, zu rotieren, dazu veranlasst, in einer ersten Richtung zu rotieren. Andererseits soll unter Bezugnahme auf 9, welche eine Querschnittsansicht des Ketten-Spannungselements 100 zeigt, welches eine Verkürzung durchläuft, festgehalten sein, dass wenn Hydraulikfluid zu der ersten Kammer 111 zugeführt wird und es ihm erlaubt wird, von der zweiten Kammer 112 abzuströmen, die Kolbenanordnung 120 mit einer ausreichenden Kraft verkürzt wird, so dass sie zusammen mit der Verriegelungsspindel 140 angetrieben wird, was die Verriegelungsspindel 140 dazu veranlasst, in eine zweite Richtung zu rotieren.
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Wie unten detaillierter beschrieben werden wird, arbeitet das Verriegelungssystem 130, indem es selektiv mit der Verriegelungsspindel 140 eingreift und sich trennt, wodurch eine Rotation der Verriegelungsspindel 140 selektiv verhindert und erlaubt wird und folglich eine Bewegung der Kolbenanordnung 120 verhindert und erlaubt wird. Um dies zu erreichen, umfasst das Verriegelungssystem 130 eine Kupplungsanordnung 150 (am besten in den 10 bis 15 gezeigt), welche einen ersten inneren Abschnitt 151, einen zweiten äußeren Abschnitt 154 und ein Vorbelastungsmittel in der Form einer Rückstellfeder 157 umfasst. Es ist zu sehen, dass der innere Abschnitt 151 eine hexagonale innere Bohrung 152 aufweist, welche dazu eingerichtet ist, mit einem ähnlich hexagonalen Abschnitt 142 der Verriegelungsspindel 140 einzugreifen, so dass der innere Abschnitt 151 mit der Verriegelungsspindel 140 rotiert. Dier innere Abschnitt 151 umfasst ebenfalls extern geschnittene Zähne 153, welche dazu eingerichtet sind, mit komplementär geschnittenen inneren Zähnen 155 an dem äußeren Abschnitt 154 einzugreifen. Der äußere Abschnitt 154 weist ein hexagonal geformtes äußeres Profil 156 auf, welches dazu eingerichtet ist, mit einer ähnlich hexagonalen inneren Bohrung 116 des Ketten-Spannungselements 100 einzugreifen, wodurch eine Rotation des äußeren Abschnitts 154 verhindert wird. Die Rückstellfeder 157 ist dazu eingerichtet, gegen den äußeren Abschnitt 154 anzuliegen, so dass er mit dem inneren Abschnitt 151 eingreift, was eine relative Rotation der inneren und äußeren Abschnitte und damit eine Rotation der Verriegelungsspindel 140 verhindert, wie in 10 gezeigt.
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Die Kupplungsanordnung 150 ist ebenfalls in selektiver Fluidverbindung mit der unter Druck stehenden Hydraulikfluid-Quelle und dem Tank und besitzt einen Kupplungskolben 158, welcher dazu eingerichtet ist, gegen den äußeren Abschnitt 154 anzuliegen, so dass ein Zuführen von Hydraulikfluid zu der Kupplungsanordnung 150 den Kupplungskolben 158 gegen den äußeren Abschnitt 154 drückt, was den äußeren Abschnitt 154 dazu veranlasst, gegen die Rückstellfeder 157 zu drücken und sie zu komprimieren, so dass die Zähne der inneren und äußeren Abschnitte 151, 154 sich trennen (wie in 11 gezeigt), was es dem inneren Abschnitt 151 und der Verriegelungsspindel 140 erlaubt, zu rotieren.
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Während das hydraulische Ketten-Spannungselement 100 typischerweise unter Verwendung von Hydraulikfluid angepasst wird, ist es ebenfalls in der Lage, manuell angepasst zu werden, beispielsweise in dem Fall eines hydraulischen Versagens. Unter Bezugnahme auf die 14 und 15 ist zu sehen, dass eine Reihe von Schrauben 117 entfernt und durch längere Schrauben ersetzt werden kann, welche dann gegen Stifte 118 gedreht werden, welche gleichmäßig gegen den Kupplungskolben 158 drücken, was die Kupplung freigibt. Der Sechskant 143 an dem Ende der Verriegelungsspindel 140 kann dann verwendet werden, um die Verriegelungsspindel 140 zu rotieren, um das Spannungselement 100 unter Verwendung eines Schraubenschlüssels oder ähnlichem zu verlängern oder zu verkürzen.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist zu sehen, dass die unter Druck stehende Fluidquelle in der Form einer Pumpenanordnung 210 vorliegt, welche eine Hydraulikpumpe 211 und ein Druck-Entlastungsventil 212 umfasst, welches die Hydraulikpumpe mit dem Reservoir 213 verbindet. Die Pumpenanordnung 210 besitzt ebenfalls einen Hochdruck-Auslass 214 zum Zuführen von Hochdruck-Fluid zu dem Spannungselement 100 und einen Niederdruck-Einlass 215 zum Aufnehmen von Niederdruck-Fluid zurück zu der Pumpenanordnung 210 von dem Spannungselement 100.
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Unter Bezugnahme auf die 3, 5 und 6 ist zu sehen, dass das Ketten-Spannungselement 100 eine erste Hydraulikverbindung 113 zum hydraulischen Verbinden der ersten Kammer 111 mit der Pumpenanordnung 210 besitzt. Wie in 1 gezeigt, ist die erste Kammer 111 mit der Pumpenanordnung 210 mittels eines ersten Schaltventils 220 hydraulisch verbunden. Das erste Schaltventil 220 ist ein 3/2-Solenoid mit einer Rückstellfeder. In der Feder-Rückstellposition verbindet das erste Schaltventil 220 die erste Kammer 111 mit dem Reservoir 213 mittels des Niederdruck-Einlasses 215. In der aktiven Solenoidposition verbindet das erste Schaltventil 220 die erste Kammer mit der Pumpe 211 mittels des Hochdruck-Auslasses 214. Zwischen dem ersten Schaltventil 220 und der ersten Kammer 111 befindet sich ein Sperrventil 250. Das Sperrventil 250 ist ein 2/2-Solenoid mit einer Rückstellfeder. In der Feder-Rückstellposition ist das Sperrventil 250 offen, was es Fluid erlaubt, zu der ersten Kammer 111 und davon weg zu strömen. In der aktiven Solenoidposition ist das Sperrventil 250 geschlossen, wodurch ein Fluidstrom zu und von der ersten Kammer 111 verhindert wird.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 7 ist zu sehen, dass das Ketten-Spannungselement 100 eine zweite Hydraulikverbindung 114 für ein hydraulisches Verbinden der zweiten Kammer 112 mit der Pumpenanordnung 210 besitzt. Unter spezifischer Bezugnahme auf 7 ist zu sehen, dass die Verriegelungsspindel 140 Hydraulikfluid zwischen der zweiten Kammer 112 und der zweiten Hydraulikverbindung 114 mittels einer inneren Bohrung 145 und Öffnungen 146 trägt, welche innerhalb der Verriegelungsspindel 140 bereitgestellt sind. Wie in den 4 und 7 zu sehen ist, wird Hydraulikfluid ebenfalls zu der inneren Bohrung 123 der Kolbenanordnung 120 bereitgestellt, so dass, wenn Hydraulikfluid zu der zweiten Kammer 112 zugeführt wird, es ebenfalls zu der inneren Bohrung 123 der Kolbenanordnung 120 zugeführt wird, wodurch der verfügbare Flächenbereich für ein Einwirken des Hydraulikfluids dagegen während eines Verlängerungsbetriebs erhöht wird. Wie in 1 gezeigt, ist die zweite Kammer 112 hydraulisch mit der Pumpenanordnung 210 mittels eines zweiten Schaltventils 230 verbunden. Das zweite Schaltventil 230 ist ein 3/2-Solenoid mit einer Rückstellfeder. In der Feder-Rückstellposition verbindet das zweite Schaltventil 230 die zweite Kammer 112 mit dem Reservoir 213 mittels des Niederdruck-Einlasses 215. In der aktiven Solenoidposition verbindet das zweite Schaltventil 230 die zweite Kammer 112 mit der Pumpe 211 mittels des Hochdruck-Auslasses 214.
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Während in der gezeigten Ausführungsform Hydraulikfluid zwischen der zweiten Hydraulikverbindung 114 und der zweiten Kammer 112 und der inneren Bohrung 123 der Kolbenanordnung 120 mittels der inneren Bohrung 145 in der Verriegelungsspindel 140 strömt, soll festgehalten sein, dass andere Mittel für ein hydraulisches Verbinden der zweiten Kammer 112 mit der Pumpenanordnung 210 ebenfalls akzeptabel sind. Beispielsweise könnte eine Hydraulikverbindung an einer Seitenwand des Hydraulikzylinders 110 und direkt in die zweite Kammer 112 vorgesehen sein.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 12 ist zu sehen, dass das Ketten-Spannungselement 100 eine dritte Hydraulikverbindung 119 für ein hydraulisches Verbinden der Kupplungsanordnung 150 mit der Pumpenanordnung 210 besitzt. Wie in 1 gezeigt, ist die Kupplungsanordnung 150 hydraulisch mit der Pumpenanordnung 210 mittels eines dritten Schaltventils 240 verbunden. Das dritte Schaltventil 240 ist ein 3/2-Solenoid mit einer Rückstellfeder. In der Feder-Rückstellposition verbindet das dritte Schaltventil 240 die Kupplungsanordnung 150 mit dem Reservoir 213 mittels des Niederdruck-Einlasses 215. In der aktiven Solenoidposition verbindet das dritte Schaltventil 240 die Kupplungsanordnung 150 mit der Pumpe 211 mittels des Hochdruck-Auslasses 214.
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Das System besitzt ebenfalls Drucksensoren 260, welche dazu verwendet werden, einen Druck in den ersten und zweiten Kammern 111, 112 zu detektieren. Es sei festgehalten, dass diese ebenfalls verwendet werden können, um eine Fahrzeugketten-Spannung zu bestimmen.
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Ein Betrieb des hydraulischen Ketten-Spannungselements 100 wird nun beschrieben werden, mit besonderer Bezugnahme auf 1. Es kann davon ausgegangen werden, dass das Ketten-Spannungselement 100 sieben Betriebszustände aufweist:
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Betriebszustand 0: Aus-Position. Kein Betrieb, wobei die Kupplungsanordnung 150 die Last von der Kettenspannung aufnimmt. Keine Ventile aktiv.
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Betriebszustand 1: Während die Kupplungsanordnung 150 weiterhin die Last von der Kettenspannung aufnimmt, wird das Sperrventil 250 aktiviert, wodurch es in die geschlossene Position versetzt wird. Dies beendet ein Abströmen von Hydraulikfluid aus der ersten Kammer 111, was das Spannungselement 100 dabei stoppt, sich zu verlängern, wenn sich Druck aufbaut.
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Betriebszustand 2: Das Sperrventil 250 bleibt aktiviert, das zweite Ventil 230 wird aktiviert, wodurch die Pumpe 211 mit der zweiten Kammer 112 verbunden wird. Ein Druck beginnt sich in der zweiten Kammer 112 aufzubauen und steigt an, bis ein vorbestimmter Druckwert erreicht wird.
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Betriebszustand 3: Das Sperrventil 250 bleibt geschlossen, das zweite Ventil 230 bleibt aktiviert, wodurch die Pumpe mit der zweiten Kammer 112 verbunden ist, das dritte Ventil 240 wird aktiviert, wodurch die Pumpe 211 mit der Kupplungsanordnung 150 verbunden wird. An diesem Punkt wird die Kupplungsanordnung 150 entlastet und wird geöffnet oder deaktiviert. Die Last von der Kette geht von der Kupplungsanordnung 150 zu dem Hydraulikdruck in der zweiten Kammer 112 über. Es wird eine kleine Bewegungsmenge vorliegen, wenn das Fluid den benötigten Druck erreicht, um die Kolbenanordnung 120 zu betätigen. Nachdem die Last von der Kette von dem Hydraulikdruck aufgenommen worden ist, wird das Spannungselement 100 beginnen, sich zu verlängern.
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Betriebszustand 5: Verlängerungsprozess. Das Sperrventil 250 wird deaktiviert und es wird ihm erlaubt, sich zu öffnen, wodurch die erste Kammer 111 mit dem Reservoir 213 verbunden wird. Die zweiten und dritten Ventile 230, 240 bleiben aktiviert.
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Betriebszustand 5: Verkürzungsprozess. Das zweite Ventil 230 wird verwendet, um die Geschwindigkeit eines Verkürzens durch Entlüften und dann schnell unter Druck setzen anzupassen. Das zweite Ventil geht zwischen einem Verbinden der zweiten Kammer 112 mit der Pumpe und dem Reservoir 211, 213 über, um die Geschwindigkeit des Verkürzens zu steuern. Das dritte Ventil 240 ist aktiv.
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Betriebszustand 6: Über-Verkürzungsprozess. Das Spannungselement wird hierdurch über den Eingriffspunkt mit der Kette hinaus gedrückt und wird für eine Wartung und ein Entfernen der Kette verwendet. Das zweite Ventil 230 wird deaktiviert, wodurch die zweite Kammer 112 mit dem Reservoir 213 verbunden wird, das dritte Ventil 240 ist aktiv, das erste Ventil 220 wird aktiviert, wodurch die erste Kammer 111 mit der Pumpe 211 verbunden wird, bis das Spannungselement vollständig verkürzt ist.
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In einem typischen Betriebsmodus wird das Spannungselement 100 in Betriebszustand 0 sein, wobei die Hydraulik drucklos ist und alle Ventile aus sind. Das Spannungselement 100 wird die Last von dem Ketten-Spannungselement mechanisch mittels der Kupplungsanordnung 150 aufnehmen.
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Wie in 16 gezeigt, wird zur Vorbereitung für eine Verlängerung des Spannungselements 100 (was zu einer Zunahme der Kettenspannung führt) das Spannungselement 100 fortschreiten, sich durch die Betriebszustände 1, 2 und 3 zu bewegen und dann den Verlängerung-Betriebsvorgang (Betriebszustand 4) durchführen, bis die gewünschte Kettenspannung erzielt ist, bevor durch die Betriebszustände 3, 2 und 1 zu Betriebszustand 0 fortgeschritten wird.
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In Vorbereitung für ein Verkürzen des Spannungselements 100 (was zu einer Abnahme der Kettenspannung führt), wird das Spannungselement 100 durch die Betriebszustände 1, 2 und 3 fortschreiten und dann den Verkürzung-Betriebsvorgang (Betriebszustand 5) durchführen, bis die gewünschte Kettenspannung erreicht wird, bevor durch die Betriebszustände 3, 2 und 1 zu Betriebszustand 0 fortgeschritten wird.
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In Vorbereitung für eine Über-Verkürzung des Spannungselements 100 (was zu einer Entspannung der Kette für eine Wartung oder ein Entfernen führt), wird das Spannungselement durch die Betriebszustände 1, 2 und 3 fortschreiten, den Verkürzungsbetrieb (Betriebszustand 5) durchführen und dann den Über-Verkürzungsbetrieb (Betriebszustand 6) durchführen, und dann durch die Betriebszustände 3, 2 und 1 zu Betriebszustand 0 fortschreiten.
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Es soll festgehalten sein, dass die obige Offenbarung eine Reihe von Vorteilen bietet. Das System ist in der Lage zu einer automatischen Anpassung einer Spannung, welche keine manuelle Anpassung benötigt, und ist in der Lage, entfernt von innerhalb des Fahrzeugs betrieben zu werden. Das System ist ebenfalls in der Lage zu einer aktiven Anpassung einer Kettenspannung als Reaktion auf Betriebsbedingungen. Indem existierende Hydraulikkreise an dem Fahrzeug genutzt werden, ist dieses System ebenfalls in der Lage, an existierenden Fahrzeugen anstelle von existierenden manuell angepassten Ketten-Spannungselementen nachgerüstet zu werden. Es sei ebenfalls festgehalten, dass das System Hydraulik sowohl zum Festlegen als auch zum Detektieren einer Kettenspannung verwendet. Ferner benötigt das System durch Bereitstellen einer automatischen mechanischen Verriegelung keine konstante Zuführung von Hydraulikfluid, um eine Spannung aufrechtzuerhalten, was bedeutet, dass es in der Lage ist, unter hohen Lasten zu arbeiten, während es ebenfalls energieeffizient bleibt, da lediglich Hydraulikdruck benötigt wird, um die Kolbenanordnung zu einer benötigten Position anzutreiben. Ferner ist das System ebenfalls selbst in einem Fall, dass ein hydraulisches Versagen auftritt, in der Lage, eine Kettenspannung aufrechtzuerhalten.
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In der gesamten Beschreibung und den folgenden Ansprüchen werden, sofern der Kontext es nicht anders verlangt, die Wörter „umfassen“ und „beinhalten“ sowie Variationen wie „umfassend“ und „beinhaltend“ derart verstanden, dass sie ein Umfassen einer Ganzzahl oder einer Gruppe von Ganzzahlen implizieren, jedoch nicht den Ausschluss einer anderen Ganzzahl oder eine Gruppe von Ganzzahlen.
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Die Bezugnahme auf beliebigen Stand der Technik in dieser Beschreibung ist nicht und sollte nicht als eine Anerkennung einer beliebigen Form eines Hinweises verstanden werden, dass solcher Stand der Technik einen Teil des Allgemeinwissens bildet.
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Es soll für die Fachperson festgehalten sein, dass die Erfindung in ihrer Verwendung nicht auf die bestimmte beschriebene Anwendung beschränkt ist. Noch ist die vorliegende Erfindung auf ihre bevorzugte Ausführungsform hinsichtlich der speziellen Elemente und/oder Merkmale beschränkt, welche hierin beschrieben oder dargestellt sind. Es soll festgehalten sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform oder die Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass zahlreiche Umgestaltungen, Modifikationen und Ersetzungen möglich sind, ohne dass vom Geist der Erfindung abgewichen wird, wie er von den folgenden Ansprüchen dargelegt und definiert wird.
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Beispielsweise sei festgehalten, dass wenngleich in der gezeigten Ausführungsform eine spezifische Kupplungsanordnung verwendet wird, eine beliebige Kupplungsanordnung oder ein Verriegelungssystem, welches in der Lage ist, selektiv eine Rotation der Verriegelungsspindel zu erlauben und verhindern, geeignet sein wird. Beispielsweise kann in einer weiteren Ausführungsform die Kupplungsanordnung stattdessen gegenüberliegende Reibflächen bereitstellen, welche mittels geeigneter Vorbelastungsmittel in Reibeingriff vorbelastet werden. In einer weiteren Ausführungsform können die beiden Kupplungsabschnitte stattdessen eine Mehrzahl von komplementären Stiften und Buchsen umfassen.
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In einem weiteren Beispiel sei festgehalten, dass wenngleich in der gezeigten Ausführungsform ein spezifischer mechanischer Eingriff zwischen der Verriegelungsspindel und der Kolbenanordnung gezeigt ist, eine beliebige mechanische Anordnung, welche in der Lage ist, die lineare Bewegung der Kolbenanordnung in eine Rotationsbewegung der Verriegelungsspindel umzuwandeln, geeignet sein wird. Beispielsweise kann diese Umwandlung in einer weiteren Ausführungsform mittels einer Zahnstangen-Anordnung (wobei die Rotationsachse der Verriegelungsspindel senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Kolbenanordnung sein kann) oder einer Schneckengetriebe-Anordnung erreicht werden.
