DE4407764A1 - Hydraulische Kettenspannvorrichtung zum Spannen der Ketten von Kettenfahrwerken - Google Patents
Hydraulische Kettenspannvorrichtung zum Spannen der Ketten von KettenfahrwerkenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kettenspannvor
richtung zum automatischen Spannen der Ketten von mit
Zwei-, Vier- oder Achtradschwingen versehenen Kettenfahr
werken, die im wesentlichen aus zwei Spannzylindern und
mehreren Ventilen besteht, wobei die beiden Spannzylinder
über Leitungen miteinander und über weitere Leitungen mit
den Ventilen verbunden sind und wobei die Spannzylinder an
dem Rahmen des Kettenfahrwerks befestigt sind und sich das
Leitrad des Kettenfahrwerks auf die Kolbenstange der
Spannzylinder abstützt.
An den Kettenfahrwerken ergeben sich beim Überfahren eines
unebenen Untergrunds sowie beim Fahren über ein Hindernis
Änderungen in der Umschlingungslänge der Kette. Bei
Kettenfahrzeugen mit Stützrollen wird die erforderliche
Kettenverlängerung durch einen Kettendurchhang im Obertrum
ermöglicht.
Bei bekannten hydraulischen Kettenspannvorrichtungen
werden für das Einfedern erst bei hohen Kettenkräften Kol
ben- oder Membranspeicher benutzt bzw. in Funktion
gesetzt. Für das Einfedern bei niedrigen Kettenkräften
sind die bekannten Kettenspannvorrichtungen mit einer me
chanischen Feder, die mit einem Anschlag versehen ist,
kombiniert.
Da bei Transportraupen - bedingt durch die geringe Bau
höhe - die Speicherwirkung des Kettendurchhangs im
Obertrum fehlt, kann die erforderliche Kettenverlängerung
des Untertrums nicht durch einen Kettendurchhang im
Obertrum bereitgestellt werden. Es entstehen daher
insbesondere bei harten, unebenen Untergründen hohe
Kettenzüge und damit ein erhöhter Kettenverschleiß.
Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem
Kettenfahrwerk der eingangs genannten Art durch eine
Verminderung der auftretenden Kettenzugspitzen die
Lebensdauer der Ketten wesentlich zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß parallel zu den
Spannzylindern eine weiche Feder angeschlossen ist, so daß
bei Beginn einer Belastung der Kettenspannvorrichtung nur
ein geringer Druckanstieg in den Spannzylindern bzw. nur
ein geringer Anstieg des Kettenzuges auftritt.
Zweckmäßigerweise ist die weiche Feder als zwischen den
Spannzylindern und den Ventilen angeordnete hydropneumati
sche Feder ausgebildet, die über eine dritte Leitung mit
der die Spannzylinder mit den Ventilen verbindenden
Leitung verbunden ist und deren Gasraum unter einer nur
geringen Vorspannung steht.
Bei der erfindungsgemäßen Kettenspannvorrichtung ermög
licht die weiche Feder bzw. die hydropneumatische Feder
einen Beginn des Einfahrens der Spannzylinder schon bei
geringen Kettenkräften. Wird die Kettenspannvorrichtung
durch äußere Kräfte aus der Kette, beispielsweise durch
Bodenunebenheiten belastet, so fahren die Spannzylinder
gegen den zunächst geringen Vorspanndruck im Gasraum der
hydropneumatische Feder ein, wodurch sich zunächst ein ge
ringerer Druckanstieg in der Kettenspannvorrichtung und
damit nur ein geringerer Anstieg der Kettenkräfte gegen
über einer ungefederten Spannvorrichtung ergibt. Die Kette
wird so in dem besonders häufig vorkommenden Spannungsbe
reich über der Vorspannung wirkungsvoll geschont.
Da einerseits - im Hinblick auf die Verschleißveringerung
- die Vorspannung im Gasraum der hydropneumatischen Feder
möglichst gering sein soll, sich aber andererseits bei zu
geringer Vorspannung eine deutliche Verschlechterung des
Fahrverhaltens der Transportraupe ergibt, beträgt nach ei
nem weiteren Merkmal der Erfindung die Vorspannung im Gas
raum der hydropneumatischen Feder 2 bis 10%, vorzugsweise
3 bis 6,3% des maximalen Spanndrucks.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die hydropneu
matische Feder als Kolbenspeicher mit einem mechanischen
Endanschlag für den Kolben ausgebildet.
In Ausgestaltung der Erfindung weist die Kettenspannvor
richtung einen mit einer elektronischen Steuerung in
Verbindung stehenden Druckaufnehmer und drei Ventile auf,
nämlich ein Rückschlagventil, ein Wegeventil und ein
Druckbegrenzungsventil.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die hydropneu
matische Feder mit einem zusätzlichen Sicherheitsventil
versehen.
Bei der hydropneumatischen Feder sind Speichervolumen,
Gasvolumen und Gasvorspanndruck auf die Geometrie der Ket
tenspannvorrichtung so abgestimmt, daß bei Erreichen des
zulässigen Einfahrweges der Kolben der Spannzylinder der
Kolben des Kolbenspeichers gegen seinen mechanischen
Endanschlag fährt.
Im Bereich hoher Kettenkräfte ist der Kolbenspeicher
unwirksam.
Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Kettenspannvor
richtung bestehen darin, daß die Vorspannung der Kette auf
einem möglichst geringen Niveau gehalten werden kann,
wobei die Höhe der Vorspannung variabel ist, daß ferner
der maximale Kettenzug begrenzt ist und daß die Kette
automatisch nachgespannt wird, beispielsweise bei
auftretendem Verschleiß.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, die ein Ausfüh
rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kettenspannvorrichtung
in schematischer Darstellung zeigt, im folgenden näher er
läutert.
Die in der Zeichnung dargestellte Kettenspannvorrichtung
besteht im wesentlichen aus zwei Spannzylindern 1.1 und
1.2 sowie aus einem Druckaufnehmer 2 und drei Ventilen 3.
Eines der Ventile 3 ist ein entsperrbares Rückschlagventil
3.1, durch das die Spannzylinder 1.1 und 1.2 bei Druck in
den Druckkammern 1.1.1 und 1.2.1 leckfrei abgesperrt sind
und durch das beim Einziehen der Kolbenstangen 1.1K bzw.
1.2K das Hydraulikmedium aus den Druckkammern 1.1.1 und
1.2.1 abfließen kann, wenn die kolbenstangenseitigen
Zylinderkammern 1.1.2 und 1.2.2 druckbeaufschlagt werden.
Die beiden anderen Ventile 3 sind ein 4/3-Wegeventil 3.2
und ein Druckbegrenzungsventil 3.3. Die beiden Druckkam
mern 1.1.1 und 1.2.1 sind über eine Leitung 4 miteinander
und über eine weitere Leitung 5 mit dem Druckaufnehmer 2
und den Ventilen 3.1 bis 3.3 verbunden. Die kolbenstangen
seitigen Zylinderkammern 1.1.2 und 1.2.2 sind über eine
Leitung 4′ untereinander und über eine weitere Leitung 5′
mit dem Wegeventil 3.2 verbunden. Auf die Kolbenstangen
1.1K und 1.2K der Spannzylinder 1.1 und 1.2, die am Rahmen
10 des Kettenfahrwerks befestigt sind, stützen sich die
Leiträder 11.1, 11.2 des Kettenfahrwerks über je eine Ga
bel 12.1 bzw. 12.2 ab.
Zwischen den Spannzylindern 1.1 und 1.2 und den Ventilen 3
(3.1 bis 3.3) ist eine hydropneumatische Feder 6 angeord
net, die über eine dritte Leitung 7 und ein zusätzliches
Sicherheitsventil 9 mit der die Spannzylinder 1.1 und 1.2
mit den Ventilen 3 verbindenden Leitung 5 verbunden ist.
Die hydropneumatische Feder 6 ist als Kolbenspeicher mit
Kolben 6′ und einem Endanschlag 8 für den Kolben 6′
ausgebildet. Das Sicherheitsventil 9 nimmt in der Ruhe
stellung der Vorrichtung die in der Zeichnung links
dargestellte Schaltstellung ein, in der ein Zufluß von der
Leitung 5 her verhindert wird und die Flüssigkeitsseite
des Kolbenspeichers 6 mit dem Tank verbunden ist, so daß
die Spannung im Kolbenspeicher 6 auf eine Vorspannung p0′
abfallen kann. Im Betriebszustand der Vorrichtung wird das
Sicherheitsventil 9 elektrisch in die in der Zeichnung
rechts dargestellte Schaltstellung geschaltet, in der der
Kolbenspeicher 6 mit der Leitung 5 zu den Spannzylindern
1.1 und 1.2 verbunden ist.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kettenspannvor
richtung ist nachstehend, ebenfalls anhand der Zeichnung,
im einzelnen wiedergegeben:
Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung wird im Kolbenspeicher
6 ein Vorspanndruck p0′ von z. B. 10 bar eingestellt, wo
bei das Sicherheitsventil 9 die in der Zeichnung links
dargestellte Position einnimmt. Anschließend wird das
Ventil 9 in die rechts dargestellte Stellung geschaltet
und der Kolbenspeicher 6 mit der Leitung 5 verbunden. Des
weiteren werden das 4/3-Wegeventil 3.2 in die rechts
dargestellte Stellung geschaltet und die Druckkammern
1.1.1 und 1.2.1 über die Leitung 5 von der Druckquelle P
druckbeaufschlagt. Bei Erreichen eines einstellbaren Vor
spanndrucks p0 von z. B. 15 bar, der von dem Druckaufneh
mer 2 überwacht wird, wird das Wegeventil 3.2 in die in
der Zeichnung dargestellte Sperrschaltung zurückgeschal
tet. Gleichzeitig hat sich auch der Druck im Kolbenspei
cher 6 von p0′ auf den Vorspanndruck p0 erhöht und der
Kolben 6′ hat sich ein Stück auf die Endanschläge 8 hin
bewegt.
Der Druckaufnehmer 2 überwacht den Druck in den Spannzy
lindern 1.1 und 1.2 fortlaufend und meldet die betreffen
den Werte an die (nicht dargestellte) elektronische
Steuerung. Sobald der Druck z. B. infolge von Leckver
lusten oder einer Dehnung der Kette einen bestimmten Wert,
der in der Steuerung eingegeben ist - den minimalen
Vorspanndruck p0 - unterschreitet, wird automatisch das
Wegeventil 3.2 in die in der Zeichnung rechts dargestellte
Schaltstellung geschaltet, bis wieder der Vorspanndruck p0
erreicht ist.
Durch äußere Belastung steigt der Druck in den Spannzylin
dern 1.1 und 1.2 proportional zur Kraft, wobei die
Spannzylinder 1.1 und 1.2 nur im Rahmen der Ölelastizität
nachgeben. Wenn der maximale Spanndruck pmax von z. B. 400 bar
in den Spannzylindern 1.1. und 1.2 insbesondere bei
Rückwärtsfahrt, bei der das Obertrum unter Zugspannung
steht, überschritten wird, wird Öl über das Druckbegren
zungsventil 3.3 abgespritzt und die Spannzylinder 1.1 und
1.2 fahren unter Beibehaltung des Drucks pmax ein.
Während des Fahrbetriebs der Transportraupe bewegt sich
der Druck in den Spannzylindern 1.1 und 1.2 zwischen dem
minimalen Vorspanndruck p0 und dem maximalen Spanndruck
pmax, dem Abspritzdruck, wobei sich die Höhe des aktuellen
Druckes aus den äußeren Kräften auf die Kettenspannvor
richtung ergibt.
Der zwischen den Spannzylindern 1.1 und 1.2 und den
Ventilen 3 angeschlossene Kolbenspeicher 6 bewirkt, daß
die Kolbenstangen 1.1K, 1.2K der Spannzylinder 1.1 bzw.
1.2 bei Beginn einer Belastung der Kettenspannvorrichtung
zunächst über einen kleinen Hubweg gegen den Druck im Kol
benspeicher 6 einfahren, wobei sich nun ein geringer
Druckanstieg in den Spannzylindern 1.1 und 1.2 und damit
nur ein geringer Anstieg der Kettenkräfte ergibt. Bei die
sem Vorgang folgen Einfahrweg und Zylinderdruck der
Gasgleichung, d. h. zu Beginn des Einfahrens ergeben sich
große Wege bei geringem Druckanstieg, während der Druck
erst gegen Ende des Einfahrens stärker ansteigt.
Bei einem Druck, der zwischen dem Vorspanndruck p0 und dem
maximalen Spanndruck pmax liegt, ist das Gaspolster über
dem Kolben 6′ des Kolbenspeichers 6 so weit zusammen
gedrückt, daß der Kolben 6′ am Endanschlag 8 anliegt. Im
oberen Druckbereich wirkt der Kolbenspeicher 6 also nicht
mehr elastisch.
Das Rückschlagventil 3.1 ist als endsperrbares Rückschlag
ventil ausgebildet. Wenn die kolbenstangenseitigen
Zylinderkammern 1.1.2, 1.2.2 zum Einfahren der
Kolbenstangen 1.1K, 1.2K bzw. der Leit- oder Spannräder
11.1, 11.2 über die Leitungen 4′ und 5′ mit der
Druckquelle P verbunden sind, wobei das Wegeventil 3.2 die
links dargestellte Schaltstellung einnimmt, wird das
Rückschlagventil 3.1 durch den Druck in der Leitung 5′
entspannt, so daß das (drucklose) Hydraulikmedium aus den
Druckkammern 1.1.1, 1.2.1 zum Tank T abfließen kann.
Claims (6)
1. Hydraulische Kettenspannvorrichtung zum automatischen
Spannen der Ketten von mit Zwei-, Vier- oder Achtrad
schwingen versehenen Kettenfahrwerken, die im wesentli
chen aus zwei Spannzylindern (1.1 und 1.2) und mehreren
Ventilen (3) besteht, wobei die beiden Spannzylinder
(1.1 und 1.2) über Leitungen (4) miteinander und über
weitere Leitungen (5) mit den Ventilen (3) verbunden
sind und wobei die Spannzylinder (1.1 und 1.2) an dem
Rahmen (10) des Kettenfahrwerks befestigt sind und sich
das Leitrad des Kettenfahrwerks auf die Kolbenstangen
(1.1K und 1.2K) der Spannzylinder (1.1 und 1.2) ab
stützt, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den
Spannzylindern (1.1 und 1.2) eine weiche Feder ange
schlossen ist, so daß bei Beginn einer Belastung der
Kettenspannvorrichtung nur ein geringer Druckanstieg in
den Spannzylindern (1.1 und 1.2) auftritt.
2. Hydraulische Kettenspannvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die weiche Feder als
zwischen den Spannzylindern (1.1 und 1.2) und den Ven
tilen (3) angeordnete hydropneumatische Feder (6) aus
gebildet ist, die über eine dritte Leitung (7) mit der
die Spannzylinder (1.1 und 1.2) mit den Ventilen (3)
verbindenden Leitung (5) verbunden ist und deren Gas
raum unter einer nur geringen Vorspannung (p0) steht.
3. Hydraulische Kettenspannvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung (p0) im
Gasraum der hydropneumatischen Feder (6) 2 bis 10%,
vorzugsweise 3 bis 6,3% des maximalen Spanndrucks
(pmax) beträgt.
4. Hydraulische Kettenspannvorrichtung nach Anspruch 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hydropneumati
sche Feder (6) als Kolbenspeicher mit einem mechani
schen Endanschlag (8) ausgebildet ist.
5. Hydraulische Kettenspannvorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen
mit einer elektronischen Steuerung in Verbindung ste
henden Druckaufnehmer (2) und drei Ventile (3), nämlich
ein Rückschlagventil (3.1), ein Wegeventil (3.2) und
ein Druckbegrenzungsventil (3.3) aufweist.
6. Hydraulische Kettenspannvorrichtung nach einem der An
sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
hydropneumatische Feder (6) mit einem zusätzlichen
Sicherheitsventil (9) versehen ist.
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