DE4407764A1 - Hydraulische Kettenspannvorrichtung zum Spannen der Ketten von Kettenfahrwerken - Google Patents

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 p_0′ 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 p_0′ 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 p_0′ 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 p_max 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 p_max 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 p_max, 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 p_max 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 (p_max) 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.