DE10260671A1

DE10260671A1 - Betätiger für die Handhabung der Einstellung einer Ketten- bzw. Bandspannung

Info

Publication number: DE10260671A1
Application number: DE10260671A
Authority: DE
Inventors: Brian D Hoff; Thomas E Oertley
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2001-12-31
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2003-07-31
Also published as: US20030122422A1; JP4237482B2; US6682155B2; JP2003261076A

Abstract

Ein Kettenspannbetätiger für eine Kettenanordnung ist vorgesehen, die folgendes aufweist: ein Laufrad, ein Antriebsrad, eine um das Antriebsrad und das Laufrad herumgeführte Antriebskette und einen Hydraulikmotor zum Antrieb des Antriebsrades. Eine Antriebsschaltung ist betätigbar, um Druckströmungsmittel an den Hydraulikmotor zu liefern. Der Betätiger ist an das Laufrad gekuppelt und weist eine Laufkammer, einen Laufkolben, eine Rückführkammer und einen Rückführkolben auf. Die Rückführkammer wird unter Druck gesetzt, um den Rückführkolben in eine erste Richtung vom Antriebsrad wegzudrücken. Das Druckströmungsmittel beaufschlagt den Laufkolben mit Druck, der seinerseits den Laufkolben berührt und in eine zweite Richtung gegen den Rückführkolben drückt, um die Ketten- bzw. Bandspannung zu reduzieren.

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Betätiger für die Einstellung einer Ketten- bzw. Bandspannung, und insbesondere auf einen Betätiger zur Reduzierung der Spannung an einem Laufrad einer Maschine mit einer Endloskette bzw. einem Endlosband, wenn die Maschine in Fahrt ist.

Eine mit Ketten bzw. Bändern versehene Maschine, wie beispielsweise ein Traktor oder Bagger der Ketten- bzw. Bandbauart, ist typischerweise auf einem Fahrgestellanordnungspaar gelagert und durch diese angetrieben. Jedes Fahrgestellanordnungspaar umfasst eine Endlosspurkette, die eine Vielzahl von miteinander gelenkig zusammengefügten Komponenten oder Gelenkmitteln aufweist. Jede Fahrgestellanordnung weist auch typischerweise ein Antriebsrad oder Kettenrad sowie ein oder mehrere Laufräder auf. Die Kette ist um das Antriebsrad und um ein oder mehrere Laufräder herumgeführt.

Während des Betriebs der Arbeitsmaschine ist es erforderlich, die Spannung an der Spurkette aufrechtzuerhalten, um die Kette davor zu bewahren, zu "entgleisen" oder zwischen Zähnen am Kettenrad zu springen. Um die Spannung an der Spurkette aufrechtzuerhalten, wird oft ein Spannungseinstellungsmechanismus, beispielsweise ein Hydraulikzylinder oder eine Schraubenfeder, in die Fahrgestellanordnung eingesetzt.

Im Hinblick auf Bagger ist es allgemein wünschenswert, eine Spurkette zu haben, die während der Ausführung von Grabungsarbeiten oder anderen Arten von Arbeiten relativ straff ist, um zu verhindern, dass der Bagger innerhalb der Spurkette nach hinten und nach vorne rollt, was zu Rückprall- bzw. Rückschlag- bzw. Rückfeder- bzw. Rückführkräften führt, die während der Durchführung von Arbeitsoperationen auftreten. Wenn mit einer strammen Spurkette gebaggert wird, hat der Bedienungsmann das Gefühl, dass die Maschine stabiler ist, und die Kettenkomponenten sind einem geringeren Verschleiß ausgesetzt. Um eine Spannung an der Spurkette zu erzeugen, drücken der Hydraulikzylinder oder die Schraubenfeder des Spannungseinstellungsmechanismus das Laufrad vom Antriebsrad oder Kettenrad weg, wobei sie die Dimension bzw. Abmessung der Fahrgestellanordnung vergrößern, die die Spurkette umschlingen muss.

Im Gegensatz ist es allgemein wünschenswert, während des Vorrückens bzw. Fahrens eines Baggers eine relativ lose Spurkette zu haben. Durch Lockern oder anderweitiges Vermindern der Spannung an der Spurkette unterhalb der Spannung, die beim Baggern zur Anwendung kommt, wird der Verschleiß an den mit der Fahrgestellanordnung assoziierten Komponenten reduziert. Dies vergrößert die Effizienz und sogar die Nutzlebensdauer des Baggers. Um die Spannung in der Spurkette zu reduzieren, gestatten der Hydraulikzylinder oder die Schraubenfeder des Spannungseinstellungsmechanismus dem Laufrad, sich zum Antriebsrad hin zu bewegen.

Der Spannungseinstellmechanismus sieht auch eine Rückführfunktion in der Spurkette vor, die zeitweise an der Kette wirkende Kräfte aufnimmt, zum Beispiel dann, wenn während des Vorwärtslaufs des Baggers Steine oder dergleichen zwischen Kette und Räder geraten. In diesen Fällen ist dem Laufrad gestattet, zum Antriebsrad hin zurückzuprallen bzw. zurückgeführt zu werden, um die Extralänge aufzunehmen, die die Kette bzw. das Band umfassen muss. um mit den Steinen fertig zu werden, ohne dass die Kette bricht bzw. das Band reißt.

In der US-PS 6,276,768 (das "768-Patent") ist ein Spannmechanismus offenbart, der die Kettenspannung vermindert, wenn die Maschine in Fahrt ist. In einem Ausführungsbeispiel eines Baggers sieht das "768-Patent" einen am Laufrad angebrachten Sklavenkolben bzw. Nebenkolben vor, der mit einem Masterkolben bzw. Hauptkolben in Strömungsmittelverbindung steht. Ein Pilotsignal von irgendeiner der zahlreichen Komponenten, die mit dem Hydrauliksystem (oder dem Werkzeugsystem) assoziiert sind, betätigt eine Ventilanordnung, die ihrerseits die Strömungsmittelzufuhr vom Rückführakkumulator zur Hauptkolbenanordnung steuert. Eine Druckerhöhung vom Hydraulikantriebssystem veranlasst die Ventilanordnung, die Hauptkolbenanordnung zum Tank hin zu öffnen, wodurch sie es dem Nebenkolben gestattet, sich um einen vorbestimmten Betrag zurückzuziehen und die Kettenspannung zu vermindern. Eine Druckverminderung im Antriebssystem verbindet den Hauptkolben mit dem Akkumulator durch die Ventilanordnung, die ihrerseits den Nebenkolben ausfährt und die Kettenspannung erhöht. Die Verwendung des Rückführakkumulatorströmungsmittels zur Einstellung des Spiels bzw. des Durchhangs und zur Erhöhung der Kettenspannung macht es schwierig, jeden Parameter unabhängig einzustellen.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der vorstehend erwähnten Probleme oder Nachteile der bekannten Arbeitsmaschine zu lösen bzw. zu beseitigen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ketten- bzw. Bandspannungsbetätiger für eine Ketten- bzw. Bandanordnung vorgesehen, der ein Laufrad, ein Antriebsrad, eine um Antriebsrad und Laufrad herumgeführte Antriebskette bzw. -band und eine Antriebsschaltung aufweist, die betätigbar ist, um das Antriebsrad in Gang zu setzen. Der Betätiger umfasst ein Hydraulikzylindergehäuse sowie einen im Hydraulikzylindergehäuse angeordneten und an das Laufrad gekuppelten Rückführkolben. Das Zylindergehäuse und der Rückführkolben bilden eine Rückführkammer, die unter Druck gesetzt wird, um den Rückführkolben in eine erste Richtung vom Antriebsrad wegzudrücken. Ein Laufkolben ist auch im Zylindergehäuse angeordnet, das mit diesem zusammenwirkt, um eine Laufkammer zu definieren, die mit der Antriebsschaltung in Strömungsmittelverbindung steht. Der Laufkolben spricht auf den Empfang des Druckströmungsmittels von der Antriebsschaltung an, um den Rückführkolben zu berühren und in eine zweite Richtung vom Laufrad wegzudrücken. Eine Kettenanordnung, die den Betätiger verwendet, ist ebenfalls offenbart.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Spannung einer Kettenanordnung offenbart, die ein Laufrad, ein Antriebsrad, eine um das Antriebsrad und das Laufrad herumgeführte Antriebskette bzw. Antriebsband und einen Hydraulikmotor aufweist, der betätigbar ist, um das Antriebsrad anzutreiben. Das Verfahren umfasst das Kuppeln eines Rückführkolbens eines Betätigers an das Laufrad, wobei der Betätiger außerdem ein Zylindergehäuse, eine Rückführkammer, eine Lauf bzw. Fahrkammer und einen Lauf- bzw. Fahrkolben, in Strömungsmittelverbindung mit der Laufkammer, umfasst. Die Rückführkammer wird unter Druck gesetzt, um die Kette zu spannen. Wenn Druckströmungsmittel an den Hydraulikmotor geliefert wird, um das Antriebsrad anzutreiben, wird darauf ansprechend Druckströmungsmittel an die Laufkammer des Betätigers geliefert, wobei der Laufkolben betätigt wird, um den Rückführkolben zwangsweise zurückzuziehen bzw. zurückzuführen. Durch das Zurückziehen des Rückführkolbens wird die Kettenspannung während der Fahrt vermindert.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Eine vollständigere Würdigung dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn sie in Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung betrachtet wird, in der gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten anzeigen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Baggers, der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise weg geschnittene Seitenansicht der Fahrgestellanordnung des Baggers gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ketten- bzw. Bandspannanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Betätiger gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung

Fig. 1 zeigt eine Arbeitsmaschine der Kettenbauart, beispielsweise einen Hydraulikbagger 10, der zur Durchführung zahlreicher Arbeitsfunktionen, beispielsweise Graben und Materialbewegung, verwendet wird. Der Bagger 10 kann eine Anzahl von Arbeitswerkzeugen aufweisen, beispielsweise eine hydraulisch betätigte Löffel- bzw. Kübelanordnung 12, die an einem Ende einer Auslegeranordnung 14 befestigt ist, die einen Auslegerarm 16 und eine Stielanordnung 18 aufweist. Der Bagger 10 umfasst ferner einen Motor, beispielsweise einen Dieselmotor 20 zur Bereitstellung der Bewegungskraft für sowohl die Fortbewegung des Baggers 10 als auch die Betätigung der Löffel- bzw. Kübelanordnung 12 und der Auslegeranordnung 14.
Der Bagger 10 umfasst auch ein Paar von Kettenanordnungen, obwohl in den Fig. 1 und 2 hiervon nur eine gezeigt ist. Jede Kettenanordnung 30 umfasst im Allgemeinen eine Rahmenanordnung 32, ein Antriebsrad 34, ein Laufrad 36 und eine Anzahl von Mittelrollen bzw. Mittelrädern 38. Bei jeder Kettenanordnung 30 kann eine Antriebskette 40, beispielsweise eine Endlosantriebskette 42, durch das Antriebsrad 34 angetrieben werden, wobei sie um das Laufrad 36 und um jedes der Mittelräder 38 herumgeführt ist, wodurch sie die Bewegungskraft zur Fortbewegung des Baggers 10 bereitstellt. Es ist klar, dass das Antriebsrad 34 ein mit der Antriebskette 40 in Reibungseingriff stehendes Antriebsrad oder ein mit der Antriebskette 40 in mechanischem Eingriff stehendes Kettenrad umfasst. In einem Ausführungsbeispiel ist das Laufrad 36 an einem ersten Ende 40a der Kettenanordnung 30 angeordnet, während das Antriebsrad 34 an einem zweiten und entgegen gesetzten Ende 40b der Anordnung angeordnet ist. Zu Vereinfachung der Bezugnahme wird das erste Ende 40a, an dem das Laufrad 36 angeordnet ist, allgemein als "Vorderseite" des Baggers 10 relativ zu einer (Fahrer-)Kabine beschrieben, während das zweite Ende 40b, das das Antriebsrad 34 aufweist, als "Rückseite" beschrieben wird.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Ketten- bzw. Bandspannanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Um den Bagger 10 fortzubewegen, wird die mechanische Ausgangsgröße des Motors 20 (siehe Fig. 1 und 2) auf die Antriebsräder 34 übertragen, und zwar über eine Antriebsschaltung 54, die eine Druckströmungsmittelquelle, beispielsweise eine (hier nicht gezeigte) Pumpe, sowie einen oder mehrere hydraulische Antriebsmotore 52 aufweist. Jeder hydraulische Antriebsmotor 52 treibt wenigstens eines der Antriebsräder 34 an, um die Antriebskette 40 und folglich auch den Bagger 10 fortzubewegen. Die Antriebsschaltung 54 liefert ein hydraulisches Druckströmungsmittel durch den Hydraulikmotor 52, um den Motor entweder in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung anzutreiben, und zwar abhängig von der Richtung des Strömungsmittelflusses durch den Schaltkreis 54 und die Motore 52.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst der Bagger 10 auch die Kabine 22, die vorgesehen ist, um die mit dem Bagger 10 assoziierten Vorrichtungen zu umschließen oder anderweitig unterzubringen, die durch einen Bedienungsmann während des Betriebs des Baggers 10 benutzt werden. Insbesondere beherbergt die Kabine 22 einen (hier nicht gezeigten) Fahrersitz und eine Anzahl von Steuervorrichtungen, beispielsweise eine (hier nicht gezeigte) Steuerhebelanordnung und eine (hier nicht gezeigte) Fußpedalanordnung. Die Kabine 22 ist an einem Fahrgestell angeordnet, das auf einem Schwenklager 24 auf den Kettenanordnungen des Baggers 10 gelagert ist. Das Schwenklager 24 gestattet der Kabine 22, sich sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zu drehen.
Zusätzlich zum Motor 20 umfassen andere auf dem Schwenklager 24 angeordnete Komponenten typischerweise die Druckströmungsmittelquelle sowie einen oder mehrere Tanks oder Strömungsmittelbehälter 58 (siehe Fig. 4). Der Fachmann weiß, dass die oberhalb des Schwenklagers 24 angeordneten Komponenten mit den Komponenten des Fahrgestells und jeder Kettenanordnung 30 durch verschiedene konventionelle Strömungsmittelleitungen verbunden sind, die durch das Schwenklager 24 verlaufen.
Wie in Fig. 2 detaillierter gezeigt ist, umfasst jede Kettenanordnung 30 ein Kettenspannsystem 60. Das System 60 ist konfiguriert, (1) um eine relativ straffe Kettenkonfiguration während eines Arbeitsvorgangs zu schaffen, um den Bagger 10 daran zu hindern, während eines Arbeitsvorgangs rückwärts und vorwärts zu rollen, und (2) die Spannung an der Antriebskette 40 während der Fahrt des Baggers 10 zu lockern, um den Verschleiß am Fahrgestell zu vermindern.
Das Kettenspannsystem 60 kann einen Spannungsbetätiger 66 umfassen, an dem durch ein Gelenkglied 72 eine Radhalterung bzw. ein Joch 62 befestigt ist. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist das Laufrad 36 an der Radhalterung 62 drehbar gelagert. Die Bewegung der Radhalterung 62 und folglich des Laufrades 36 in eine erste Richtung 26 gemäß den Fig. 1 bis 3 weg vom Antriebsrad 34 vergrößert die Spannung der Antriebskette 40. Umgekehrt vermindert die Bewegung der Radhalterung 62 und folglich des Laufrades 36 in eine zweite Richtung 28 zum Antriebsrad 34 hin die Spannung der Antriebskette 40.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 3 und 4, kann der Spannungsbetätiger 66 ein Hydraulikzylinder sein, der ein Hydraulikzylindergehäuse 68 und einen im Gehäuse angeordneten Rückführkolben 76 aufweist, der durch ein Gelenkglied 72 gesichert ist, das sich von diesem aus zu der mit dem Laufrad 36 assoziierten Radhalterung 62 hin erstreckt. Ein Einstellkolben 78 ist auch bewegbar im Zylindergehäuse 68 an einem entgegen gesetzten Ende angeordnet und ist durch ein Gelenkglied 70 an der Rahmenanordnung 32 derart gesichert, dass das Zylindergehäuse 68 relativ zur Rahmenanordnung 32 bewegbar ist. Es ist klar, dass die Gelenkglieder 70,72 separate Kolbenstangen oder mit den entsprechenden Kolben integral bzw. einstückig geformt sein können.
Der Spannungsbetätiger 66 umfasst eine Wand 69, die das Zylindergehäuse 68 in Kammern von gleicher oder ungleicher Größe unterteilt. Die Wand 69 bildet eine Rückführkammer 64, die mit einem Zylindergehäuse 68 und einem Rückführkolben 76 zusammenwirkt. Die Wand 69 bildet ferner eine Betätigereinstellkammer 56, die mit dem Zylindergehäuse 68 und einem Einstellkolben 78 zusammenwirkt. Alternativ können die Rückführkammer und die Einstellkammer aus zwei unterschiedlichen, miteinander verbundenen Zylindergehäusen gebildet werden. Die Position des Zylindergehäuses 68 relativ zur Rahmenanordnung 32 ist bestimmt durch eine Strömungsmittelmenge in der Betätigereinstellkammer 56, die am Einstellkolben 78 und an der Wand 69 wirkt. Eine erhöhte Strömungsmittelmenge in der Einstellkammer 56 drückt die Wand 69 vom Kolben 78 weg, was dazu führt, dass sich das Gehäuse 68 in die erste Richtung 26 von der Rahmenanordnung 32 und dem Antriebsrad 34 wegbewegt.
Ein relativ inkompressibles Strömungsmittel, wie beispielsweise Fett oder Hydrauliköl, kann während einer Wartung der Kammer 56 zugefügt oder aus dieser entfernt werden, um das Zylindergehäuse 68 zu repositionieren. Durch Einstellung der Position des Gehäuses 68, wenn die Spurkette 42 sich streckt oder ersetzt wird, wird auch die Position der Wand 69, die einen Teil der Rückführkammer 64 bildet, eingestellt. Druckströmungsmittel in der Rückführkammer 64 wirkt gegen die Wand 69, um den Rückführkolben 76 auszufahren und das Laufrad 36 vom Gehäuse 68 weg zu drücken.
Die Strömungsmittelmenge in der Einstellkammer 56 wird vorzugsweise modifiziert, um im Wesentlichen Spiel bzw. Durchhängen der Spurkette 42 zu eliminieren, wenn der Rückführkolben 76 und das Gelenkglied 72 voll ausgefahren sind. Druckströmungsmittel in der Rückführkammer 64 wird vorzugsweise auf einen vorbestimmten Druck eingestellt, der den Rückführkolben 76 und das Gelenkglied 72 voll ausfährt, wenn keine externe Rückführkraft vorhanden ist. Es ist klar, dass der Rückführkammerströmungsmitteldruck bei voll ausgefahrener Position, der hier als Nicht-Rückführdruck bezeichnet wird, zu der minimalen Kraft proportional ist, die gegen das Laufrad 36 wirken muss, bevor es beginnt, zurückzuprallen bzw. zurückgeführt zu werden und den Rückführkolben 76 dazu veranlasst, sich zurückzuziehen.
Die Rückführkammer 64 kann gefüllt werden mit einer festen Menge von inertem Druckgas, wie beispielsweise Stickstoff, einer kompressiblen Druckflüssigkeit oder einem Hydrauliköl in Strömungsmittelverbindung mit einem aufgeladenen Hydraulikakkumulator 90 über eine Leitung 94, wie dargestellt. Die Rückführkammer 64 funktioniert wie eine Feder, die das Rückführen des Laufrades 36 in die zweite Richtung 28 zum Antriebsrad 34 hin gestattet, und zwar ansprechend auf eine externe Kraft, wie beispielsweise eine Erschütterung oder ein Stein oder anderer Schmutz der sich in der Kette verfangen hat. Wenn das Laufrad 36 in die Richtung 28 zurückgeführt wird, reduziert eine entsprechende Bewegung des Rückführkolbens 76 die Größe der Rückführkammer 64. Im Falle des Hydrauliköls, das relativ inkompressibel ist, wird das Strömungsmittel von der Rückführkammer 64 über die Strömungsmittelleitung 94 in den Akkumulator 90 gespeist, wodurch eine Feder oder eine Gaskammer im Akkumulator 90zusammengedrückt bzw. komprimiert werden, und ein entsprechend erhöhter Strömungsmitteldruck und ein Widerstand gegen weiteres Rückprallen bzw. Rückführen geschaffen werden.
Ein Ventil 92, das mit der Antriebsschaltung in Strömungsmittelverbindung steht, kann wahlweise vorgesehen sein, um die Rückführkammer wieder aufzuladen, wenn der Druck unter einen vorbestimmten Wert abfällt. Wenn beispielsweise der an der Pilotleitung 93 zum Ventil 92 verfügbare Strömungsmitteldruck unter eine Kraft abfällt, die durch eine Feder an der entgegen gesetzten Seite des Ventils 92 vorgesehen ist, öffnet sich das Ventil und gestattet dem Druckströmungsmittel aus der Antriebsschaltung 54, die Kammer 64 wieder aufzuladen und das Ventil 92 zu schließen.
Ein Laufkolben 82 ist im Hydraulikzylinder 68 benachbart zum Rückführkolben 76 bewegbar angeordnet und kann einen Außenumfang des Gelenkglieds 72 umgeben. Der Laufkolben 82 und der Hydraulikzylinder 68 wirken zusammen, um eine Laufkammer 74 an einer entgegen gesetzten Seite des Laufkolbens 82 und des Rückführkolbens 76 von der Rückführkammer 64 zu bilden.
Die Antriebsschaltung 54 liefert Druckströmungsmittel an die Hydraulikmotore 52, die Bewegungskraft an das Antriebsrad 34 liefern. Eine Wechselventil- bzw. Zwei-Wege-Ventilanordnung (shuttle valve assembly) 80 ist parallel zum Motor 52 verbunden bzw. angeordnet, so dass ein Teil des durch die Antriebsschaltung 54 gelieferten Druckströmungsmittels von der Strömungsmittelleitung 98 empfangen wird, die mit dem Ventil 92 und der Laufkammer 74 im Betätiger 66 verbunden ist. Das Wechselventil (shuttle valve) 80 arbeitet wie ein Zwei-Wege- Rückschlagventil, um zu verhindern, dass wesentliche Druckströmungsmittelmengen am Motor 52 vorbeiströmen und Leistung vom Motor wegnehmen. Beispielsweise schließt das von der Oberseite der Antriebsschaltung 54 in das Wechselventil 80 eintretende Strömungsmittel, hier der Einfachheit halber als Vorwärtsfluss zum Motor 52 bezeichnet, das untere Rückschlagventil und gestattet nur so viel Fluss, wie der Akkumulator 90 und die Laufkammer 74 akkomodieren bzw. aufnehmen kann. Gleichermaßen schließt das von der Unterseite der Antriebsschaltung 54 in das Wechselventil 80 eintretende Strömungsmittel, hier der Einfachheit halber als Rückwärtsfluss zum Motor 52 bezeichnet, das obere Rückschlagventil und gestattet nur so viel parasitären Fluss, wie der Akkumulator 90 und die Laufkammer 74 akkomodieren bzw. aufnehmen kann.
Der Laufkolben 82 spricht an auf den Empfang von Druckströmungsmittel aus der Antriebsschaltung in die Laufkammer 74, um den Rückführkolben 76 zu berühren und den Rückführkolben zwangsweise in die Rückführkammer 64 zurückzuziehen. Das Zurückziehen des Rückführkolbens 76 bewegt auch das Laufrad 36 in die zweite Richtung 28 zum Antriebsrad 34 hin, wodurch sich die Kettenspannung im Allgemeinen vermindert, um Verschleiß an den Kettenkomponenten während der Fahrt zu reduzieren. Der Abstand, um den der Rückführkolben 76 und das Laufrad 36 zwangsweise zurückgezogen werden können, ist begrenzt durch den Abstand, um den der Laufkolben 82 sich bewegen kann, ansprechend auf das Druckströmungsmittel in der Laufkammer 74. Der Hydraulikzylinder 68 kann eine Innenschulter 84 aufweisen, um das Ausfahren des Laufkolbens 82 weg von einem Ende 96 des Hydraulikzylinders 68 zu begrenzen. Da die Lieferung des Druckströmungsmittels von der Antriebsschaltung 54 während der Fahrt im Wesentlichen kontinuierlich ist, fährt der Laufkolben 82 fort, auszufahren, bis er an der Schulter 84 ankommt und dadurch den Rückführkolben und das Laufrad um einen vorbestimmten Abstand zurückzieht, ohne die Notwendigkeit, die Menge oder den Druck des zum Betätiger 66 gelieferten Strömungsmittels steuern zu müssen.
Das zwangsweise erfolgende Zurückziehen des Rückführkolbens 76 kann den Druck des in der Rückführkammer 64 enthaltenen Strömungsmittels erhöhen, was eine erhöhte Kraft durch den Laufkolben erfordert, um ein weiteres Zurückziehen zu bewirken. Der Oberflächenbereich des Laufkolbens 82, der in Bewegungsrichtung dem Druckströmungsmittel in der Laufkammer 74 ausgesetzt ist, kann im Vergleich mit einem Oberflächenbereich des Rückführkolbens 76, der in ähnlicher Weise der Rückführkammer 64 ausgesetzt ist, eine Verstärkung der Rückziehkraft vorsehen bzw. schaffen, die durch das von der Antriebsschaltung 54 zugeführte Druckströmungsmittel geliefert wird. Es ist klar, dass das Vorsehen einer Kraftverstärkung durch die Kolben 82 und 76 das Wiederaufladen des Akkumulators 90 durch das Ventil 92 erschweren kann. Eine (hier nicht gezeigte) Zumessöffnung kann auch zwischen der Wechselventilanordnung 80 und der Laufkammer 74 vorgesehen sein, um die Rate bzw. Geschwindigkeit zu begrenzen, mit welcher der Rückführkolben ausfahren oder sich zurückziehen kann.
Wenn Druckströmungsmittel nicht länger durch die Wechselventilanordnung 80 an den Antriebsmotor 52 und die Strömungsmittelleitung 98 geliefert wird (das heißt, wenn die Fahrt gestoppt ist), fließt Strömungsmittel von der Laufkammer 74 durch die Wechselventilanordnung 80 zurück in die Antriebsschaltung 54, wobei die Laufkammer druckentlastet wird, und es dem Laufkolben 82 gestattet wird, sich zu einem Ende 96 des Hydraulikzylinders 68 zurück zu ziehen. Bei fehlenden Rückführkräften am Laufrad 36 gestattet die Zurückziehung des Laufkolbens seinerseits dem Rückführkolben 76 und dem Gelenkglied 72, in eine Nicht-Rückführposition voll auszufahren.

Industrielle Anwendbarkeit

Bei dem Bagger des bevorzugten Ausführungsbeispiels wird ein Antriebsströmungsmitteldruck verwendet, um die Kettenspannung zu reduzieren, ohne zusätzliche Hydraulikströmungsmittelleitungen oder elektrische Leitungen durch die Schwenklagerung hindurch verlegen zu müssen. Wenn die Maschine fährt, wird Antriebsströmungsmittel direkt an eine Laufkammer des Betätigers geliefert, was einen Laufkolben veranlasst, einen Rückführkolben zu berühren und einen mit dem Laufrad verbundenen Rückführkolben zwangsweise zurückzuziehen. Die Bewegung des Laufkolbens ist in einer zurückgezogenen Position bei Fehlen eines Druckströmungsmittels aus der Antriebsschaltung durch ein Ende des Hydraulikzylinders begrenzt. Die Bewegung des Laufkolbens ist in einer ausgefahrenen Position durch eine im Hydraulikzylinder ausgebildete Schulter begrenzt, wenn die Laufkammer unter Druck steht. Folglich kann der Rückführkolben und der Laufkolben (idler piston) (eigentlich "das Laufrad") während der Fahrt der Maschine um eine vorbestimmte Distanz zwangsweise zurückgezogen werden, wobei nur Druckströmungsmittel verwendet wird, das durch die Antriebsschaltung an den Antriebsmotor geliefert wird. Selbst in einer zurückgezogenen Position kann der Rückführkolben weiteres Rückführen gestatten, ansprechend auf am Laufrad wirkende externe Kräfte.
Die direkte Lieferung von Druckantriebsströmungsmittel an einen Laufkolben vermeidet die Notwendigkeit für komplexe Ventilanordnungen, um das Laufrad zu lockern oder den in der Rückführkammer verfügbaren Druck zu reduzieren. Die Nicht-Rückführposition des Laufrades sowie das Rückführansprechen können gemäß einem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung auch unabhängig vom Antriebsströmungsmitteldruck eingestellt werden.
Während gewisse vorhandene bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und gewisse bevorzugte Verfahren der Ausübung derselben dargestellt und vorstehend beschrieben wurden, wird nachdrücklich zum Ausdruck gebracht, dass die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, sondern anderweitig in vielen Arten verkörpert ist und ausgeübt wird innerhalb des Rahmens der nachfolgenden Ansprüche. (S-20437)

Claims

1. Ketten- bzw. Bandspannungsbetätiger für eine Ketten- bzw. Bandanordnung, die ein Laufrad, ein Antriebsrad, eine um das Antriebsrad und das Laufrad herum geführte Antriebskette (Antriebsband) sowie eine zum Antrieb des Antriebsrades vorgesehene Antriebsschaltung aufweist, wobei der Betätiger folgendes aufweist:
ein Hydraulikzylindergehäuse;
einen Rückführkolben, der im Zylindergehäuse angeordnet und an das Laufrad gekuppelt ist, wobei das Zylindergehäuse und der Rückführkolben eine Rückführkammer bilden, die unter Druck gesetzt ist, um den Rückführkolben in eine erste Richtung vom Antriebsrad wegzudrücken; und
einen Laufkolben, der im Zylindergehäuse angeordnet ist, das mit dem Laufkolben eine Laufkammer definiert, die mit der Antriebsschaltung in strömungsmittelmäßiger Verbindung steht, wobei der Laufkolben auf den Empfang eines Druckströmungsmittels von der Antriebsschaltung anspricht, um den Rückführkolben zu berühren und den Rückführkolben in eine zweite Richtung vom Laufrad wegzudrücken.

2. Betätiger nach Anspruch 1, der ferner ein Gelenkglied aufweist, das den Rückführkolben an ein Joch bzw. eine Radhalterung kuppelt, an dem/der das Laufrad drehbar gelagert ist, wobei der Laufkolben einen Außenumfang des Gelenkglieds umgibt.

3. Betätiger nach Anspruch 1, wobei die Rückführkammer strömungsmittelmäßig an einen Hydraulikakkumulator gekuppelt ist.

4. Betätiger nach Anspruch 1, wobei die Rückführkammer eine Druckgasmenge aufnimmt bzw. enthält.

5. Betätiger nach Anspruch 1, der ferner eine das Zylindergehäuse unterteilende Wand aufweist, die in Kooperation mit dem Zylindergehäuse und dem Rückführkolben die Rückführkammer bildet, wobei der Betätiger ferner einen Einstellkolben aufweist, der durch ein Gelenkglied an einer Rahmenanordnung der Ketten- bzw. Bandanordnung befestigt ist, wobei die Wand in Kooperation mit dem Zylindergehäuse und dem Einstellkolben eine Betätigereinstellkammer bildet, und wobei durch eine Strömungsmittelmenge in der Betätigereinstellkammer eine Position des Zylindergehäuses relativ zur Rahmenanordnung bestimmt wird.

6. Verfahren zur Spannung einer Ketten- bzw. Bandanordnung die ein Laufrad, ein Antriebsrad, eine um das Antriebsrad und das Laufrad herum geführte Antriebskette (Antriebsband) sowie einen Hydraulikmotor zum Antrieb des Antriebsrades aufweist, wobei das Verfahren folgendes vorsieht:
Kuppeln eines Rückführkolbens eines Betätigers an das Laufrad, wobei der Betätiger ferner ein Zylindergehäuse, eine Rückführkammer, eine Laufkammer und einen Laufkolben aufweist, der in strömungsmittelmäßiger Verbindung mit der Laufkammer steht;
Unterdrucksetzen der Rückführkammer, um die Kette/das Band zu spannen;
Bereitstellen eines Druckströmungsmittels für den Hydraulikmotor zum Antreiben des Antriebsrades;
Liefern eines Strömungsmittels an die Laufkammer des Betätigers, ansprechend auf den Druckströmungsmittelvorrat für den Hydraulikmotor: und
Betätigen den Laufkolbens, um den Rückführkolben unter Zwang zurückzuziehen, ansprechend auf den Empfang des Strömungsmittels in der Laufkammer, wobei das Zurückziehen des Rückführkolbens die Ketten- bzw. Bandspannung reduziert.

7. Ketten- bzw. Bandanordnung, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Antriebskette bzw. ein Antriebsband;
ein Laufrad;
ein Antriebsrad;
ein Hydraulikmotor, der an das Antriebsrad gekuppelt ist zum Antrieb der Antriebskette bzw. des Antriebsbandes, die/das um das Antriebsrad und das Laufrad herumgeführt ist;
eine Antriebsschaltung zur Lieferung von Druckströmungsmittel zum Antreiben des Hydraulikmotors; und
ein Hydraulikbetätiger, der zur Spannung der Antriebskette (des Antriebsbandes) an das Laufrad gekuppelt ist, wobei der Betätiger folgendes aufweist: ein hydraulisches Zylindergehäuse;
einen im Zylindergehäuse angeordneten und an das Laufrad gekuppelten Rückführkolben; und
einen Laufkolben, der im Zylindergehäuse angeordnet ist, wobei das Zylindergehäuse und der Laufkolben eine Laufkammer definieren, die mit der Antriebsschaltung in strömungsmittelmäßiger Verbindung steht, und wobei die Laufkammer betätigbar ist, um den Laufkolben zu veranlassen, den Rückführkolben zu berühren und den Rückführkolben in eine erste Richtung vom Laufrad wegzudrücken, ansprechend auf den Empfang von Strömungsmittel von der Antriebsschaltung.

8. Ketten- bzw. Bandanordnung nach Anspruch 7, wobei das Zylindergehäuse und der Rückführkolben eine Rückführkammer bilden; und wobei die Rückführkammer unter Druck gesetzt wird, um den Rückführkolben in eine zweite Richtung vom Antriebsrad wegzudrücken.

9. Ketten- bzw. Bandanordnung nach Anspruch 8, die ferner ein Ventil aufweist, das in strömungsmittelmäßiger Verbindung steht mit der Antriebsschaltung zur Wiederaufladung der Rückführkammer, wenn in dieser der Druck unter ein vorbestimmten Pegel bzw. Wert abfällt.

10. Ketten- bzw. Bandanordnung nach Anspruch 7, die ferner einen Einstellkolben aufweist, der durch ein Gelenkglied an einen Rahmen der Ketten- bzw. Bandanordnung befestigt ist, wobei eine Position des Betätigerzylindergehäuses relativ zum Rahmen bestimmt wird durch eine Strömungsmittelmenge, die an dem Einstellkolben wirkt.

11. Ketten- bzw. Bandanordnung nach Anspruch 7, die ferner eine Wechselventil- bzw. Zwei-Wege-Ventilanordnung (shuttle valve assembly) aufweist, die zwischen der Antriebsschaltung und der Laufkammer angeordnet ist.

12. Hydraulikbagger mit einer Ketten- bzw. Bandanordnung nach Anspruch 7.