DE1580585A1 - Regelung eines hydraulischen Kettenspanners - Google Patents

Description

Rheinstahl Henschel _Λ^_ΛΛΓ-_ΛΓ. 35 Kassel, den 6.1.1966 Aktiengesellschaft 158058b

PK 2223

Regelung eines hydraulischen Kettenspanners

Bei einer "bekannten Bauform hydraulischer Kettenspanner für Gleiskettenfahrzeuge wird die Kraft, mit der die Umlenkrolle gegen die Gleiskette gedrückt wird, unabhängig von der jeweiligen Stellung der Umlenkrolle bzw. des Kettenspanners mittels eines Regelsysteme für die Konstanthaltung des Druckes der Hydraulikflüssigkeit im Kettenspannerzylinder auf einem konstanten Wert gehalten. Dies hat den Nachteil) daß bei gewissen Fahrzuständen, die eine geringe Vortriebskraft in dem stärker gespannten Gleiskettenteil zwischen Triebrad und dem auf der ^;> Straßenoberfläche aufliegenden Gleiskettenteil erfordern, die Kette zu stark gespannt wird. Andererseits kann es dann auch gewisse Fahrzustände (z.B. Bergfahrt) geben, die eine so höhe Vortriebkraft erfordern, daß die so geregelte Kettenspanner· kraft nicht ausreicht, den Kettenspanner infolge der am Um- . lenkrad angreifenden Kettenlängskräfte am Einfahren in seine Innerste Stellung zu hindern·

Bei einer anderen bekannten Bauform hydraulischer Kettenspanner wird 6er Zu- bzw· Abfluß der Hydraulikflüssigkeit zum bzw. vo· Kettenspanner durch entsprechende Ventile oder Sohleber bzw· ein

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kombiniertes Ventil öder Schieber so gesteuert, daß die Hydraulikflüssigkeit bei 'kleinen von der Gleiskette auf die Umlenkrolle ausgeübten Kräften unter dem vorgegebenen Speisedruck dem Kettenspanner zufließen kann. Steigt die Kettenlängskraft über den dem Speisedruck entsprechenden Wert an, so wird der Zufluß der Hydraulikflüssigkeit gesperrt jedoch kein Abfluß geöffnet. Der Druck der Hydraulikflüssigkeit im Kettenspanner steigt dann entsprechend der Kettenlängskraft so lange an, bis ein vorgegebener oberer Sicherheit sgrenzwert erreicht wird, bei dem ein Abfluß geöffnet wird. Der Nachteil dieser Ausführung ist, daß nach Überschreitung der dem Speisedruck entsprechenden Kettenlängskraft der Kettenspanner nicht ausfahren kann, sondern sich im Gegenteil durch die Kompressibilität der Hydraulikflüssigkeit etwas nach einwärts bewegt. Dieser Nachteil tritt besonders zu Tage, wenn die Fahrtrichtung so ist, daß der stärker gespannte Gleiskettenteil zwischen Triebrad und dem auf der Straßenoberfläche aufliegenden Gleiskettenteil über die Umlenkrolle läuft.

Eine zu straffe Spannung der Gleiskette führt u.a.-zu übermäßig hohen Verlusten an Antriebsleistung, eine zu geringe Spannung hingegen kann u.U. zum Anspringen der Kette führen. Man strebt daher an, die Kette jeweils so stark zu spannen, daß keine der beiden Schwierigkeiten gegeben ist. Daraus ergibt sich die Forderung, die Kraft, mit der die Umlenkrolle gegen die Gleiskette gedruckt wird, der jeweils vom Fahrzeug an der betreffenden Kette benötigten Vortriebskraft anzupassen. Es ist bekannt, dies in primitiver Art näherungsweise dadurch zu erreichen, daß der Sollwert, auf den der Druck der Hydraulikflüssigkeit im Kettenspannerzylinder geregelt wird, von Hand in zwei oder mehreren Stufen verstellbar ist. Ferner wurde bereits vorgeschlagen, das zur Vortriebskraft einer Gleiskette proportionale Drehmoment im Kettenantrieb, d.h. in den zu dem Kettenrad führenden Leistungsübertragungaorganen bu messen und daraus die Führungsgröße (Sollwert) für den genannten Hydraulikdruek abzuleiten.

Zweck der Erfindung ist eine besonders vorteilhafte Gestaltung der suletst genannten Regelung des Hydraulikdruckeβ In Kettenepannerlylinder. Dazu werden erfindungsgemäß die an eich bekannten

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Übertragungsorgane (z.B. elektrischer, elektronischer, hydraulischer oder rein mechanischer Art), welche das am Kettenantrieb gemessene Antriebsdrehmoment in die Führungsgroße für den Hydraulikdruck 1» Kettenspannerzylinder umsetzen und dem entsprechenden Druckregler übermitteln, so gestaltet, daß folgender Zusammenhang zwischen Antriebsdrehmoment und Führungsgröße für den genannten Hydraulikdruck erzielt wird:

a) Bei Fahrzuständen, bei denen der die Umlenkrolle überlaufende Teil der Gleiskette an der übertragung der Kettenzugkraft vom Kettenantrieb zur Straßenoberfläche beteiligt ist, ergibt die Führungsgröße des Hydraulikdruckes im Kettenspannerzylinder eine kettenlängskraft in den beiden von der Umlenkrolle abgehenden Gleiskettenteilen, welche immer um einen genau oder · im wesentlichen konstanten Betrag über der von der betreffenden Kette auf die Straßenoberfläche übertragenen Vortriebskraft liegt.

b) Bei Fahrzuständen, bei denen der die Umlenkrolle überlaufende Teil der Gleiskette an der übertragung der Kettenzugkraft vom Kettenantrieb zur Straßenoberfläche nicht beteiligt ist, ergibt die Führungsgröße des Hydraulikdruckes im Kettenspannerzylinder eine genau r.der im wesentlichen konstante Kettenlängskraft in den beiden von der Umlenkrolle abgehenden Gleiskettenteilen» die vorzugsweise gleich dem in a) genannten konstanten Übersa&ußbetrag ist.

Biß für die erfindungsgemäße Begeiung des Hydraulikdruckeβ im Kettenspannerzylinder benötigte Ermittlung des Antriebsdrehmomentes im lias^enantrteb läßt sich dann besonders günstig durchführen, wenn 2er Aüii'ejiantr"; el) in an sich bekannter Weise mit einem Planeten-S?;;:';r:^i-«;jüi;eriu";; iun^sgetrleba ausgerüstet ist.

T-': ν vl ■ in :.■■> .'-iiterung der Erfindung vorgeschlagen, das Stütz-■ ·'·"■■" w ^: ■?"■* r-zb'MvIeG Teiles dee Planetengetriebee (meist das Außen- - ■■„.' "■■".· ^; ar. ··:.": ΊοΛ i-ekanaten Mitteln zu messen. '· ■

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In den Figuren 1 bis 8 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 ein Prinzipschema einer Gleiskette mit den Kräfteverhältnissen in ihr bei der einen Fahrtrichtung,

Fig. 2 das entsprechende Schema für die- entgegengesetzte Fahrtrichtung,

Fig. 3 ein Schema der Kräfteverhältnisse an der üialenkrolle, Fig. 4 ein Signalflußbild der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Ketten-Spannerkraft von der Vortriebskraft, welche die Gleiskette an die Straße überträgt,

Fig. 6 ein Schema a ines Kettenantriebes jait einem Planatenradgetriebe*

Fig. 7 eine, scaeaiatisciie Aufsicht auf das Plane&esradgetrisbe das Kettenantriebes■ ssit der Drehmomentmessung,

Fig. 8 eine schematische Ansicht sines Meßgliedes zur Drahaosentmessung* '

Xa Fig. 1 und 2 sind 1^ bis 1^ die Laufrollea₉ 2 das (Triebrad^ 3 die Usalenkrolle und 4 die Satt® eines Gleiskatt®nl auf Werkes· 5 ist der Kolben, δ die Kolbenstange und 7 <äs^ Sjlinder des hydraulischen Kettenspanners _t dessen Sxaft durch den Druck der i^drau- " !!^flüssigkeit im Raum S erzeugt s^ird. Die Länsskräfte in der Gleiskette für die Fahrtrichtung entsprechend Pfeil S₁ sind in Fig. 1 und für Fahrtrichtung entsprechend Pfeil 9j-j. ia Fig» 2 durch" i^wella- senkrecht zur Gleiskette 4 auf getragene Striche angedeutet, Die Vortriebskraft S₁ bzw. Z₂ wurde dabei vereinfachend als gleichmäßig verteilt von der Gleiskette * auf -ils (aicMtr- gs- · zeichnete) SfcraEenoberflache übertragen dargestellt * Auch wurds vereinfachend, angenommen, daß diese Kraft bereits an ersten mit der Gleiskette 4 in Singriff stehenden Sahn d©s Triebrades- 2 involler Größe auf sie übertragen wird· Dia Pfeils M,· ia Fig» 1 und

2 zeigen die Hichtung des Antriebsdrehinomeates affi 009832/0366 . _SAD

Triebrad. Das "lose" Kettentrum darf erfahrungsgemäß nicht völlig kraftlos sein, sondern muß eine leichte Vorspannkraft P^ bzw* P-2 haben, um ein einwandfreies Ablaufen der Gleiskette sicherzustellen. Dementsprechend hat das die Umlenkrolle umlaufende Kettentrum in Fig. 1 die Kettenlängskraft V^ - Z^ + P₇^ und in Pig· 2 die Kettenlängskraft P 2* Aus diesen Eettenlangskräften, die in Fig. 3 allgemein mit P bezeichnet sind, ergibt sich in bekannter Weise die für ihre Erzeugung notwendige Kettenspannerkraft P^, vgl· Flg. 3. Hier wurde nur der einfache Fall angenommen, daß der Kettenspanner genau in Richtung dieser Resultierenden P^ liegt. Sonst muß P^ mit Hilfe der bekannten Gesetze der Mechanik aus P ermittelt werden, z.B. bei Anbringung der Umlenkrolle an einem Kurbelarm mittels der Hebelgesetze.

In dem Signalflußbild Fig· 4 der erfindungsgemäßen Anordnung stellt

11 die Drehmomentmeßeinrichtung im Antrieb des Triebrades 2,

12 den z.B. elektronisch arbeitenden Wandler zur Erzeugung der Führungsgröße für den Hydraulikdruck im Baum 3 des Kettenspannerzyliaders 7, 13 den Hegler für diesen Hydraulikdruck_t 14 das Steuerelement (z.B. Steuerschieber) für die Hydraulikflüssigkeit und I5 den Raum 8 des Kettenspannerzylinders 7 dar. Der Hydraulikflüssigkeitsau- bzw« -abfluß des Steuerelementes 14- erfolgt bei 16 von einem nicht gezeichneten Speisesystem bzw. bei 17 nach einem nicht ' gezeichneten Tank· Bei 18 wird der Meßwert für das Antriabodrehaoae&t M₁ bzw. M₂ nach Wert und Vorzeichen, bei 19 die daraus in 12 gebildete Führungsgröße für den Hydraulikdruok la Kettenspanner* zylinder 15, bei 20 die Veratellbewegung des Steuerelementes 14 und bei 21 der Hydraullkflüasigkeiteetroa zum oder von Kettenspanner« zylinder 15 übermittelt. Bei 22 erfolgt die Rückmeldung des Ist« wertes des Hydraulikdruckeβ in 15 an den Regler 13.

In ?ig, 5 let die Kennlinie 24 und 25 des Gliedes 12 gezeigt. Als Abszisse sind die von der Gleiskette auf die Straße übertragenen Vortriebskräfte Z^ bzw. Z^ für die fahrtrlohtungen entspreoaend fig· 1 bzw, Fig. 2 aufgetragen, die das Gerät 12 au» den Meßwerten fur. dft* Antriebedrehaoaent M₁ b»w. M₂ durch Multiplikation alt der entsprechenden Konstanten, bildet. Die Ordinate ist die Xettenspanaerkraft P_k bsw. dtr dasu proportional« Hydraulikdruok la Ketten* •paaaorft?liad*r· 9or Kettontpaanorkraftanteil P^₂ ^]Jgü^

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strichlierte Linie 23 entsprechend dem Fahrzustand Fig." 1, jedoch für den (unerwünschten) Fall mit P^ * O. Der Winkel ß dieser Linie ergibt sich dabei mittels der bekannten Beziehungen aus dem Winkel pb der Fig. 3· Um nun den gewünschten endlichen Wert von F^j zu erzielen, liegt die Sennlinie 24 um einen entsprechenden Wert P^ über der Linie 23, so daB für die Fahrzustände der Fig. 1 der Hydraulikdruck im Kettenspannerzylinder entsprechend den Kettenspanne rkräften B^. geregelt wird« Für die Fahrzustände nach Fig. ergibt sich entsprechend aus der Forderung eines bestimmten Wertes für P_v2 die Kettenspannerkraft P^

In dem Kettenantrieb der Fig. 6 und 7 ist 30 die vom Lenkgetriebe kommende Antriebswelle, 31 das damit fest verbundene Sonnenrad, 32j bis 32Jj₁ die Satellitenräder, die auf dem Planetenträger 33 gelagert sind, wobei letzterer über die Welle 34· mit dem Kettentriebrad 35 verbunden ist. 36 ist das Außenrad des Planetenge triebe s, das gegen Drehung durch die vorzugsweise drei Meßglieder 37 j bis 37tjj an den Gehäusestellen 38γ biä 38J₁₁ abgestützt ist. Die der Messung des dem Antriebsdrehmoment des Triebrades 35 proportionalen Stützmomentes des Außenrades 36 dienenden Meßglieder 37 können z.B. nach Fig. 8 aufgebaut sein, d.h. sie bestehen aus einem schwach federnden Hing 40 mit zwei Laschen 41 bis 4-2, womit die Meßglieder an dem Außenrad 36 bzw. an dem Gehäuse 38 befestigt sind· Die Kraftmessung erfolgt durch Ermittlung der Deformation des Binges mittels eines z.B. induktiven Wegaufnehmsrs 43, der auf die Veränderung des Ringdurchmesaers zwischen den Laschen 41 und 42 anspricht. Andere Varianten des Meßgliedes sind Zug-Bruck-Stäbö alt aufgeklebten Dehnungsmeßstreifen oder ^draulikzylinder, wobei der Druck der Hydraulikflüssigkeit als Maß der Stützkraft dient.

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Claims (1)

1. Pateataasiorüclie

   · EegelttEg eines' liydraaliseiien Kettenspanners nach dein im .-. .'.^:_ Olgiskett.taaa.trieb -gemessenen Antrieb sdrelüaoment, gekenn- . seicliiiet durch eines Mfenxiler» der die Fühningsgroße für die des Bg&raiauLiMriiökes im KetteBspanner-Zylinder naefe

   ■feel der: . - - - · ·

   . ©ei.äönen der die Umleakrolle über·· ■■.. 2ell der Hleiskette an äer Übertragung der Eetteosngkraft -vom'Kettenantrieb Z¹Ur StraBenoberflache beteiligt ist», -dl« MSinmgsgröBe des HydramliXdruakes..^ _ ■ im E$t"t<ä2ispaii3iepi>*SjliaaSer' einer Kettönlängskraft. in den

   ^ös der Ukießk^oHe abgehenden 6rlejLsketten1Je'il-«a^!... slt," weleli© iasaeer wm -einen genau "öder-im we^öüii»·" lcöftstantea Betrag über'der'von ^;d^r^;'betreffenden^: Kette aaf die StraBeaoberflache übertragenen -Vertriebes*·_t kraft, liegt« ^: ' ' ' ■ " ■'■-.. -¹·'. -

   ₉ "bei denen der die Uslenkrolle tiber» latifend© Seil deae Sleieicette an der Obartragang der ..-Kettenssti^raft vom Xette&antri'eb s^s fi*ieh.t.beteiligt^. die Mhrungsgröls fies iö..K€t%};ai5f.anner»-S3rliader einer genau oier ia-wesenW liefien-k^söfeantes Eettenlängskraft in ,den-''beiden ^j der Uffilestkrölle abli^g^iden Gleiekettenteilea" die *ö2*si3gswetse -gleicli dem genannten konstanten Üb.er-

   i ist. " .

   Ii^irstalis^feca Kettenspanners.'nacib Anspruch'-1.». öi2iiS0ietiiiÄt"» .-äaE das-'Aatri.ebs4rehmo.Beht des-Ketten?

   €βι?€α fessiaig- 4ss Bttitaffiomentes des ruheadsn Badts"

   ia Kettearadantriela^: ermittelt ..

   ο Ssg€iiiia.g" :«sS,zt@g liyi.ifa.ialiSiiliSB^Settenspeimers aatsh iUi.eprueh Λ ' ■ wA 2$ äeä^äS-sM .gSiiSsssei^liS-sijf daß die StHtssKsegoiiia&aotisg act mM3Sä®n Ba-vi.des i?laEtteageti?iebes mittels Esßglieäerri nach

   .•■fi^#-'B-_t "h®£t®k&mü sss.eisss schwao-h feöerMta Hing und einem

   009812/0366- .. _{ßAD ommL}- ⁸ · "

   die Durchmesseränderung des Hinges messenden, z.B. elektronischen, vorzugsweise induktiven ..egaufnehmers erfolgt.

   4-. Regelung eines hydraulischen Kettenspanners nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzmomentenmessung am ruhenden Rad des Planetengetriebes in an sich bekannter
   -««eise mittels Dehnmeßstreifen auf den als Zug-Druck-Stäben
   ausgebildeten Stützgliedern erfolrb.

   5· Regelung eines hydraulischen Kettenspanners nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzmomentenmessung am ruhenden Rad des Planetengetriebes in an sich bekannter
   vVeise durch Messung des Druckes der Hydraulikflüssigkeit
   in den. als Hydraulikzylinder ausgebildeten Stützgliedern
   erfolgt.

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