-
-
Gleiskettenfahrzeug mit hydraulischer Spannvorrichtung
-
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Aufrechterhaltung
und Einhaltung eines hydraulischen Druckbereichs im Kettenspannzylinder eines Gleiskettenfahrzeugs
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Mit derartigen Anordnungen wird die Kettenspannung zwischen einem
Mindestwert und einem Höchstwert gehalten, um einerseits zu vermeiden, daß die Kette
bei zu geringer Kettenspannung von den Rädern abläuft und um andererseits die Kette
und das gesamte Triebwerk vor überlast zu schützen.
-
Aus der DE-AS 12 02 150 ist ein Steuerventil für eine hydraulische
Kettenspannanlage an Gleiskettenfahrzeugen bekannt, das zwischen dem Hydraulikzylinder
einerseits und jeweils einer Druckversorgung bzw. einer Rückleitung andererseits
angeordnet ist. Bei Uberschreiten eines Vorspanndrucks im Kettenspannzylinder sperrt
das Steuerventil die Leitungsverbindung zwischen dem Kettenspannzylinder und der
Druckversorgung. Beim Uberschreiten eines zulässigen Maximaldrucks gibt das Steuerventil
die Leitungsverbindung vom Hydraulikzylinder zur Rückleitung bzw. zum Tank frei.
Mit dem bekannten Steuerventil wird also der Druck im Kettenspannzylinder im wesentlichen
zwischen dem nötigen Vorspanndruck und einem zulässigen Maximaldruck gehalten. Bei
der bekannten Anordnung kann es aber vorkommen, daß die Drücke im Kettenspannzylinder
auch bei einer Fahr stufe mit großer Geschwindigkeit und kleinem Antriebsmoment
bis zum zulässigen Maximaldruck auftreten.
-
Der zulässige Maximaldruck ist für die Verhältnisse bei Rückwärtsfahrt,
d.h. bei der Fahrtrichtung, in der das Kettentriebrad vor der Umlenkrolle voranläuft,
unter Last und während des Lenkens ausgelegt. Bei geradeausführender Leerfahrt,
insbesondere bei voranlaufendem Umlenkrad in der Ebene, führt der relativ hohe zulässige
Maximaldruck zu unnötig hohen Zugspannungen in der Kette, die wiederum eine unnötige
Erhöhung der Antriebsleistung des Gleiskettenfahrzeugs und des Verschleißes der
Kette zur Folge haben.
-
Aus der DE-PS 15 80 585 ist eine Regeleinrichtung bekannt, bei der
der riydraulikdruck im Kettenspannzylinder von Gleiskettenfahrzeuqen in Abhängigkeit
vom Antriebsdrehmoment am Kettentriebrad derart geregelt wird, daß das sog.
-
lose Trum der Gleiskette eine Vorspannkraft aufweist, die genau oder
näherungsweise konstant ist. Nachteilig an dieser Regeleinrichtung ist in erster
Linie ihre Aufwendigkeit. Zudem bewirkt die ständige Anspassung (und damit Veränderung)
des Hydraulikdrucks ein ständiges Verändern der Lage der Umlenkräder, was eine entsprechende
Lagerung erforderlich macht.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung zu
schaffen, mit der den verschiedenen Fahrzuständen - Leerfahrt in der Ebene, Lastfahrt
in der Ebene, Lastfahrt auf der Steigung und zusätzlich beim Lenken - in einfacher
Weise jeweils ein vorwählbarer zulässiger Maximaldruck im Kettenspannzylinden zugeordnet
werden kann.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das bzw. die Steuerventile
als von einer Bedienungsanordnung beeinflußbares Druckbegrenzungsventil ausgebildet
ist bzw. sind.
-
Mit der Bedienungsanordnung wird der Ventilanordnung für jede Fahrstufe
bzw. jeden Fahrbereich eine vorwählbare oberere Druckgrenze signalisiert, so daß
der hydraulische Druck im Kettenspannzylinder innerhalb des Druckbereichs zwischen
dem gleichbleibenden unteren Vorspanndruck und der den einzelnen Fahrbereichen zugeordneten
jeweiligen oberen Druckgrenze schwanken kann.
-
Dieses allgemeine Lösungsprinzip wird im Falle der Ausbildung der
Ventilanordnung nach Anspruch 2 dadurch konkretisiert, daß mehrere Druckbegrenzungsventile
mit jeweils unterschiedlich einstellbarer oberer Druckgrenze vorhanden sind, die
- ggf. mit Ausnahme des Druckventils mit der höchsten Druckgrenze - durch von der
Bedienungsanordnung betätigte, mit ihnen in Reihe angeordnete Abschaltventile angesteuert
werden.
-
Bei der Ausbildung der Ventilanordnung nach Anspruch 3 ist lediglich
ein einziges veränderbares Druckbegrenzungsventil vorhanden, das eine Vorsteuereinrichtung
aufweist, die durch die Bedienungsanordnung ansteuerbar ist. Zweckmäßig wird das
Druckbegrenzungsventil bzw. dessen Vorsteuerventil nach Anspruch 4 über einen Verstärker
angesteuert.
-
Im einfachsten Fall können das bzw. die Druckbegrenzungsventile von
Fahrstufen- oder Fahrbereichsschalter angesteuert werden.
-
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
-
Es zeigen Fig. 1 eine Ventilanordnung mit mehren Druckbegrenzungsventilen
in einer schematisierten Darstellung, Fig. 2 ein Druckdiagramm der Anordnung gemäß
Fig. 1, Fig. 3 eine Anordnung mit einem einzigen stufenlos verstellbaren Druckbegrenzungsventil.
-
Die Gleisketten 1 des Gleiskettenfahrzeuges, von dem in Fig. 1 nur
eine Seite auszugsweise dargestellt ist, sind um das Aitriebsrad oder den Turas
2 und ein Umlenkrad 3 geführt. An der Innenseite des Untertrum der Gleiskette sind
Laufräder 4 angeordnet, über die sich das Fahrzeug, von dem der Fahrzeugrahmen 5
teilweise angedeutet ist, abstützt. An jeder Seite des Rahmens 5 ist ein Hydraulik
zylinder 10 befestigt, dessen Kolbenstange 11 das Umlenkrad 3 spannt.
-
Der Hydraulikzylinder ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel über
ein Rückschlagventil 12 und ein 4/3-Wege- bzw. Schaltventil 13 mit einer als Pumpe
ausgebildeten Druckversorgung 14 verbunden. Zur Entleerung der hydraulischen Anlage
ist das Schaltventil 13 mit einer kreuzweisen Durchgangsstellung versehen und über
eine Hilfsleitung 15 mit dem Rückschlagventil 12 verbunden.
-
An der aus den Leitungsabschnitten 16a, 16b gebildeten Verbindungsleitung
zwischen dem Rückschlagventil 12 und dem Hydraulikzylinder 10 sind ein Druckschalter
17, drei Druckbegrenzunqsventile 18a, 18b, 18c und ein Hydrospeicher 19 angeschlossen.
-
Von dem Druckschalter 17 führt eine Schalt- oder Steuerleitung 20
zu einem Betätigungsorgan des Schaltventils 13.
-
Zur Einstellung verschiedener Fahrstufen oder Fahrbereiche A, B, C
(kleine Geschwindigkeit/ großes Antriebsmoment bis große Geschwindigkeitgkleines
Antriebsmoment) ist das Gleiskettenfahrzeug mit einem Fahrbereichsschalter 21 versehen.
Zur Regelung der Geschwindigkeit innerhalb der Fahrbereiche von - v (Rückwärtsfahrt)
über O (Stillstand) bis + v (Vorwärtsfahrt) dient ein (nicht dargestellter) Fahr-
oder Meisterschalter. Der Fahrbereichsschalter 21 ist mit Kontakten 22b, 22c und
ggf. 22a versehen. Den Druckbegrenzungsventilen 18b und 18c ist jeweils ein elektromagnetisch
betätigbares 2/2-Wege- bzw. Abschaltventil 23b bzw. 23c vorgeschaltet, deren Betätigungsorgane
über je eine Schalt- oder Steuerleitung 24b bzw. 24c mit den entsprechenden Kontakten
22b bzw. 22c verbunden sind.
-
Der Hydrospeicher 19 soll die beim Drehen des polygonartig ausgebildeten
Turas 2 entstehenden Schwankungen des Druckes im Hydraulikzylinder 10 ausgleichen.
-
An die Druckversorgung 14 können noch weitere hydraulische Verbraucher
des Gleiskettenfahrzeugs z.B. Klemmzylinder, Hubzylinder ect. angeschlossen sein,
die allgemein mit dem Bezugszeichen 25 gekennzeichnet sind. Diese Anordnung hat
eine günstige Ausnutzung der Antriebsenergie der Pumpe zur Folge. Wenn das Schaltventil
13 beispielsweise in der gezeichneten Sperrstellung steht, kann die gesamte Antriebsenergie
der Druckversorgung den übrigen Verbrauchern 25 zur Verfügung stehen.
-
Der Fahrbereichsschalter 21 kann entsprechend den Fahrbereichen A,
B, C drei Stellungen einnehmen.
-
Die erreichbaren Geschwindigkeiten können bei der Fahrstufe A z.B.
25 %, bei B 50 t und bei C 100 % betragen.
-
Beim Einstellen der Fahrstufe bzw. des Fahrbereichs A verharren die
beiden Abschaltventile 23b, 23c in der durch die Rückstellkraft bedingten, in Fig.
1 dargestellten Sperrstellung, so daß im Uberlastfall das Druckbegrenzungsventil
18a anspricht.
-
Beim Einstellen des Fahrbereichs B oder C wird das Betätigungsorgan
des jeweiligen Abschaltventils 23b bzw. 23c betätigt, das dieses Ventil gegen dessen
durch eine Feder bedingte Rückstellkraft in die Durchflußstellung bringt, während
das andere Abschaltventil 23c bzw. 23b die durch die Rückstellkraft bedingte, in
Fig. 1 dargestellte Sperrstellung einnimmt.
-
Die durch die Rückstellkraft des Druckbegrenzungsventils 18a bedingte
Druckgrenze Pzul a entspricht dem größtmöglichen Druck Pmax im Hydraulikzylinder.
Die Druckgrenze des Druckbegrenzungsventils 18b Pzul b ist demgegenüber kleiner
und mag beispielsweise 0,56 . Pzul a betragen. Die Druckgrenze des Druckbegrenzungsventils
18c P c ist wiederum kleiner und kann beispielsweise 0,32 p zul a betragen, so daß
dem Fahrbereich mit der höheren Geschwindigkeit (B, C) kleinere Druckgrenzen (Pzul
b t c> zugeordnet sind.
-
Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht zwischen dem als Ausschalter ausgebildeten
Druckschalter 17 und einem Betätigungsorgan des Schaltventils 13 die Steuerleitung
20
Bei Betriebsbeginn (Punkt O in Fig. 2) herrscht im Hydraulikzylinder
10 kein Druck: Der Schalter im Druckschalter 17 nimmt die in Fig. 1 dargestellte
Stellung ein, das Schaltorgan des Schaltventils 13 wird betätigt und das Schaltventil
13 wird in die Durchlaßstellung geschaltet, so daß Hydraulikmedium in den Hydraulikzylinder
10 gedrückt wird und der Druck im Hydraulikzylinder 10 dabei von 0 bis zum Vorspanndruck
pO ansteigt (vgl. Linie 0-31 in Fig. 2). Bei Erreichen des Vorspanndruckes pO (Bezugszeichen
31 in Fig. 2) schaltet der Druckschalter 17 um und das Schaltventil 13 nimmt wieder
die in Fig. 1 dargestellte Sperrstellung ein. Beim Ausbleiben von Störgrößen bleibt
der Druck im Hydraulikzylinder 10 dabei zunächst im wesentlichen konstant (Linie
31-32 in Fjcr. 2). Beim Auftreten von Hindernissen steigt der Druck im Hydraulikzylinder
erneut an (Linie 32-33) Wie in Fig. 2 für den Fahrbereich B, bei dem das Abschaltventil
23b geöffnet und das Abschaltventil 23c in Sperrstellung geschaltet ist, dargestellt,
wird bei Erreichen des zulässigen Druckes PZU1 b' der auch in der gestrichelt dargestellten
Steuerleitung des Druckbegrenzungsventils 18b herrscht, das Druckbegrenzungsventil
18b geöffnet: Uberschüssige Flüssigkeit kann zum Tank abfließen und der Druck im
Hydraulikzylinder 10 -und damitdie Kettenspannkraft - steigt nicht mehr an (Linie
33-34). Wenn das Hindernis wegfällt, sinkt der Druck wieder ab (Linie 34-35) und
unterschreitet den Druck pO (Bezugszeichen 36). Hierbei schaltet der Druckschalter
17 wieder um und stellt die Verbindung zu dem Betätigungsorgan des Schaltventils
13 wieder her, so daß dieses Ventil aus der in Fig. 1 dargestellten Sperrstellung
in die direkte Durchflußstellung umgeschaltet wird und der Hydraulikzylinder 10
bis zum Erreichen des
Mindest- bzw. Vorspanndruckes pO (Bezugszeichen
37 in Fig. 2) mit Hydraulikmedium aufgefüllt wird.
-
Die in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Linienzüge gelten für die
Fahrstufen A und C entsprechend.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Leitungsverbindung
16a/16b mit einem hydraulisch vorgesteuerten Druckbegrenzungsventil 38 mit elektrisch
ansteuerbarem Proportionalmagnet verbunden. Dieses Druckbegrenzungs-oder auch Proportionalventil
38 ist elektrisch über einen Verstärker 39 mit dem Fahrbereichsschalter 21 verbunden.
Bei dieser Anordnung werden die von dem Fahrbereichsschalter 21 in Abhängigkeit
von den Fahrbereichen A, B, C abgegebenen Signale in entsprechende Druckstufen pzul
a' pzul b' zul c umgewandelt.
-
Bei der Verwendung des Druckbegrenzungsventils 38 ist es möglich,
die obere Druckgrenze Pzul bei der Eingabe entsprechender elektrischer Signale auch
stufenlos einzustellen.