Kettenfahrzeug

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Gleiskettenfahrzeuge oder Kettenfahrzeuge fahren auf eigenen Flach-Gliederketten (auch Gleisketten oder Raupenketten genannt). Zusammen mit dem motorischen Antrieb und dem Chassis haben sie ein sogenanntes Kettenlaufwerk.

Vorteile von Fahrzeugen mit Kettenlaufwerken gegenüber Radfahrzeugen sind zum einen die Verteilung ders Masse bzw. der Gewichtskraft des Fahrzeugs auf eine größere Fläche und damit eine Verringerung des Drucks auf den Untergrund. Zum anderen wird die Aufstandsfläche erheblich vergrössert und erfasst dabei in unebenem Gelände mehr Aufstandspunkte, wodurch das Fahrzeug eine gleichmässigere Fahrbewegung erreicht. Die Geländegängigkeit wird insgesamt erhöht.

Kettenaufbau

Der ursprüngliche und prinzipielle Aufbau besteht aus stählernen Laufflächengliedern, die mit Scharnieren zu einer geschlossenen Kette verbunden sind. Prinzipiell entsteht dadurch unter dem Fahrzeug eine eigene Fahrstraße, was beispielsweise im englischen Begriff "Crawler track" bzw. "Caterpillar track" zum Ausdruck kommt. Mittig auf der Innenseite der Kettenglieder sind erhöhte Ausformungen angebracht, die durch die Aneinanderreihung mit den anderen Gliedern eine Spurführung für die Trag- und Laufräder bilden, sie haben damit eine „Gleis“-Funktion. Weitere Ausformungen auf der Innenseite dienen als Eingriff für das Antriebsrad.

Gleisketten für schnellere Fahrzeuge wie Kampfpanzer werden üblicherweise in der so genannten "lebenden" Ausführung verwendet, bei der die Kettenglieder mit Federkraft eine zusätzliche Vorspannung erhalten.

Heute gibt es auch Bauformen mit "Gummi-Ketten", sogenannten Laufbändern, die ähnlich wie eine Reifenlauffläche aufgebaut sind. Mehrere Lagen aus Gewebe und Stahl werden mit Reifengummi umspritzt und profiliert. Zuerst wurden diese Laufbänder bei den sog. Minibaggern eingesetzt, heute aber auch bei Ackerschleppern mit Raupenantrieb, so z.B. dem John Deere Typ T8000 und bei den CAT-Traktoren des AGCO-Konzerns. Die Vorteile sind eine wesentlich bessere Laufruhe des Laufbandes, höhere Geschwindigkeiten und Schonung des befahrenen Untergrundes. Der Nachteil kann ein wesentlich höherer Verschleiß bzw. eine geringe Lebensdauer sein.

Kettenlaufwerk

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Ein Kettenlaufwerk besteht aus folgenden Teilen:

der Gleiskette, aus Metall oder integralen Verbundwerkstoffen, oft mit Gummistollen für den Straßenbetrieb
einem Antriebsrad, (A) das das Drehmoment vom Motor direkt (mechanische Kupplung) oder indirekt (hydraulische Kupplung) auf die Kette überträgt
einem entgegengesetztem Führungsrad (F) (das zugleich -zumeist hydraulisch, die Kettenspannung reguliert) sowie
den meist gefederten Laufrädern oder Laufrollen (L) (mindestens 2)
eventuellen Stützrollen, die den Rücklauf der Kette unterstützen
dem Chassis bzw. bei Panzern der Fahrzeugwanne.

Um die Zugspannung der Kette gering zu halten und die Gewichtskraft auf mehrere Punkte der Kette zu übertragen werden mehrere Laufräder eingesetzt. Zudem gleitet ein Kettenlaufwerk mit nur zwei Laufrollen sehr schwer um die Querachse.

Die Anzahl der Laufräder ist begrenzt durch ihren Umfang, da sie sich gegenseitig nicht berühren und auch nicht zu klein sein dürfen. Um mehr Laufräder verwenden zu können, mit denen eine gleichmäßigere Last, eine feinere Federung und eine bessere Konturanpassung erreicht wird, entwickelte man als Zwischenlösung zwischen Rollen- und Radlaufwerken Schachtellaufwerke mit überlappenden Laufrädern. Abwechselnd werden Einfachrollen und Doppelrollen verwendet, die den gleichen, sehr großen Durchmesser haben, wobei die Doppelrollen außen auf den Kettengliedern liegen und die Einfachrollen dazwischen fahren. Alternativ dazu gab es Laufwerke mit wechselweise versetzten Doppelrollen. Erreicht wird damit ein komplexes und schwer wartbares Laufwerk mit annähernd doppelter Anzahl großer Rollen, die wiederum einen großen Durchmesser haben und damit widerstandsärmer, aber auch mit höherer Belastung rollen. Die Bauform blieb im wesentlichen auf die Zeit des zweiten Weltkriegs beschränkt.

Wird die Kette getrennt von Vorlauf zurückgeführt, gestützt von Stützrollen, spricht man vom Rollenlaufwerk. Es ist die heute am meisten verbreitete Form. Verläuft der Rücklauf der Kette an der Oberseite der größeren Laufräder spricht man vom Radlaufwerk. Beide Bauformen haben spezifische Vor- und Nachteile.

Die Rollen oder Räder des militärischen Kettenlaufwerks sind gegenüber dem (zivilen) Drehgestell oder der Gehäusewanne federnd gelagert, um eine schnellere Fahrt auch im Gelände zu ermöglichen und die Belastung von Kette und Fahrwerk niedrig zu halten. Wurden anfangs kleine Federwege und viele, kleine Rollen an einem großen, starren Gestellträger verwendet, so beim "MK IV" und Churchill, finden sich heute im militärischen Bereich große Federwege und vergleichsweise große Rollen. Bei langsamlaufenden Kettenlaufwerken, etwa bei Fördermaschinen im Tagebau oder Baumaschinen, entfällt die Federung teils ganz.

Die technische Grenze ist erreicht, wenn das Laufwerk für seine praktische Anwendung zu aufwändig und zu schwer wird. Die letzten Panzergenerationen Deutschlands im 2. Weltkrieg verwendeten daher nur keine verschachtelte Laufwerke, die Panzer waren zu schwer geworden, auch war Stahl nur noch begrenzt vorhanden. Die Panzer der Puma-Generation brauchten zum Verladen auf Züge einen Satz schmalere Laufketten, da sie sonst nicht mehr auf Transportwaggons gepasst hätten. Aufwendigere Kettenlaufwerke haben einen geringeren Rollwiderstand, dagegen durch das größere Gewicht einen höheren Treibstoffverbrauch.

Antrieb und Lenkung

Als motorischer Antrieb wurden zunächst Dampfmaschinen verwendet, die heutigen Kettenfahrzeuge haben überwiegend Dieselmotoren.

Das Antriebsrad des Laufwerks befördert die Kettenglieder in Fahrtrichtung vorwärts, wobei der Rest des Fahrzeugs auf den Lauf- und Führungsrädern mitgezogen wird. Die Kettenantriebe jeder Seite können unabhängig voneinander, bei einigen Bauformen sogar gegenläufig angetrieben werden. Dadurch ist es bei den Lenkungsbauformen 2 und 3 (siehe unten) möglich, auf der Stelle zu drehen.

Zentrales Schaltgetriebe und Kombination von Kupplungen und Bremsen, jeweils rechts und links
Zweistängiger Antrieb mit 2 stufenlosen Getrieben, meist hydrostatisch
Antrieb mit zentralem Schaltgetriebe und 2 Überlagerungsgetrieben rechts und links, die Überlagerung der Lenkgeschwindigkeit erfolgt meist mit einem hydrostatischen Getriebe.

Der Bremsweg eines modernen Kampfpanzers ist vor allem durch die Kraftverteilung auf eine große Fläche oft gleich oder kürzer als bei einem Sportwagens mit gleicher Geschwindigkeit. Umgekehrt steigt die übertragbare Zugkraft vor allem auch bei schlechten Bodenverhältnissen. Einen ähnlichen Effekt erreicht man durch die in den 60er Jahren durch die Bundeswehr erprobte Lauster-Achse.

Historie

Eine anwendungstaugliche Gleiskette wurde von Alvin Lombard für Dampftraktoren zum Baumstamm-Transport in Maine (USA) erfunden und 1901 patentiert. Mit einer Vielzahl produzierter Dampfschlepper war Lombard der erste kommerzielle Hersteller von Gleiskettenfahrzeugen. Ein weiterer früher Produzent war der Kalifornier Benjamin Holt, der am 24. November 1904 ebenfalls eine Laufkette konstruierte. Seine Firma, The Holt Manufacturing Company, wurde 1925 durch eine Fusion zu der heute noch existierenden Firma Caterpillar. Die ersten Kettenfahrzeuge wurden ausschließlich durch einseitigen Bremseneingriff gelenkt, was zu hohem Verschleiß führte. Ein wesentlicher Fortschritt der Lenktechnik wurde durch das sog. Doppeldifferential erreicht, das von der Fa. Cletrac entwickelt wurde. Vor der Hydrostat-Getriebe-Ära war es mit dieser Technik möglich, die Gleisketten separat ohne Bremseneingriff zu steuern.

Namhafte deutsche Hersteller von Kettenfahrzeugen waren bzw. sind: Demag Hanomag (heute Komatsu), Stock, LHB, Lanz, Deutz AG, Famo.

Liste der Kettenfahrzeuge

Bagger
Panzer
Planierraupe
Pistenraupe
Expeditionsfahrzeuge
Kettenschlepper Antriebsfahrzeug im Steillagenweinbau

Literatur/Weblinks

Das Raupenfahrwerk: Geburtsstunde einer epochalen Erfindung (PDF) Deutsches Baublatt Nr. 305, März/April 2004

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