DD202271A5

DD202271A5 - Schwenkantrieb

Info

Publication number: DD202271A5
Application number: DD82236799A
Authority: DD
Inventors: Reinhard Truemper
Original assignee: Orenstein & Koppel Ag
Priority date: 1981-01-27
Filing date: 1982-01-15
Publication date: 1983-09-07
Also published as: JPS57184029A; AU542178B2; CA1181357A; DE3102532C1; AU7980382A; US4449364A

Abstract

Von einem oder mehreren elektrischen oder hydraulischen Antriebsmotoren angetriebener Schwenkantrieb fuer Foerdergeraete mit einem auf einem schwenkbaren Traeger (Verladebanddrehscheibe) gelagerten Verladebandausleger und einem weitere Geraeteteile tragenden koaxial schwenkbaren Oberbau. Die Schwenkantriebe beider Teile sind derart miteinander verbunden, dass bei einem Schwenken des Oberbaues der Verladebandausleger nicht geschwenkt wird. Der Schwenkantrieb des Verladebandauslegers ist als Ueberlagerungsgetriebe ausgebildet mit einem Antriebsmotor fuer ein gesondertes Schwenken des Verladebandauslegers verbunden. Die Drehscheibe ist mit einem weiteren Verladeband-Schwenkwerksgetriebe versehen, dessen Antriebsmotor eine weichere Kennlinie als der oder die Antriebsmotoren fuer das Schwenken des Oberbaues haben. Die Kennlinie des Antriebsmotors fuer den weiteren Verladeband-Schwenkantrieb ist unterschiedlich einstellbar.

Description

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Schwenkantrieb

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwenkantrieb für Fördergeräte mit einem schwenkbaren Oberbau und einem schwenkbaren Verladebandausleger.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es sind bereits von einem oder mehreren Antriebsmotoren angetriebene Schwenkantriebe für Fördergeräte mit einem auf einem schwenkbaren Träger (Verladebanddrehscheibe) gelagerten Verladebandausleger und einem weiteYe Geräteteile tragenden koaxial schwenkbaren Oberbau bekannt , wobei die Schwenkantriebe beider Teile derart miteinander verbunden sind, daß bei einem Schwenken des Oberbaues der Verladebandausleger nicht geschwenkt wird und wobei der Schwenkantrieb des Verladebandauslegers als Überlagerungsgetriebe ausgebildet, mit einem Antriebsmotor für ein gesondertes Schwenken des Verladebandauslegers verbunden ist. Derartige Geräte haben den Vorteil, daß beim Schwenken des Oberbaues und der durch diese beispielsweise getragenen Grabgeräte der Verladebandausleger seine Stellung nicht ändert. Der erleichtert das Arbeiten mit dem Fördergerät. Wenn andererseits der Ver-

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ladebandausleger geschwenkt werden muß, kann das unbahängig vom Schwenken des Oberbaues geschehen. Bei den bekannten Fördergeräten besteht eine formschlüssige Verbindung in den Getrieben. Diese fomrschlüssige Verbindung Ϊ-»at den Nachteil, daß der Formschluß zwischen dem Zahnkranz des Schwenkwerkes des Verladebandauslegers und dem Hauptschwenkwerk nur an einer Stelle vorgenommen werden kann. Beim Versagen dieser einen formschlüssigen Verbindung, sei es durch Wellenbruch, Zahnbruch o.a., wird der Verladebandausleger nicht mehr von dem Verladeband-Schwenkgetriebe gehalten, und der Verladebandausleger kann bei Wind oder Neigung des Gerätes willkürlich seine Stellung ändern und beispielsweise gegen andere Teile des Oberbaues stoßen und das Gerät zerstören.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, die vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwenkantrieb der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem auch bei einer Zerstörung der formschlüssigen Verbindung oder einem Ausfall der Verbindung zwischen dem Schwenkwerk des Oberbaues und dem Schwenkwerk des Verladebandauslegers diesen gleichsam durch eine Sicherung festzuhalten, so daß er sich nicht frei, beispielsweise unter Einfluß des Windes oder unter dem Einfluß einer Neigung unberechenbar bewegen und dabei zu Zerstörungen führen kann.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß die Drehscheibe mit einem weiteren Verladeband-Schwenkwerksgetriebe versehen ist, dessen Antriebsmotor eine weichere Kennlinie als der oder die Antriebsmotoren für das Schwenken des Oberbaues haben.

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Durch die Erfindung wird ein Schwenkwerk für den Verladebandausleger geschaffen, das einmal hydraulisch oder elektrisch mit dem Hauptschwenkwerk verbunden ist und von diesem angetrieben wird. Des weiteren wird jedoch eine Vorrichtung geschaffen, die dann zur Wirkung kommt, wenn der mit dem Hauptschwenkwerk gekoppelte Schwenkantrieb für den Verladebandausleger versagt und kein Drehmoment mehr auf diesen Verladebandausleger überträgt. In diesem Fall kommt ein Ersatzschwenkwerk zum Tragen und verhindert die sonst mögliche Zerstörung des Fördergerätes.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung können die Kennlinien des Antriebsmotors für den weiteren Verladeband-Schwenkantriab unterschiedlich einstellbar sein. Dadurch wird erreicht, daß der bei einem Normalbetrieb sonst bestehende Leerlauf des zusätzlichen nicht fomrschlüssig verbundenen weiteren Verladeband-Schwenkantriebes vermieden wird. Vielmehr wird durch die Verwendung eines Antriebsmotors mit einstellbarer Kennlinie erreicht, daß ein beliebig einstellbarer Lastausgleich eingestellt werden kann, so daß auch der gleichsam als Sicherheitsgetriebe dienende Verladeband-Schwenkantrieb am Antrieb des Verladeband-Schwenkwerkes beteiligt ist. Die Kennlinien der Antriebsmotore des Hauptschwenkwerkes und des Verladeband-Schwenkwerkes lassen sich so angleichen, daß der Antrieb des Hauptschwenkwerkes am Verladeband-Schwenkwerk eine einstellbare Last erhält.

Die Antriebsmotore können Elektromotore oder auch Hydraulikmotore sein.

Am Beispiel eines hydraulisch angetriebenen Schwenkantriebes der erfindungsgemäßen Art lassen sich weitere Vorteile noch folgendermaßen darstellen. Da der hydraulische Verladebandantrieb im Normalbetrieb über den formschlüssig verbundenen Verladeantrieb synchron mit den Antrieben des Hauptscnwenk-

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werkes läuft, verhindert die Vorrichtung durch Einstellen einer bestimmten Motorenkennlinie, daß unkontrollierbare Zwangskräfte auftreten. Bei Ausfall des formschlüssig verbundenen Verladebandscnwenkwerkes verhindert die Vorrichtung ein unkontrolliertes Verhalten des Verladebandauslegers.

Ausführungsbeispiel:

Weitere Einzelheiten der Erfindung und auch ein Vergleich mit dem Stand der Technik sind anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht eines Fördergerätes, Fig. 2: einen Schnitt in der Ebene A-B der Fig. 3, Fig. 3: einen Schnitt in der Ebene C-D der Fig. 1

Fig. 4: mehrere Schaltungen für einen hydraubis 6: lischen Antrieb.

Das Fördergerät besteht aus einem Raupenfahrwerk 1, auf dessen Unterwagen 2 sich über eine Kugeldrehverbindung 3 die Drehscheibe 4 des Oberbaues 5 um die vertikale Achse 6 schwenkbar abstützt. Um die horizontale Achse 7 drehbar ist am Oberbau 5 der Aufnahmeausleger 8 eines im einzelnen nicht dargestellten Geräteteiles angelenkt, der an seinem vorderen Ende beispielsweise ein nicht dargestelltes Graborgan trägt. Auf der oberen Seite der Drehscheibe 4 stützt sich über eine weitere Kugeldrehverbindung 9 und einer Verladebanddrenscheibe IO der Verladebandausleger 11 ab, der ebenfalls um die vertikale Achse 6 schwenkbar gelagert ist. Zum Heben und Senken wird der Verladebandausleger 11 mittels einer nicht darge-

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stellten Hubvorrichtung urn die horizontale Achse 12 geschwenkt, die sich in der vertikalen Achse 6 befindet. Zum Verschwenken des Oberbaues 5 um die vertikale Achse 6 sind auf der Drehscheibe 4 drei Hauptschwenkwerksgetriebe 13, und 15 angeordnet, die von den Antriebsmotoren 24, 25 und 26 angetrieben werden, deren Ritzel in den am Unterwagen 2 befestigten Zahnkranz 17 eingreifen.

Es ist nur das Ritzel 16 des Hauptschwenkwerksgetriebes 13 in den Fig. 1 und 2 erkennbar. Auf der Drehscheibe 4 ist ein Verladeband-Schwenkgetriebe 18 angeordnet, das über ein Differentialgetriebe 20 mittels Gelenkwellen mit den Hauptschwenkgetrieben 13 und 14 gekoppelt ist. Das Verladeband-Schwenkgetriebe IS greift mit seinem Ritzel 21 in den an der Verladebanddrehscheibe 10 befestigten Zahnkranz 22 ein.

Während des Grabvorganges wird der Oberbau 5 mit dem Aufnahmeausleger 8 mittels der drei Hauptschwekwerksgetriebe 13, 14, 15 um die vertikale Achse 6 gedreht. Der Verladebandausleger 11 mit der Verladebanddrehscheibe 10 bleibt während desSchwenkvorganges ortsfest gegenüber dem Untersagen 2 und dem Raupenfahrwerk 1. Dies wird erreicht durch das Verladeband-Schwenkgetriebe 18, das die Verladebanddrehscheibe 10 —gegenüber der Drehscheibe 4 gegenüber dem Unterwagen 2 gedreht wird, so daß die resultierende Winkeldifferenz zwischen der Verladebanddrehscheibe 10 und dem Unterwagen 2 gleich Null ist.

Für den Betrieb des Verladebandes auf dem Verladebandausleger 11 ist es notwendig, den Verladebandausleger 11 in bestimmten Zeitabständen um die Achse 6 zu schwenken. Dies muß unabhängig vom Schwenken der Drehscheibe 4 geschehen können. Dazu dient ein Antriebsmotor 28, der an dem als überlagerungsgetriebe ausgebildeten Verladeband-Schwenkget riebe 18 angreift und mit dem der Verladebandausleger 11 gegenüber dem Unterwagen 2 geschwenkt werden kann. Diese übliche Kombination des Verladeband-Scnwenkgetriebes 18 mit den Haupt-

schwenkwerksgetrieben 13, 14 stellt eine formschlüssige Verbindung zwischen der Verladebanddrehscheibe 10 und dsm Unterwagen 2 her. Der Betrieb des Fördergerätes erfordert eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Unterwagen 2 und der Verladebanddrehscheibe 10. Bei irgendeinem Versagen wie Bruch des Verladeband-Schwenkgetriebes 18, des Differentialgetriebes 20, des Ritzels 21 oder eines anderen Teiles, das zwischen den Hauptschwenkwerksgetrieben 13, 14 und der Verladebanddrehscheibe 10 die formschlüssige Verbindung herstellt, kann auf die Verladebanddrehscheibe 10 keine Kraft mehr ausgeübt werden. Wenn das Fördergerät in einer bestimmten Neigung steht und eine Neigungskraft auf den Verladebandausleger 11 wirkt, oder wenn eine Windkraft auf den Verladebandausleger 11 wirkt, setzt sich der Verladebandausleger 11 mit der Verladebanddrehscheibe 10 unkontrolliert in Bewegung,. bis er mit dem Oberbau 5 kollidiert, Dies kann zur Zerstörung des Verladebandauslegers 11, im ungünstigen Fall sogar zur Zerstörung des ganzen Fördergerätes führen.

Zur Vermeidung dieses und anderer Nachteile ist auf der Drehscheibe 4 ein zweites Verladeband-Schwenkgetriebe 19 hinzugefügt, das die gleiche Getriebekonstruktion wie das Verladeband-Schwenkwerksgetriebe 18 haben kann. Dieses Getriebe wird durch einen Antriebsmotor 27 angetrieben, der die gleiche Drehzahl hat, mit der sich die Gelenkwelle am Verladeband-Schwenkgetriebe 18 dreht. Um statische Unbestimmtheiten zu vermeiden, wird ein Lastausgleich vorgesehen, der auf un-. terschiedliche Weise erzeugt werden kann.

Einmal kann der Antriebsmotor 27 eine weichere Motorkennlinie erhalten als die Antriebsmotoren 24 und 25. Dadurch wird bewirkt, daß er im Normalfall nur ein sehr kleines Drehmoment überträgt. In dem Fall des Versagens des Verladeband-Schwenkgetriebes 18 übernimmt das Verladeband-Schwenkgetriebe 19 die Kraftübertragung auf die Verladebanddreh-scheibe 10 und

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sichert so die Anlage gegen Zerstörung.

Eine andere Ausführungsform besteht darin, daß der Antriebsmotor 27 konstruktiv so ausgebildet ist, daß seine Kennlinie einstellbar ist. Dadurch kann ein Lastausgleich so eingestellt werden, daß beide Verladeband-Schwenkgetriebe 18, 19 während des Schwenkvorganges das gleiche Schwenkmoment übertragen.

An das Verladeband-Schwenkgetriebe 18 kann ein Zusatzraotor 28 und an das Verladeband-Schwenkgetriebe 19 kann ein Zusatzmotor 29 angeschlossen sein , Dieses Zusatzmotor 29 kann im Normalfall zusammen mit dem Zusätzmotor 28 des Schwenken des Verladebandauslegers 11 bewirken. Bei Versagen der Kraftübertragung durch das Verladebandschwenkgetriebe 18 kann das Verladebandschwenkgetriebe 19 mit dem Zusatzmotor 29 außer der Sicherung der Verladebanddrehscheibe 10 durch den Zusatzmotor 29 auch die Position des Verladebandauslegers 11 verändern und über einen gewissen Zeitraum so genau regulieren, daß ein Weiterbetrieb des Fördergerätes möglich ist.

Die Antriebsmotoren 24, 25, 26, 27 können sowohl elektrisch als auch hydraulisch ausgeführt sein. Wesentliches Prinzip ist jeweils, daß der Antriebsmotor 27 eine weichere Kennlinie als die sonst gleichen Antriebsraotoren 24, 25, 26 hat oder aber eine einstellbare Kennlinie hat, mit der er im Betrieb angepaßt werden kann.

Im nachfolgenden werden mehrere hydraulische Antriebe anhand der Figuren 4 bis 6 erläutert.

Die hydraulische Vorrichtung besteht aus einer oder mehreren Hydraulikpumpen 30, die von einem Elektromotor 35 angetrieben werden.

3ei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 ist in die zu den Antriebsmotoren 24 bis 27 führende Leitung ein Mengenteiler

31 eingeschaltet, der den ölstrom auf. die zur Synchronisation der Antriebsmotore erforderliche Qurchflußmenge bringt. Der Mengenteiler 31 verhindert, daS bei Leitungsbruch an einem Antriebsmotor auch für die anderen Antriebsmotoren ein Druck- und Drehzahlabfall erfolgt.

Die Druckleitungen sind über miteinander kommunizierende Drosseln 32 verbunden.

Dem Antriebsmotor 27 des Verladeband-Schvvenkgetrieges 19 ist eine Drossel 33 parallel geschaltet. Diese Drossel kann einen unveränderlichen Querschnitt haben, der so ausreichend dimensioniert ist , daß der Antriebsmöror 27 ohne Last mitläuft. Die Drossel 33 kann aber einstellbar sein, sO daß der entsprechende Antriebsmotor 27 eine veränderbare Kennlinie und somit veränderbare Lastanteile erhält.

Das System arbeitet im geschlossenen Kreislauf in beiden Richtungen, die notwendigen Drosseln 32 und Mengenteiler sind deshalb auf beiden Seiten der Hydraulikpumpen 30 vorgesehen. Weitere Einzelheiten wie Kühler, Speisepumpe etc., die dem normalen Standard entsprechen, werden hier zwecks einer besseren Obersicht nicht weiter berücksichtigt und als bekannt vorausgesetzt.

Da der hydraulische Antriebsmotor 27 des Verladeband-Schwenkgetriebes 19 im Normalbetrieb über den formschlüssig verbundenen Antrieb des Verladeband-Schwenkwerkes 18 synchron mit den Antriebsmotoren 24, 25, 25 des Hauptschwenkwerkes läuft, verhindert die Vorrichtung durch Einstellen einer bestimmten Motorenkennlinie, daß unkontrollierbare Zwangskräfte auftreten. Bei Ausfall des formschlüssig verbundenen Veriadeband-Schwenkgetriebes 18 verhindert die Vorrichtung ein unkontrolliertes Verhalten des Verladeband-Schwenkwerkes und bewirkt, daß das Verladeband-Schwenkwerk, jetzt angetrieben

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durch das Verladeband-Schwenkgetriebe 19, mit einer Drehzahl weiterläuft, die in der Basis der vorherigen Drehzahl entspricht, abzüglich der durch Schlupf entstandenen Drehzahländerung. Das Verladeband wird also bis auf geringfügige Abweichungen, die durch den Zusatzmotor 29 geregelt werden können, die alte Position beibehalten und nicht zerstört werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Zusatzmotoren 28 und 29 für die Verladeband-Schwenkwerke durch gesonderte Hydraulikpumpen 34 gespeist, die ebenfalls an den Elektromotor 35 angeschlossen sind.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der Drosseln 32 entfallen, dafür sind Drucksicherheitsschalter 36 in die Druckleitungen eingeschaltet, die bei unzulässigem Druckabfall durch Versagen des Hydrauliksystems den Schwenkvorgang abschalten,

Fig. 6 zeigt eine Schaltung, bei der mehrere mit gleicher Drehzahl angetriebene Hydraulikpumpen 30a, 30b, 30c und 3Od vorgesehen sind. Oede dieser Pumpen ist mit einem der Antriebsmotoren 24 bis 27 verbunden.

In die Druckleitungen dss Hydraulxkpunipen 30a bis 3Od sind wieder kommunizierende Drosseln 32 eingeschaltet.

Die Art der Drosseln ist die gleiche wie bei der Ausführun-gsforra nach Fig. 4.

Es ist auch eine Ausführungsform möglich, bei der die Funkti η der Drosseln von den einzelnen Motoren bzw. von ihrem volumetrischen Wirkungsgrad übernommen wird.

Schließlcih ist es auch möglich, das Öl aus dem geschlossenen Kreislauf herausfließen zu lassen und auf einen geschlossenen

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Kreislauf zu verzichten.

Ein elektrisch ausgerüsteter Schwenkantrieb gemäß der Erfindung ist grundsätzlich gleichartig ausgebildet. Dabei sind die Antriebsmotoren 24 bis 27 entsprechend dem dargestellten hydraulischen System synchronisiert. Die Hauptschwenkwerksgetriebe 13, 14, 15 erhalten Antriebsmotoren 24, 25, 25 mit einer normalen Kennlinie, während das Verladeband-Schwenkgetriebe 19 einen Antriebsmotor 27 mit einer feststehenden weicheren Kennlinie als derjenigen der Antriebsmotoren 24, 25 und 26 erhält. Anstelle eines Antriebsmotors mit einer feststehenden weicheren Kennlinie kann auch ein Antriebsmotor mit einer einstellbaren weichen Kennlinie treten. Die Wirkungsweise der elektrisch angetriebenen Vorrichtung ist die gleiche, wie die Wirkungsweise der beschriebenen hydraulischen Vorrichtung.

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Claims

rfindungsap, sprach

Von einem oder mehreren Antriebsraotoren angetriebener
Schwenkantrieb für Fördergeräte mit einem auf einem
schwenkbaren Träger (Verladebanddrehscheibe) gelagerten
Verladebandausleger und einem weitere Geräteteile tragenden koaxial schwenkbaren Oberbau, wobei die Schwenkantriebe b'eider Teile derart miteinander verbunden sind, daß bei einem Schwenken des Oberbaues der Verladebandausleger nicht geschwenkt wird und wobei der Schwenkantrieb des Verladebandauslegers als Überlagerungsgetriebe ausgebildet mit
einem Antriebsmotor für ein gesondertes Schwenken des Verladebandauslegers verbunden ist, gekennzeichnet dadurch,
daß die Drehscheibe (4) mit einem weiteren Verladeband-Schwenkwerksgetriebe (19) versehen ist, dessen Antriebsmotor (27) eine weichere Kennlinie als der oder die Antriebsmotoren (24, 25, 26) für das Schwenken des Oberbaues (5) haben.

2. Schwenkantrieb nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß
die Kennlinie des Antriebsmotors (27) für den weiteren
Verladeband-Schwenkantrieb (19) unterschiedlich einstellbar ist.

3. Schwenkantrieb nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß an einem oder beiden Verladeban"d-Schwenkgetriebe (13,
19) des Verladebandauslegers (11) ein oder mehrere Zusatzmotore (28, 29) für eine Zustellbewegung des Verladebandauslegers (11) angeschlossen sind.
4. Schwenkantrieb nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß an eine von einem Elektromotor (35) angetriebene Hydraulikpumpe (30) über ein oder zwei Mengenteiler (31) die Antriebsmotoren (24, 25, 26) der Hauptschwenkwerksgetriebe (13, 14, 15) für den Oberbau (5) und der weitere Antriebs-

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motor (27) einer weicheren Kennlinie für das Verladeband-Schwenkwerksgetriebe (19) angeschlossen ist, wobei diesem Antriebsmotor (27) eine vorzugsweise einstellbare Drossel (33) parallel geschaltet ist.
5. Schwenkantrieb nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß jeder Antriebsmotor (24, 25, 26, 27) jeweils an eine eigene Hydraulikpumpe (30a, b, c, d) angeschlossen ist, wobei diese mit einem gemeinsamen Elektromotor (35) verbunden sind.
6. Schwenkantrieb nach Punkt 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die zu den Antriebsmotoren (24, 25, 26, 27) führenden Leitungen über miteinander kommunizierende Drossein (32) verbunden sind.
7. Schwenkrantrieb nach Punkt 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß in die zu den Antriebsmotoren (24, 25, 26, 27) führenden Leitungen Drucksicherheitsschalter (36) eingeschaltet sind, die bei einem übernormalen Druckabfall den Schwenkantrieb ausschalten.
8. Schwenkantrieb nach Punkt 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß an den Elektromotor (35) ein oder zwei weitere Hydraulikpumpen (34) für die Zusatzmotoren (28, 29) angeschlossen sind.
9. Schwenkantrieb nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere synchronisierte elektrische Antriebsmotoren (24, 25, 26) gleicher Kennlinie für den Schwaakantrieb des Oberbaues (5) und ein elektrischer Antriebsmotor (27) mit weicher oder einstellbarer Kennlinie für das Verladeband-Schwenkwerksgetriebe (19) vorgesehen sind.

Hierzu. jLSeiten Zeichnungen

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