DE19912906B4

DE19912906B4 - Hydraulischer Stellantrieb

Info

Publication number: DE19912906B4
Application number: DE1999112906
Authority: DE
Inventors: Günter W. Dr. Klemm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 1999-03-22
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2019-03-23
Also published as: DE19912906A1

Abstract

Hydraulischer Stellantrieb (12) für einen Bohrantrieb, mit einem ersten Stellkolben (24), der in einer Kolbenführung gegen zwei Anschläge (26, 27) verschiebbar geführt ist, wobei die Kolbenführung und die Anschläge (26, 27) innerhalb eines zweiten Stellkolbens (25) angeordnet sind, der seinerseits in einer zweiten Kolbenführung gegen zwei Anschläge (16, 17) verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (12) an einem Ende des Gehäuses eines Hydraulikmotors (1) angeflanscht ist, an dessen gegenüberliegendem Ende ein Planetengetriebe angeflanscht ist, wobei der Hydraulikmotor (1) eine als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle (2) aufweist, welche von einer Schaltwelle (5) durchragt wird, an deren erstem Ende ein Zahnrad (6) des Planetengetriebes angeordnet ist, wobei das zweite Ende der Schaltwelle (5) mit dem ersten Stellkolben (24) des Stellantriebs (12) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stellantrieb für einen Bohrantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Hydraulische Stellantriebe sind als Hydrozylinder seit Jahrzehnten zum Umwandeln hydrostatischer Energie in mechanische Stellbewegungen bekannt. Üblicherweise ist bei Hydrozylindern in einem länglichen Zylinderrohr ein Kolben axial verschiebbar geführt und gegen die Wand des Zylinderrohrs abgedichtet. An dem Kolben ist entweder eine zu einer Seite aus dem Hydrozylinder heraustretende Kolbenstange (Differentialzylinder) oder zu beiden Seiten aus dem Zylinderrohr herausführende Kolbenstangen (Gleichgangzylinder) befestigt. Den Anschlag für die Kolbenbewegung bildet üblicherweise eine radiale Abschlußwand des Zylinderrohrs.

Aus der Druckschrift DE 34 16 463 A1 ist ein Mehrhub-Stellzylinder bekannt, bei dem in einem Außenzylinder ein als Kolben wirkender Innenzylinder mit einem Kolben angeordnet ist. Dieses System ermöglicht, daß die Kolbenstange in unterschiedlichen Positionen angesteuert werden kann, wobei durch die teleskopartige Konstruktion ein Stellsystem mit geringen Abmessungen geschaffen wird. In der Druckschrift 42 17 405 A1 ist ein Stellzylinder mit drei Stellkolben offenbart, welche ebenfalls ineinander verschiebbar geführt sind.

Der hydraulische Stellantrieb gemäß der Erfindung soll insbesondere zur Betätigung einer Schaltwelle eines dreistufigen Planetengetriebes geeignet sein. Derartige dreistufige Planetengetriebe werden zur Verwirklichung sehr großer Übersetzungssprünge (z.B. 1:1 in der ersten Stufe, 1:3 in der zweiten Stufe und 1:10 in der dritten Stufe) mit der Antriebswelle von Hydraulikmotoren (insbesondere hydraulischen Axialkolbenmotoren) gekoppelt und als Antrieb einer Bohrstange oder eines Bohrkopfes verwendet. Hierzu ist die Antriebswelle des Hydraulikmotors als Hohlwelle mit Innenverzahnung ausgebildet, in der eine Schaltwelle axial verschiebbar geführt ist. Das stirnseitige Ende der Schaltwelle weist ein Zahnrad auf, das je nach Übersetzungsstufe mit dem Planetenradträger, mit dem Sonnenrad oder mit den Planetenrädern des Planetengetriebes kämmt. Die Verstellung der Schaltwelle und des Planetengetriebes erfolgt manuell. Sie kann nur bei stillstehendem Hydraulikmotor und stillstehendem Getriebe erfolgen. Derartige Antriebe befinden sich oft am oberen Ende einer langen Bohrstange in großer Höhe (bis zu 5 m), so daß die manuelle Getriebeumstellung einen recht hohen Aufwand darstellt. Ein Arbeiter muß mit einer Leiter oder an einem Gerüst in die Höhe klettern und dort die Umstellung durchführen. Abgesehen von dem Verletzungsrisiko resultieren aus dieser manuellen Umstellung erhebliche Zeitverluste bei der Durchführung der Bohrarbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen hydraulischen Stellantrieb für einen Bohrantrieb zu schaffen, der zuverlässig ist und die oben beschriebenen Nachteile beseitigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Dementsprechend ist der Stellantrieb an einem Ende des Gehäuses eines Hydraulikmotors angeflanscht, an dessen gegenüberliegendem Ende ein Planetengetriebe angeflanscht ist, wobei der Hydraulikmotor eine als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle aufweist, welche von einer Schaltwelle durchragt wird, an deren erstem Ende ein Zahnrad des Planetengetriebes angeordnet ist, wobei das zweite Ende der Schaltwelle mit dem ersten Stellkolben des Stellantriebs verbunden ist.

Aufgrund des zweiten Stellkolbens lassen sich ohne weiteres drei Schaltstellungen realisieren. In der ersten Schaltstellung sind sowohl der erste als auch der zweite Stellkolben gegen ihren hinteren Anschlag gedrückt. In der zweiten Schaltstellung wird der erste Stellkolben gegen den vorderen Anschlag gedrückt und der zweite Stellkolben verbleibt gegen den hinteren Anschlag gedrückt. In der dritten Schaltstellung wird zusätzlich zum ersten Stellkolben der zweite Stellkolben gegen den vorderen Anschlag gedrückt. Es ist sogar ohne weiteres möglich, eine vierte Schaltstellung zu realisieren. Durch Verschieben des ersten Stellkolbens in der hinteren Position des zweiten Stellkolbens können die ersten beiden Schaltstellungen realisiert werden. Durch Verschieben des ersten Stellkolbens in der vorderen Position des zweiten Stellkolbens kann zwischen dem zweiten Schaltstellungspaar umgeschaltet werden. Das Zahnrad des Planetengetriebes am ersten Ende der Schaltwelle folgt der Bewegung des ersten Stellkolbens und ermöglicht so die Verstellung zwischen den verschiedenen Schaltzuständen.

Der erfinderische Stellantrieb stellt vorzugsweise eine Weiterbildung eines bekannten Hydrozylinders dar. Der zweite Stellkolben sollte die Form einer Hülse aufweisen, deren Außenfläche in der inneren Zylinderfläche des Hydraulikzylinders geführt ist und deren Innenfläche die Führung für die zylindrische Umfangsfläche des ersten Stellkolbens bildet. Der erste Stellkolben weist in bekannter Weise mindestens einen Dichtring in seiner Umfangsfläche auf und ist vorzugsweise mittels einer Befestigungsschraube an einer Kolbenstange befestigt. Die axialen Anschläge für den zweiten, hülsenförmigen Stellkolben bilden – wie bei bekannten Hydrozylindern – die radialen Abschlußwände des Zylinders.

Der hülsenförmige, zweite Stellkolben hat seinerseits zwei radiale Wandungen an seinen axialen Enden, welche die Anschläge für den ersten Stellkolben bilden.

Vorzugsweise und insbesondere zur Verwendung als Stellantrieb für die Schaltwelle eines Planetengetriebes ist mit dem ersten Stellkolben nur eine Kolbenstange verbunden, welche durch jeweils eine der radialen Wandungen des zweiten Stellkolbens und des Hydraulikzylinders hindurchragt. Die dem Durchtritt der Kolbenstange gegenüberliegende radiale Wandung des zweiten Stellkolbens ist vorzugsweise geschlossen. Diese Ausbildung des Stellantriebes als Differentialzylinder hat den Vorteil, daß die Unterseite der beiden Kolben, d.h. die Seite, auf der sich die Kolbenstange befindet, mit einem permanenten Rückstelldruck beaufschlagt werden kann. Bei Beaufschlagung der Oberseite der Kolben mit einem gleichwertigen Arbeitsdruck wird der Kolben aufgrund der Flächendifferenz zwischen der dem vollständigen Zylinderquerschnitt entsprechenden, mit Druck in axialer Richtung beaufschlagten Kolbenfläche und der um die Fläche der Kolbenstange reduzierten, mit axialem Gegendruck beaufschlagten Fläche der Unterseite in Richtung der Kolbenstange gegen den zweiten Anschlag bewegt und die Kolbenstange dabei aus dem Zylinder herausgetrieben.

Zur Verwirklichung dieser Funktionsweise benötigt der Stellantrieb drei Steuerdruckanschlüsse. Der erste Steuerdruckanschluß liefert den auf die Kolbenunterseite wirkenden permanenten Druck, welcher die Rückstellung des Stellantriebs in die Ausgangsposition bewirkt. Hierzu ist er über Hydraulikkanäle mit dem Raum zwischen der radialen Wand des zweiten Steuerkolbens und der radialen Abschlußwand des Zylinders an der Seite, an der die Kolbenstange hindurchtritt, verbunden. Der zweite Steuerdruckanschluß ist über Hydraulikkanäle mit dem Raum verbunden, der von der kolbenstangenfreien Seite des ersten, inneren Steuerkolbens begrenzt wird. Der dritte Steuerdruckanschluß führt zur kolbenstangenfreien Stirnfläche des zweiten Steuerkolbens.

Bei dieser Ausführungsform, bei der die Steuerdruckanschlüsse zum Umschalten in die zweite oder dritte Schaltstellung gegen den permanenten Steuerdruck, der die Rückstellung in die erste Schaltstellung bewirkt, mit Arbeitsdruck beaufschlagt werden, ist die Kolbenunterseite des ersten Stellkolbens permanent mit der Kolbenunterseite des zweiten Stellkolbens verbunden. Dies kann durch Durchbrüche in der unteren radialen Wand des zweiten Stellkolbens, welche von der Kolbenstange durchragt wird, erfolgen.

Falls der erste, inneren Stellkolben in beiden Positionen des zweiten hülsenförmigen Stellkolbens umschaltbar, d.h. von seiner hinteren Anschlagposition in seine vordere Anschlagposition verfahrbar sein soll, müssen die Unterseiten der beiden Stellkolben getrennt mit Druck beaufschlagbar sein.

Alternativ kann der Stellantrieb mit Rückstellfedern für einen oder beide Stellkolben versehen sein, die z.B. an den Kolbenunterseiten um die Kolbenstange herum angeordnet sind und die Kolben in die obere Endlage drücken. In diesem Fall reichen zwei Druckanschlüsse, welche einerseits auf die Oberfläche des ersten Kolbens und andererseits auf die Oberfläche des zweiten Kolbens führen, wobei eine Druckzufuhr über einen der Druckanschlüsse den entsprechenden Kolben entgegen der Federkraft der jeweiligen Rückstellfeder gegen seinen unteren Anschlag drückt. Bei dieser Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die Kolbenstange nach unten aus dem Zylinderrohr heraustritt.

Insbesondere bei der Verwendung des Stellantriebes zur Betätigung der Schaltwelle eines Planetengetriebes an der Antriebswelle eines Hydraulikmotors sollten die Steuerdruckanschlüsse aus der Druckleitung des Hydraulikmotors mit Hydraulikflüssigkeit gespeist werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß beim Vorhandensein eines Arbeitsdruckes an den Druckanschlüssen des Hydraulikmotors auch der Steuerdruck für den Stellantrieb vorhanden ist. Außerdem werden zusätzliche Druckquellen für den Stellantrieb eingespart.

Vorzugsweise ist zusätzlich ein Sensor zur Erfassung des Betriebs des Hydraulikmotors vorgesehen, der während des Motorbetriebes ein Verstellen des Stellantriebs sperrt. Dieser Sensor kann entweder durch einen Drucksensor gebildet werden, der den Arbeitsdruck im Hydraulikmotor erfaßt. Alternativ kann ein Drehzahlsensor verwendet werden, der die Drehbewegung der Antriebswelle des Hydraulikmotors erfaßt. Das Sperren des Stellantriebs kann mechanisch, hydraulisch oder elektrisch erfolgen. Bei einer mechanischen Sperre wird beispielsweise die Schaltwelle in ihrer Position durch eine Raste oder einen Anschlag arretiert. Diese Lösung ist aber ungünstig, da im Störfall die mechnische Sperre erheblicher hydraulische Stellkräfte auffangen müßte. Bei einer hydraulischen Sperre werden die Wegeventile, welche den Stellantrieb mit hydraulischem Druck beaufschlagen, arretiert. Bei einer elektrischen Sperre wird der elektromechanische Antriebsmechanismus für die Wegeventile in seiner jeweiligen Schaltstellung arretiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

1 eine Querschnittsdarstellung eines Axialkolbenmotors mit angeflanschtem Planetengetriebe und dem erfindungsgemäßen Stellantrieb zur Betätigung der Schaltwelle für das Planetengetriebe,

2 – 4 eine vergrößerte Darstellung des Stellantriebs aus 1 in den drei unterschiedlichen Schaltstellungen,

5 – 7 eine vollständige Darstellung des Hydraulikmotors mit Planetengetriebe und Stellantrieb in den drei unterschiedlichen Schaltstellungen,

8 einen Hydraulik-Schaltplan für den Hydraulikmotor und den Stellantrieb.

In 1 ist im Querschnitt ein hydraulischer Axialkolbenmotor 1 dargestellt, dessen Antriebswelle 2 als Hohlwelle ausgebildet ist und mit einer Innenverzahnung 3 versehen ist, welche mit einer Außenverzahnung 4 einer Schaltwelle 5 zusammenwirkt, die axial verschiebbar in der Antriebswelle 2 aufgenommen ist. Am unteren, stirnseitigen Ende der Schaltwelle 5 ist ein Zahnrad 6 angeordnet, welches der Umschaltung zwischen verschiedenen Übersetzungsstufen eines Planetengetriebes 7 dient, das am untere Ende des Hydraulikmotors 1 angeflanscht ist. In der dargestellten ersten Schaltstellung ist das Zahnrad 6 drehfest mit einer Innenverzahnung des Planetenradträgers 8 des Planetengetriebes 7 verbunden. Das Sonnenrad 9 weist eine entsprechende Innenverzahnung 10 auf, die mit dem Zahnrad 6 in einer zweiten Schaltstellung zusammenwirkt. In der dritten Schaltstellung kämmt das Zahnrad 6 mit den Planetenrädern 11.
Ein derartiger hydraulischer Axialkolbenmotor mit umschaltbarem Planetengetriebe wird beispielsweise von der schweizerischen Firma Rollstar AG vertrieben. Die Verschiebung der Schaltwelle 5 erfolgt durch manuelle Verstellung eines in einer Schaltkulisse geführten Schalthebels.
Die Verschiebung der Schaltwelle 5 bei dem Ausführungsbeispiel in 1 erfolgt mittels eines erfindungsgemäßen Stellantriebs 12, der am oberen Ende des Gehäuses des Hydraulikmotors 1 nahe der beiden Druckanschlüsse 13 und 14 des Axialkolbenmotors 1 angeflanscht ist. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Stellantriebs 12 sind insbesondere in den 2 bis 4 zu erkennen. Der Stellantrieb 12 umfaßt ein Zylinderrohr 15, welches beidseitig durch eine radiale Abschlußwand 16, 17 begrenzt ist. Die obere Abschlußwand 16 weist Druckanschlüsse 18, 19, 20 auf, wobei der Druckanschluß 19 außerhalb der Schnittebene der Figuren liegt und zum besseren Verständnis nur in 2 in diese Schnittebene hineinverlagert dargestellt ist.
Die untere Abschlußwandung 17 umfaßt einen Flansch, der mit Befestigungsschrauben 21 an dem Axialkolbenmotor 1 befestigt ist. In der Mitte weist die untere Abschlußwandung 17 den Durchtritt für die Kolbenstange 22 auf. Das obere Ende der Kolbenstange 22 ist mit einer Befestigungsschraube 23 an einem ersten Kolben 24 befestigt. Der Kolben 24 ist gegen eine zylindrische Kolbenführungsfläche abgedichtet, welche von der Innenfläche eines zweiten Kolbens 25 gebildet wird. Der zweite Kolben 25 ist axial verschiebbar gegen die Innenfläche des Zylinderrohrs 15 abgedichtet. Die Anschläge für die Bewegung dieses zweiten Kolbens 25 bilden die radialen Abschlußwandungen 16, 17 des Zylinderrohrs 15. Der hülsenförmige zweite Kolben 25 weist seinerseits radiale Wandungen 26 und 27 an seinen Endabschnitten auf, welche die Anschläge für die Bewegung des inneren Kolbens 24 bilden. Die obere radiale Wandung 26 ist geschlossen, und die untere radiale Wandung 27 weist eine Durchtrittsöffnung für die Kolbenstange 22 auf.
In den 1, 2 und 5 ist der Stellantrieb in seiner Ausgangs-Schaltstellung gezeigt. In dieser Schaltstellung wird nur über den Druckanschluß 18 Hydraulikflüssigkeit zugeführt. Diese wird durch einen Hydraulikkanal 28 in der Wand des Zylinderrohrs 15 zu dessen gegenüberliegender Stirnseite geleitet, wo sie durch einen Verbindungskanal 29 in den Raum unterhalb des zweiten Kolbens 25 geleitet wird, der in den 2 und 3 mit dem Bezugszeichen 30 versehen ist. Der Raum (2, Bezugszeichen 31) unterhalb des inneren Kolbens 24 ist permanent hydraulisch mit dem Raum 30 unterhalb des zweiten Kolbens 25 gekoppelt. Hierzu ist ein weiterer Verbindungskanal 32 von dem Hydraulikkanal 28 zur Innenfläche des Zylinderrohrs 15 geführt, welcher in einen länglichen, ringförmigen Spalt 33 führt, der durch eine Durchmesserreduzierung auf der Außenseite des zweiten Kolbens 25 erzeugt ist. Aus diesem Ringspalt 33 führt ein Verbindungskanal 34 in der Wandung des zweiten Kolbens 25 in den genannten Raum 31 unterhalb des ersten Kolbens 24. Der über den Druckanschluß 18 zugeführte erste Steuerdruck P1 wirkt somit gegen die Unterseite des ersten Kolbens 24 und gegen die Unterseite des zweiten Kolbens 25 und drückt beide Kolben 24, 25 nach oben, so lange gegen deren Oberseite kein Steuerdruck anliegt.
Zur Umschaltung des Stellantriebs 12 in die zweite Schaltstellung (3 und 6) wird an den zweiten Druckanschluß 19 ein Steuerdruck P2 angelegt, der den gleichen Betrag haben kann wie der Steuerdruck P1. Der Steuerdruck P2 wird von dem Druckanschluß 19 über den Hydraulikkanal 35 in dem Zylinderrohr 15 und einen Verbindungskanal 36 in einen weiteren Ringspalt 37 überführt, der durch eine Reduzierung des Außendurchmessers in der oberen Hälfte des zweiten Kolbens 25 ausgebildet ist. Der zweite Kolben 25 weist auf der in 1 bis 4 dargestellten linken Seite einen weiteren Verbindungskanal 38 auf, der den Steuerdruck P2 auf die Oberseite des ersten Kolbens 24 und damit in den Raum 40 (3) leitet. Bei der in 2 dargestellten Zufuhr des Steuerdrucks P2 bewegt sich der erste Kolben 24 gegen seinen unteren Anschlag, nämlich die radiale Wandung 27 des zweiten Kolbens 25. Dabei kann der gleichwertige Steuerdruck P1, der gegen die Unterfläche des Kolbens 24 wirkt, aufrechterhalten bleiben, da aufgrund der Kolbenstange von unten eine geringere wirksame Fläche entsteht und die resultierende Hydraulikkraft den Kolben nach unten bewegt.
Durch den dritten Druckanschluß 20 in der oberen Abschlußwandung 16 des Stellantriebs 12 wird ein Steuerdruck P3 auf die obere Wandung 26 des zweiten Kolbens 25, d.h. in den Raum 41 oberhalb des zweiten Kolbens 25 geleitet. Dieser Steuerdruck P3 bewirkt – wie in 4 erkennbar – eine Bewegung des zweiten Kolbens 25 gegen den unteren Anschlag, der durch die Abschlußwandung 17 des Zylinderrohrs 15 gebildet wird. Dabei ist gleichzeitig der Steuerdruck P2 aufrecht zu erhalten, damit der erste Kolben 24 in Anlage gegen den unteren Anschlag für seine Bewegung verbleibt.
Die 5 bis 7 zeigen die drei Schaltstellungen, die durch den Stellantrieb 12 eingenommen werden können. In der ersten Schaltstellung, welche der Grundstellung des Stellantriebs 12 (2) entspricht, ist die Schaltwelle 5 über die Kolbenstange 22 vollständig zurückgezogen, und das Zahnrad 6 am Ende der Schaltwelle 5 ist drehfest mit einer Innenverzahnung des Planetenradträgers 8 verbunden.
In der 6 ist die zweite Schaltstellung des Stellantriebs 12 dargestellt, welche der 3 entspricht. Über die Kolbenstange 22 wird die Schaltwelle 5 nach unten verschoben, und das Zahnrad 6 wird über eine Innenverzahnung 10 drehfest mit dem Sonnenrad 9 des Planetengetriebes 7 verbunden.
In der in 7 gezeigten dritten Schaltstellung des Stellantriebs 12 (entsprechend 4) ist die Kolbenstange 22 vollständig nach unten ausgefahren, und die Schaltwelle 5 bringt das Zahnrad 6 in Eingriff mit den Planetenrädern 11.
Die 8 zeigt einen einfachen und betriebssicheren Schaltplan für eine Verschaltung des Stellantriebs 12 und des hydraulischen Axialkolbenmotors 1. Je nach gewünschter Drehrichtung des Hydraulikmotors 1 kann entweder der Druckanschluß 13 oder der Druckanschluß 14 mit Arbeitsdruck beaufschlagt werden. Über die gleiche Hydraulikpumpe wird ein Dreiwegeventil 39 an einem Anschluß mit dem Arbeitsdruck P und einem anderen Anschluß mit einem Rücklauf T für die Hydraulikflüssigkeit verbunden. Der Arbeitsdruck P ist permanent auf die Steuerdruckleitung P1 geschaltet, welche die Rückbewegung des Stellantriebes in die erste Schaltstellung (1, 2 und 5) bewirkt. Das Dreiwegeventil 39 ist in der mittleren, neutralen Schaltstellung, in der die beiden anderen Druckleitungen P2, P3 mit der Rückflußleitung T verbunden sind. Bei der zweiten, linken Schaltstellung des Dreiwegeventils 39 wird auch die Steuerdruckleitung P2 mit Arbeitsdruck gespeist, so daß nur noch die Steuerdruckleitung P3 drucklos ist. Dies führt zur Verstellung des Stellantriebs 12 in die in den 3 und 6 dargestellte Position. In der dritten Schaltstellung des Dreiwegeventils 39 (linker Abschnitt) wird die Steuerdruckleitung P3 und über ein Wechselventil 42 auch die Steuerdruckleitung P2 mit Druck beaufschlagt, so daß der Stellantrieb 12 die dritte Schaltstellung (4 und 7) einnimmt.
Wie oben erwähnt, wird vorzugsweise durch eine Sperrung des elektromechanischen Antriebs des Dreiwegeventils 39 ein Umschalten des Stellantriebs 12 während des Betriebs des hydraulischen Axialkolbenmotors 1 unterbunden.
Obwohl das Ausführungsbeispiel nur in bezug auf einen Stellantrieb mit drei Schaltstellungen beschrieben wurde, ist offensichtlich, daß auch weitere Schaltstellungen realisiert werden können. Ein Stellantrieb mit vier Schaltstellungen wurde eingangs erläutert. Zusätzliche Schaltstellungen können durch die Verwendung weiterer hülsenförmiger Kolben, deren innere Zylinderfläche eine Führung für den innenliegenden Kolben bildet und Anschläge für dessen Bewegung aufweist, realisiert werden.

1: Axialkolbenmotor
2: Antriebswelle
3: Innenverzahnung
4: Außenverzahnung
5: Schaltwelle
6: Zahnrad
7: Planetengetriebe
8: Planetenradträger
9: Sonnenrad
10: Innenverzahnung
11: Planetenrad
12: Stellantrieb
13: Druckanschluß
14: Druckanschluß
15: Zylinderrohr
16: radiale Abschlußwand
17: radiale Abschlußwand
18: Druckanschluß
19: Druckanschluß
20: Druckanschluß
21: Befestigungsschraube
22: Kolbenstange
23: Befestigungsschraube
24: erster Kolben
25: zweiter Kolben
26: radiale Wandung
27: radiale Wandung
28: Hydraulikkanal
29: Verbindungskanal
30: Raum
31: Raum
32: Verbindungskanal
33: Ringspalt
34: Verbindungskanal
35: Hydraulikkanal
36: Verbindungskanal
37: Ringspalt
38: Verbindungskanal
39: Dreiwegeventil
40: Raum
41: Raum
42: Wechselventil

Claims

Hydraulischer Stellantrieb (12) für einen Bohrantrieb, mit einem ersten Stellkolben (24), der in einer Kolbenführung gegen zwei Anschläge (26, 27) verschiebbar geführt ist, wobei die Kolbenführung und die Anschläge (26, 27) innerhalb eines zweiten Stellkolbens (25) angeordnet sind, der seinerseits in einer zweiten Kolbenführung gegen zwei Anschläge (16, 17) verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (12) an einem Ende des Gehäuses eines Hydraulikmotors (1) angeflanscht ist, an dessen gegenüberliegendem Ende ein Planetengetriebe angeflanscht ist, wobei der Hydraulikmotor (1) eine als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle (2) aufweist, welche von einer Schaltwelle (5) durchragt wird, an deren erstem Ende ein Zahnrad (6) des Planetengetriebes angeordnet ist, wobei das zweite Ende der Schaltwelle (5) mit dem ersten Stellkolben (24) des Stellantriebs (12) verbunden ist.
Stellantrieb (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stellkolben (24) über eine Kolbenstange (22) mit der Schaltwelle (5) verbunden ist.
Stellantrieb (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2) des Hydraulikmotors (1) eine Innenverzahnung aufweist, welche mit einer Außenverzahnung der Schaltwelle (5) zusammenwirkt.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem stirnseitigen Ende der Schaltwelle (5) ein Zahnrad (6) angeordnet ist, das zur Umschaltung zwischen verschiedenen Übersetzungsstufen mit verschiedenen Zahnrädern des Planetengetriebes (7) kämmt.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stellkolben (25) die Form einer Hülse aufweist, deren Außenfläche in der inneren Zylinderfläche eines Hydraulikzylinders geführt ist und deren Innenfläche die Führung für den ersten Stellkolben (24) bildet.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschläge für den zweiten Stellkolben (25) von den radialen Abschlußwänden (16, 17) des Hydraulikzylinders gebildet werden.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschläge für den ersten Stellkolben (24) von zwei radialen Wandungen (26, 27) des zweiten Stellkolbens (25) gebildet werden.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem ersten Stellkolben (24) verbundene Kolbenstange (22) durch eine (27) der radialen Wandungen (26, 27) des zweiten Stellkolbens (25) und eine (17) der radialen Abschlußwände (16, 17) des Hydraulikzylinders hindurchtritt.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Durchtritt der Kolbenstange (22) gegenüberliegende radiale Wandung (26) des zweiten Stellkolbens (25) im wesentlichen geschlossen ist.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er drei Steuerdruckanschlüsse (18, 19, 20) aufweist.
Stellantrieb (12) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steuerdruckanschluß (18) über Hydraulikkanäle (28, 29) mit dem Raum (30) verbunden ist, der durch die radiale Wand (27) des zweiten Stellkolbens (25) und die radiale Abschlußwand (17) des Hydraulikzylinders mit den Durchtritten für die Kolbenstange (22) begrenzt ist.
Stellantrieb (12) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Steuerdruckanschluß (19) über Hydraulikkanäle (35, 36, 37, 38) mit dem Raum (40) verbunden ist, der durch die radiale Wand (26) des zweiten Stellkolbens (25) ohne Durchtritt für die Kolbenstange (22) und durch den ersten Steuerkolben (24) begrenzt ist.
Stellantrieb (12) nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Steuerdruckanschluß (20) über Hydraulikkanäle mit dem Raum (41) verbunden ist, der durch die radiale Wand (26) des zweiten Stellkolbens (25) und die radiale Abschlußwand (16) des Zylinders jeweils ohne Durchtritt für die Kolbenstange (22) begrenzt ist.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einen permanenten Durchlaß (32, 33, 34) für Hydraulikflüssigkeit aufweist, der von der einen Seite der radialen Wand (27) des zweiten Stellkolbens (25) mit dem Durchtritt für die Kolbenstange (22) zur anderen Seite dieser Wand (27) führt.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine Steuerdruckanschlüsse (18, 19, 20) aus der Druckleitung des Hydraulikmotors (1) mit Hydraulikflüssigkeit gespeist werden.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor zur Erfassung des Betriebs des Hydraulikmotors (1) vorgesehen ist, der während des Motorbetriebs ein Verstellen des Stellantriebs (12) sperrt.
Stellantrieb (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenführung und die Anschläge (16, 17) für den zweiten Stellkolben (25) innerhalb eines dritten Stellkolbens angeordnet sind, der seinerseits in einer dritten Kolbenführung gegen zwei Anschläge verschiebbar geführt ist, die optional ihrerseits innerhalb eines gegen Anschläge verschiebbar geführten Kolbens angeordnet sind.