DE2815760C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Tagebaugroßgeräte, wie er im Oberbegriff des Patentanspruchs vorausgesetzt ist.The invention relates to a drive for large opencast mines, as it is assumed in the preamble of the claim.

In Maschinen- und Geräteantrieben treten im allgemeinen infolge von Massenwirkungen, periodisch übersetzenden Ge­ trieben und periodisch veränderlichen Arbeits- und Bewe­ gungswiderständen periodisch veränderliche Kräfte und Momente auf. So werden z. B. in Eimerkettenbaggern von der Eimerkette wegen des ungleichmäßigen Übersetzungsver­ hältnisses zwischen Eimerkette und Antriebsturas sowie infolge von Massenwirkungen und veränderlichen Grab- und Bewegungswiderständen periodisch veränderliche Momente in das Antriebssystem eingeleitet. Periodisch veränderliche Momente werden auch im Antrieb von Schaufelradbaggern auf Grund des periodischen Eingriffes der Graborgane in das Baggergut und infolge veränderlicher Grab- und Bewegungs­ widerstände verursacht.In machine and device drives generally occur due to mass effects, periodically translating Ge driven and periodically changing work and movement resistance and periodically changing forces and Moments on. So z. B. in bucket ladder excavators from the bucket chain because of the uneven translation ratio Relationship between bucket chain and drive turas as well due to mass effects and changing grave and Movement resistance periodically changing moments in initiated the drive system. Periodically changing Moments are also generated when driving bucket wheel excavators Because of the periodic intervention of the garden organs in the Dredged material and due to variable digging and movement resistance caused.

Diese periodisch veränderlichen Belastungen werden über die Elemente des Antriebes auf den Antriebsmotor und den Maschinen- bzw. Geräterahmen übertragen. Sie verursachen Torsionsschwingungen im Antriebssystem und damit verbunden zusätzliche dynamische Kräfte und Momente, die die Lebens­ dauer der Elemente des Antriebes verringern und ihre Lei­ stung begrenzen. Zur Verringerung der dynamischen Bela­ stung von Antrieben der beschriebenen Art sind Lösungen bekannt, die auf dem Prinzip der Schwingungstilgung durch Abstimmung der Federkonstanten, Massen- und Massenträg­ heitsmomente einzelner Elemente des Antriebes auf die Kreisfrequenz des periodisch veränderlichen Anteiles der Belastung des Antriebes beruhen. These periodically changing loads are over the elements of the drive on the drive motor and Transfer machine or device frame. They cause Torsional vibrations in the drive system and associated with it additional dynamic forces and moments that are life Reduce the duration of the drive elements and their lei limit. To reduce the dynamic Bela Drives of the type described are solutions known based on the principle of vibration damping Coordination of spring constants, mass and mass inertia moments of individual elements of the drive on the Angular frequency of the periodically changing part of the Based on the load on the drive.  

Für einen Antrieb eines Eimerkettenbaggers, der ein Um­ laufrädergetriebe mit elastisch im Geräterahmen abge­ stütztem Gehäuse enthält, wurde vorgeschlagen (nach DD-PS 65 161), die Abstützung des Getriebegehäuses durch geeignete Wahl der Federkonstanten der Stützfeder und ent­ sprechende Wahl des Masseträgheitsmomentes des Getriebe­ gehäuses so auszubilden, daß die Eigenkreisfrequenz dieses Teilsystems des Antriebes gleich oder ungefähr gleich der Kreisfrequenz des periodisch veränderlichen Anteils des Belastungsmomentes an der Turaswelle ist. Diese Lösung er­ fordert im allgemeinen einen sehr hohen Materialaufwand zur Realisierung des erforderlichen Masseträgheitsmomentes des Getriebegehäuses oder eine sehr weiche Abstützung des Getriebegehäuses im Geräterahmen, die konstruktiv nur mit großem Aufwand realisierbar ist, da über die Abstützung gleichzeitig das Reaktionsmoment infolge des Nennmomentes des Antriebes geleitet werden muß.For a drive of a bucket ladder excavator that a Um Impeller gearbox with elastic in the frame contains supported housing has been proposed (after DD-PS 65 161), the support of the gear housing suitable choice of the spring constants of the support spring and ent Descriptive choice of the moment of inertia of the gear Form housing so that the natural angular frequency of this Subsystem of the drive is the same or approximately the same Angular frequency of the periodically changing part of the Loading torque on the Turaswelle is. This solution he generally requires a very high cost of materials to realize the required moment of inertia of the gear housing or a very soft support of the Gearbox housing in the device frame, the design only with a great deal of effort can be achieved because of the support at the same time the reaction torque due to the nominal torque of the drive must be directed.

Als Weiterentwicklung des gleichen Grundprinzips wurde außerdem vorgeschlagen (gem. DE-OS 22 60 176 und DD-PS 1 00 302), zur Verringerung der Masse des Getriebegehäuses bei gleichem Masseträgheitsmoment an das Getriebegehäuse über ein zusätzliches Getriebe zusätzliche Schwungmassen so anzukoppeln, daß die Winkelgeschwindigkeit der Schwung­ massen größer als die Winkelgeschwindigkeit des elastisch abgestützten, pendelnden Getriebegehäuses ist. Diese Lösung besitzt den Nachteil, daß das zusätzliche Getriebe infolge der kinematisch notwendigen Geometrie seiner Bauteile (Verzahnung der Zahnräder) und der konstruktionsbedingten Spiele, die zusammen die Wirkung einer nicht linearen Feder mit Spiel ergeben, den Tilgereffekt weitgehend einschränkt oder vollständig aufhebt.As a further development of the same basic principle also proposed (according to DE-OS 22 60 176 and DD-PS 1 00 302), to reduce the mass of the gearbox at the same moment of inertia to the gearbox additional flywheels via an additional gear couple so that the angular velocity of the swing mass greater than the angular velocity of the elastic supported, oscillating gear housing. This solution has the disadvantage that the additional gear as a result the kinematically necessary geometry of its components (Toothing of the gears) and the design-related Games that combine the effect of a non-linear spring result with play, largely limits the absorber effect or completely cancel.

Für Antriebe mit Standgetrieben wurde vorgeschlagen, das Getriebegehäuse im Maschinengestell drehbar zu lagern und über zusätzliche Zahnräder und Federn im Gehäuse dreh­ elastisch abzustützen (SU-PS 3 36 452). For drives with stationary gearboxes, it was proposed that Gearbox housing in the machine frame rotatably and via additional gears and springs in the housing supported elastically (SU-PS 3 36 452).  

Es ist außerdem eine Lösung für einen Antrieb mit einem mehrstufigen Standgetriebe bekannt, bei dem zwischen die letzte und vorletzte Getriebestufe ein Differentialge­ triebe zwischengeschaltet wurde, an dessen dritte Welle eine lineare bzw. nicht lineare im Maschinengestell abge­ stützte Feder angeschlossen wurden (DD-PS 1 07 739). Beide Lösungen erfordern einen hohen zusätzlichen kinema­ tischen Aufwand (zusätzliche Zahnradgetriebe) für die Rea­ lisierung eines vollständigen oder teilweisen Tilger­ effektes.It is also a solution for a drive with one multi-stage stationary transmission known, in which between the last and penultimate gear stage a Differentialge drives was interposed, on its third shaft a linear or non-linear abge in the machine frame supported spring were connected (DD-PS 1 07 739). Both solutions require a high additional kinema table effort (additional gear drives) for the Rea Complete or partial repayment effective.

Sie besitzen außerdem den Nachteil, daß über die zusätz­ lich angeordneten elastischen Elemente gleichzeitig das Reaktionsmoment des Getriebes infolge des von ihm über­ tragenden Nennmomentes geleitet werden muß. Auf Grund dieses Nachteiles lassen sich die vorstehend beschriebenen Lösungen bei Antrieben mit hoher Leistung, wie z. B. in Tagebaugroßgeräten, mit den bisher bekannten technischen Mitteln nicht mehr realisieren.They also have the disadvantage that the additional Lich arranged elastic elements at the same time Reaction torque of the gearbox as a result of it bearing nominal torque must be conducted. Because of this disadvantage can be described above Solutions for drives with high performance, such as B. in Opencast mining equipment, with the previously known technical No longer realize funds.

Auch die nach der GB-PS 10 77 102 bekannte ringförmige aus­ gebildete Tilgermasse führt in der Anordnung an Flieh­ kraftpendeln bei größeren Leistungen zu technisch nicht realisierbaren Feder- und Massengrößen, weil diese An­ ordnung an stationären und Drehschwingungen ausführenden Bauteilen eines insgesamt beweglichen Maschinensystems vorgesehen ist.Also known from the GB-PS 10 77 102 ring-shaped The absorber mass formed leads to fleeing in the arrangement power oscillation for larger capacities is not too technical feasible spring and mass sizes because these are order on stationary and torsional vibrations Components of an overall movable machine system is provided.

Die weiterhin bekannten Schwingungstilger nach den Ver­ öffentlichungen der FR-PS 7 40 766, US-PS 22 11 076 und US-PS 23 48 941 sind aus mehreren Einzelmassen aufgebaut, die am Umfang von im primären Leistungsfluß umlaufenden Bauteilen angeordnet sind. Diese Ausbildungen führen eben­ so zu nicht realisierbaren Feder- und Massengrößen, wenn sie für Antriebe mit größeren Antriebsleistungen verwendet werden sollen.The still known vibration damper after the Ver Publications of FR-PS 7 40 766, US-PS 22 11 076 and US-PS 23 48 941 are made up of several individual masses, those in the scope of those circulating in the primary power flow Components are arranged. These training courses lead so to unrealizable feather and mass sizes, if they are used for drives with larger drive powers should be.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, die Feder- und Massen­ größen eines Schwingungstilgers für größere Antriebslei­ stungen von Tagebaugroßgeräten zu minimieren und damit eine leichtere und ökonomischere Bauweise derartiger Antriebs­ systeme bei gleichzeitiger Erhöhung ihrer Zuverlässigkeit zu erreichen.The invention is therefore aimed at the spring and mass sizes of a vibration damper for larger drive types to minimize the requirements of large open-cast mining equipment and thus a  lighter and more economical construction of such drive systems while increasing their reliability to reach.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen An­ trieb für Tagebaugroßgeräte mit einem Rahmen, einem An­ triebsmotor, einem periodisch veränderlichen Belastungen ausgesetzten Arbeitsorgan, einem zwischen Antriebsmotor und Arbeitsorgan geschalteten Umlaufrädergetriebe, dessen Gehäuse elastisch am Rahmen abgestützt ist, und mit einem Schwingungstilger so auszubilden und anzuordnen, daß mit minimalen Zusatzmassen die periodisch veränderlichen An­ teile der äußeren Belastung derartiger Antriebe weit­ gehend getilgt werden.The invention is therefore based on the object Driven for large opencast mining equipment with a frame, an on drive motor, a periodically changing loads exposed working organ, one between the drive motor and working organ switched planetary gear, whose Housing is supported elastically on the frame, and with a Train and arrange vibration absorbers so that with minimal additional masses the periodically changing An parts of the external load of such drives far are going to be repaid.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schwingungstilger eine ringförmige Tilgermasse aufweist, die am Umfang des Gehäuses des Umlaufrädergetriebes um dieses herum drehbar gelagert und gegen dieses über ela­ stische Elemente abgestützt ist.The object is achieved in that the Vibration damper has an annular absorber mass, around the circumference of the housing of the epicyclic gear this is rotatably supported and against it via ela Stical elements is supported.

Durch die Anordnung des Schwingungstilgers in einem lei­ stungslosen Nebenzweig des Systems werden seine Federkon­ stanten und seine Massen bzw. Masseträgheitsmomente im Vergleich zu den bisher bekannten Lösungen klein, da die Bauteile des Schwingungstilgers nicht an der Übertragung der Nutzleistung des Antriebes bzw. an der Übertragung des aus der Nutzleistung resultierenden Stützmomentes be­ teiligt sind.By arranging the vibration damper in a lei steadfast secondary branch of the system will be its spring cones stanten and its masses or moments of inertia in Small compared to the previously known solutions because the Components of the vibration damper not on the transmission the useful power of the drive or the transmission of the support torque resulting from the net power are divided.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel des Antriebes der Eimerkette eines Eimerkettenbaggers näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is illustrated below using the example of the drive the bucket chain of a bucket chain excavator explained in more detail. In the accompanying drawings:

Fig. 1 und Fig. 2 das kinematische Schema in zwei Ansichten. Fig. 1 and Fig. 2, the kinematic scheme in two views.

Der Antrieb des Eimerkettenbaggers besteht aus dem An­ triebsmotor 1, dem Vorgelegegetriebe 2, einem Umlaufräder­ getriebe und der Turaswelle 11 mit dem Kettenturas 12, der mit der Eimerkette 13 in Eingriff steht. Das Umlaufräder­ getriebe ist aus dem Sonnenrad 4, den Planetenrädern 5, die auf dem Steg 19 gelagert sind, und dem innenverzahnten Rad 6 aufgebaut. Das Gehäuse 3 des Umlaufrädergetriebes, das mit dem Rad 6 fest verbunden ist, wird über die Feder 10 elastisch im Rahmen des Baggers abgestützt. Um das Gehäuse 3 ist ringförmig die Tilgermasse 8 angeordnet, die in Rollen 9 auf dem Gehäuse 3 gelagert und mit Federn 14 elastisch gegen das Gehäuse 3 abgestützt ist. Die Tilger­ masse 8 bildet zusammen mit den Federn 14 den Schwingungs­ tilger, der durch das periodisch veränderliche Belastungs­ moment an der Turaswelle 11 zu Zwangsschwingungen erregt wird, deren Amplituden mit der Erregung in Gegenphase liegen, so daß der periodisch veränderliche Anteil des Belastungsmomentes ganz oder teilweise getilgt wird.The drive of the bucket chain excavator consists of the drive motor 1 , the countershaft transmission 2 , a planetary gear and the Turaswelle 11 with the chain turas 12 , which is in engagement with the bucket chain 13 . The planetary gear is made up of the sun gear 4 , the planet gears 5 , which are mounted on the web 19 , and the internally toothed gear 6 . The housing 3 of the epicyclic gear, which is firmly connected to the wheel 6 , is elastically supported by the spring 10 in the frame of the excavator. The damper mass 8 is arranged in a ring around the housing 3 , which is mounted in rollers 9 on the housing 3 and is elastically supported against the housing 3 by springs 14 . The absorber mass 8 forms together with the springs 14, the vibration tilger, which is excited by the periodically changing load moment on the Turaswelle 11 to forced vibrations, the amplitudes of which are in phase opposition with the excitation, so that the periodically variable portion of the loading moment is wholly or partially is repaid.

Claims (1)

Antrieb für Tagebaugroßgeräte mit einem Rahmen, einem Antriebsmotor, einem periodisch veränderlichen Belastungen ausgesetzten Arbeitsorgan, einem zwischen Antriebsmotor und Arbeitsorgan geschalteten Umlaufrädergetriebe, dessen Gehäuse elastisch am Rahmen abgestützt ist, und mit einem Schwingungstilger, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger eine ringförmige Tilgermasse aufweist, die am Umfang des Gehäuses des Umlaufräderge­ triebes um dieses herum drehbar gelagert und gegen dieses über elastische Elemente abgestützt ist.Drive for large open-cast mining equipment with a frame, a drive motor, a work organ that is subject to periodically changing loads, a planetary gear mechanism connected between the drive motor and work organ, the housing of which is elastically supported on the frame, and with a vibration damper, characterized in that the vibration damper has an annular absorber mass which on the circumference of the housing of the Umtriebradge gear rotatably mounted around this and is supported against this via elastic elements.