DE2901560B1

DE2901560B1 - Untersetzungsgetriebe fuer eine Baggerpumpe

Info

Publication number: DE2901560B1
Application number: DE2901560A
Authority: DE
Inventors: Bernd Ing Schuhmann
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1979-01-12
Filing date: 1979-01-12
Publication date: 1980-01-31
Also published as: NL7908308A; BE881059A; US4311066A; DE2901560C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe für eine Baggerpumpe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Beim Betrieb derartiger Baggerpumpen müssen verschiedene Pumpendrehzahlen gefahren werden können. So sind einmal während des Saugens verschiedene Drehzahlen nötig, wenn sich die Bodenzusammensetzung und damit die Dichte des Fördergutes ändert. Zum anderen ist zum Fortpumpen des gebaggerten Gutes eine andere Drehzahl erforderlich als beim Saugen. Saugen und Pumpen mit der gleichen Pumpe geschieht durch das Schalten von Ventilklappen in den Rohrleitungen. Bisher waren für diese verschiedenen Betriebszustände in der Regel Baggerpumpen mit Mehrgang-Schaltgetrieben in Verwendung, die meist im Stillstand zu schalten waren. Vor dem Umschalten mußten die Saug- und Druckleitungen vom Fördergut durch einen Spülvorgang entleert werden, damit das Fördergut während des Stillstandes nicht in den Rohren anbackte und diese verstopfte. Die stufenlose Pumpendrehzahlregulierung bei Baggerpumpen ist jedoch bereits bekannt, sie war jedoch bisher nur über den direkten regelbaren hydrostatischen Antrieb, durch eine elektromotorische Regelung oder durch eine Regelung mittels Rutschkupplungen möglich. Alle diese Möglichkeiten hatten den Nachteil großer Verluste, die je nach Art der Regelung bis zu 20% betragen konnten.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Untersetzungsgetriebe der bezeichneten Art eine verlustarme stufenlos einstellbare mechanische Drehzahlregulierung für eine Baggerpumpe zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird daher das Untersetzungsgetriebe für eine Baggerpumpe gemäß dem im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 niedergelegten Merkmalen ausgestaltet.

Die Erfindung macht sich den an sich bekannten Planetenüberlagerungstrieb zunutze, der jedoch erst durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und An-Ordnung die bei der Baggerpumpe auftretenden Probleme voll bewältigen kann.

Auf Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen wird verwiesen.

Durch die Erfindung wird ein Untersetzungsgetriebe für eine Baggerpumpe geschaffen, die sich durch geringe Verlustleistungen auszeichnet, da nur ein geringer Teil der Antriebsleistung von der schnellaufenden Antriebswelle abgezweigt und in den Regelkreislauf geführt wird. So sind auch die auftretenden Verluste entsprechend klein. Die wesentliche Charakteristik eines mechanischen Untersetzungsgetriebes und dessen Robustheit bleibt erhalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Abbildung beschrieben, die in schematischer Darstellung ein Untersetzungsgetriebe zeigt.

Das dargestellte Untersetzungsgetriebe enthält in einem Getriebegehäuse 18 ein Planetengetriebe, bestehend aus einem Zentralrad 22, mehreren gleichmäßig auf den Umfang verteilten Planetenrädern 21 und einem Hohlrad 6. Das Hohlrad 6 hat einen Innenzahnkranz 15, in dem sich die Planetenräder 21 abwälzen. Das Zentralrad 22 sitzt auf einer Antriebswelle 3, die mit dem nichtdargestellten Antriebsmotor der Baggerpumpe verbunden wird. Ein die Planetenräder 21 tragender Planetensteg 19, der wie die Antriebswelle 3 zweifach im Getriebegehäuse 18 gelagert ist, ist mit einer Abtriebswelle 7 verbunden. Die Abtriebswelle 7 des Untersetzungsgetriebes dient unmittelbar dem Antrieb der nichtdargestellten Pumpenwelle.

Das Hohlrad 6 ist über einen entsprechenden Rotationskörper 20 auf dem Planetensteg 19 frei drehbar gelagert. Das Hohlrad 6 enthält außerdem einen Außenzahnkranz 16, der mit einem Zahnrad 17 im Zahneingriff steht. Das Zahnrad 17 sitzt auf einer im Getriebegehäuse 18 gelagerten Welle S, die über eine Zahnradstufe 26,26 kinematisch mit einer weiteren Welle 13 verbunden ist. Die Zahnradstufe 25, 26 hat lediglich den Zweck, den Abstand der weiteren Welle 13 von der Antriebswelle 3 zu vergrößern.

Die weitere Welle 13 trägt auf der rechten Seite eine Bremse 8 und außerhalb des Getriebegehäuses 18 einen Drehzahlwächter 12, hier in Form eines

ORIGINAL INSPECTED

Fliehkraftschalters, und ist auf der linken Seite über eine Kupplung 10 an einen hydraulischen Motor 4 angeschlossen. Zwischen der Kupplung 10 und dem hydraulischen Motor 4 ist noch · eine federbelastete Bremse 9 vorgesehen. Der hydraulische Motor 4 ist ein sogenannter Konstantmotor, dessen Drehzahl über die Druckölmenge regelbar ist. Durch Umkehrung des Druckölstromes läßt sich auch dessen Drehrichtung ändern. Die Druckölversorgung für den hydraulischen Motor 4 liefert eine Verstellpumpe 1, deren Antrieb über eine Stirnradstufe 23, 24, 2 von der Antriebswelle 3 abgezweigt ist. Die hydraulische Verstellpumpe 1 ist über entsprechende Druckölleitungen 29, 30 mit dem hydraulischen Motor 4 verbunden. Durch ein gestrichelt gezeichnetes Kästchen 31 sind Einrichtungen zur Überwachung des Druckölkreislaufs angedeutet. Eine Zweigleitung 32 des Druckölkreislaufes führt zur Bremse 9 und schaltet diese während des Normalbetriebes gegen die Wirkung einer Druckfeder 33 ab.

Neben dem Druckölkreislauf für die Verstellpumpe 1 und den hydraulischen Motor 4 ist eine weitere Druckmittelquelle vorgesehen, die durch eine Leitung 27 angedeutet ist. Die Leitung 27 führt durch die weitere Welle 13 in den Drehzahlwächter 12, der ein Ventil 11 enthält, das bei Überschreiten einer oberen Grenzdrehzahl öffnet und damit das Druckmittel durch die Verbindungsleitung 28 zu einem Wegeventil 34 fließen läßt und dieses schaltet. Das Wegeventil 34 gibt über eine Rohrleitung 36 einen Schaltölstrom - herrührend von einer Pumpe 35 - frei, der die Bremse 8 beaufschlagt.

Im nachfolgenden werden die wesentlichen Funktionsmerkmale der erfindungsgemäßen Ausführung beschrieben.

Im störungsfreien Normalbetrieb sind die Bremsen 8 und 9 gelüftet, die Kupplung 10 ist eingeschaltet. Die Antriebswelle 3 treibt über das Zentralrad 22 den Planetensteg 19 und damit die Abtriebswelle 7 an. Drehmomentenstütze für das Hohlrad 6 ist dabei das Zahnrad 17, über das eine positive oder negative Drehzahl in das Hohlrad 6 eingebracht werden kann. Die Drehrichtung hängt dabei von der Schwenkrichtung, die Drehzahl vom Schwenkwinkel der Verstellpumpe 1 ab. Der hydraulische Motor 4 kann also durch das Verstellen der Verstellpumpe 1 in beiden Drehrichtungen stufenlos geregelt werden.

Ein möglicher Havariefall ist das Blockieren der Baggerpumpe. In diesem Falle wird das Planetengetriebe zu einem normalen Standgetriebe mit der Untersetzung Hohlradzähnezahl/Zentralradzähnezahl. In diesem Falle treibt die Antriebswelle 3 über das Hohlrad 6 und die Getriebestufe 25,26 den hydraulisehen Motor 4 an. Der hydraulische Motor 4 würde dann mit einem Vielfachen seiner zulässigen Maximaldrehzahl drehen. Dieses unzulässige Hochlaufen gilt es zu verhindern. Für diesen Zweck ist der Drehzahlwächter 12 vorgesehen, der bei Erreichen einer oberen Grenzdrehzahl das Ventil 11 öffnet und einen Steuerölstrom freigibt. DerSteuerölstrom fließt durch die Leitung 27 zu dem selbsthaltenden Wegeventil 34, das einen Schaltölstrom — herrührend von der Getriebepumpe 35 - freigibt, der die Bremse 8 beaufschlagt und die Welle 13 bis zum Stillstand abbremsen läßt. Als weitere oder zusätzliche Sicherung kann auch in den Druckölkreislauf, z. B. in dem Kästchen 31 ein Druckaufnehmer vorgesehen sein, der den Druckanstieg beim Hochlaufen des Motors 4 aufnimmt und als Impuls für das Einschalten der Bremse 8 verwertet.

Weiterhin gilt es, ein Hochlaufen des hydraulischen Motors 4 beim Ausfall seines Druckölkreislaufs zu verhindern. In diesem Falle wird, wie eben beschrieben, die weitere Welle 13 über die Bremse 8 festgehalten. Als zusätzliche Sicherung ist hier die fliehkraftbetätigte Kupplung 10 vorgesehen, so daß bei einer hohen Drehzahl der weiteren Welle 13 eine Fliehkraftentkupplung stattfindet. Diese Kupplung trennt bei der oberen Grenzdrehzahl den hydraulischen Motor 4 ab. Anstelle der Fliehkraftentkupplung kann auch eine hydraulisch betätigte Entkupplung ausgeführt werden. Bei Ausfall des Öldruckes wird zusätzlich über einen Druckwächter die Bremse 8 betätigt. Die Bremse 9 ist hier als federbelastete Bremse ausgeführt, die durch den Öldruck im Druckölkreislauf des hydraulischen Motors 4 gelüftet ist. Bei Ausfall des Öldruckes tritt die Bremse 9 automatisch in Tätigkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Untersetzungsgetriebe für eine Baggerpumpe, bei dem die mit der Pumpenwelle zu verbindende Abtriebswelle über ein Planetengetriebe mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei die Abtriebswelle an den Planetensteg des Planetengetriebes angeschlossen ist, die Antriebswelle das Zentralrad des Planetengetriebes treibt und das Hohlrad über eine Drehmomentenstütze mit dem Getriebegehäuse verbindbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) als Drehmomentstütze ist ein auf einer im Getriebegehäuse (18) gelagerten Welle (5) befestigtes Zahnrad (17) vorgesehen, welches mit einem Außenzahnkranz (16) des Hohlrades (6) im Zahneingriff steht,

b) die Welle (5) ist kinematisch einerseits an einen drehzahlregelbaren hydraulischen Motor (4) und andererseits an eine lüftbare Bremse

(8) angeschlossen,

c) zum Antrieb des hydraulischen Motors (4) ist eine umkehrbare Verstellpumpe (1), deren Antrieb kinematisch von der Antriebswelle (3) abgezweigt ist, am Getriebegehäuse (18) befestigt und über Druckleitungen (29, 30) mit dem Motor (4) verbunden.

2. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale:

d) in der kinematischen Verbindung zwischen der Welle (5) und dem hydraulischen Motor

(4) ist eine unterhalb einer oberen Grenzdrehzahl der Welle (S) eingeschaltete Kupplung (10) vorgesehen,

e) es ist ein die obere Grenzdrehzahl der Welle

(5) erfassender Drehzahlwächter (12) vorgesehen, der nach dem Erreichen der oberen Grenzdrehzahl die Bremse (8) in Bremsstellung hält.

3. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Merkmale:

f) in der kinematischen Verbindung der Welle (5) mit dem hydraulischen Motor (4) ist zwischen der Kupplung (10) und dem hydraulischen Motor (4) eine federbelastete Bremse

(9) angeordnet, die durch den Öldruck der Verstellpumpe (1) gegen die Wirkung der Feder (33) ausgeschaltet ist.