DE3323250C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe entsprechen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Ein solches mit Überlastsicherung versehenes Getrie­ be ist aus der DE-OS 30 43 237 bekannt. Zur Messung des Drehmomentes am Getriebeausgang bzw. des Lastzustandes der Hobelkette werden Dehnungsmeßstreifen verwendet, die an der Ausgangswelle des Getriebes angeordnet sind. Die elektrischen Ausgangssignale der von den Dehnungsmeß­ streifen gebildeten Meßeinrichtung werden zur Betäti­ gung der am Getriebe angebauten Überlastkupplung im Sin­ ne einer Überlastsicherung herangezogen. Dabei muß die Meßwertübertragung mit Hilfe von Schleifringen bewirkt werden. Eine elektronische Steuervorrichtung steuert die hydraulisch lüftbare Überlastkupplung über ein Magnetven­ til. Die für die Schaltung der Überlastkupplung dienen­ de Druckflüssigkeit wird über eine Drehdurchführung der Kupplungswelle von außen zugeführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäße Getriebe so auszubilden, daß auf die Verwendung der dem Verschleiß un­ terworfenen Schleifringe zur Meßwertübertragung und bei Verwendung einer hydraulisch schaltbaren Überlast­ kupplung auf eine aufwendige Drehdurchführung verzich­ tet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Getriebe eine Planetengetriebestufe aufweist, de­ ren im Betrieb stillstehendes Getriebeteil über eine Verzahnung mit dem bei gelüfteter Überlastkupplung frei drehbar gelagerten Umlaufteil der Überlastkupplung ge­ trieblich gekoppelt ist, deren Gegenkupplungsteil durch das als Halteorgan dienende Meßglied gegen Drehung ge­ halten ist.

Bei dieser Ausgestaltung des Getriebes und seiner Über­ lastsicherung ist demgemäß das Meßglied dem im Betrieb stillstehenden Teil der als Bremse wirkenden Überlast­ kupplung zugeordnet, so daß auf die Verwendung von Schleifkontakten für die Übertragung der elektrischen Meßsignale zugunsten einer einfachen Leitungsverbindung verzichtet werden kann. Zugleich ergibt sich bei Ver­ wendung einer elektrohydraulisch betätigten Überlastkupp­ lung die Möglichkeit, die Zuführung der die Schaltung der Kupplung bewirkenden Druckflüssigkeit über eine an dem stillstehenden Gegenkupplungsteil angeordnete Lei­ tungsverbindung zu bewirken, so daß von einer aufwendi­ gen Drehdurchführung abgesehen werden kann. Die Last­ messung durch das Meßglied erfolgt über die Haltekraft, mit der das im Betrieb stillstehende Getriebeteil der Planetengetriebestufe gehalten wird. Das stillstehende Getriebeteil der Planetengetriebestufe kann der Plane­ tenträger sein; vorzugsweise wird es aber durch das Hohl­ rad der Planetengetriebestufe gebildet, welches eine Außenverzahnung für die getriebliche Kopplung mit dem Umlaufteil der Überlastkupplung aufweist. Das Umlauf­ teil der Überlastkupplung ist hierbei zweckmäßig als eine mit Außenverzahnung versehene Bremstrommel aus­ gebildet, die, vorzugsweise über ein Zwischenrad, mit dem stillstehenden Getriebeteil der Planetengetriebe­ stufe gekoppelt ist.

Das Meßglied erlaubt im Betrieb eine Drehmomentenmessung mit hoher Genauigkeit. Dies läßt sich mit Hilfe von am Meßglied angeordneten Dehnungsmeßstreifen erreichen. Das Meßglied besteht vorzugsweise aus ei­ nem einfachen Meßbolzen, der mit den Dehnungsmeß­ streifen belegt ist. Das Meßglied bzw. der Meßbolzen ist dabei zweckmäßig in einer Aufnahmekammer leicht aus­ wechselbar angeordnet, die sich an einer leicht zu­ gänglichen Stelle des Getriebes bzw. seines Gehäuses befindet. Dabei kann das Meßglied bzw. der Meßbolzen zugleich als ein die Aufnahmekammer verschließendes Verschlußstück ausgebildet sein, welches sich z. B. mit­ tels eines Gewindes in der Aufnahmekammer festlegen läßt.

Bei einer baulich vorteilhaften Ausgestaltungsform weist das Gegenkupplungsteil der Überlastkupplung einen Flansch auf, der an seinem Umfang mit einer sich gegen das Meß­ glied unmittelbar oder mittelbar über ein Zwischenglied abstützenden Anschlagfläche versehen ist. Das Zwischen­ glied kann aus einem einfachen Druckbolzen bestehen, der die Aufnahmekammer abdichtet, so daß beim Auswechseln des Meßgliedes kein Öl aus dem die Überlastkupplung auf­ nehmenden Gehäuse entweichen kann.

Wie erwähnt, wird für die Überlastkupplung bevorzugt eine elektrohydraulische Kupplung verwendet, die sich im Überlastfall praktisch verzögerungsfrei schalten läßt.

Um die Ansprechzeit der Überlastsicherung auf einen Wert von möglichst unter etwa 25 Millisekunden zu halten, wird zur Betätigung der Überlastkupplung zweck­ mäßig ein Magnetventil verwendet, dessen Schaltzeit höchstens etwa 20 Millisekunden, vorzugsweise jedoch unter 10 Millisekunden, beträgt. Solche kurzen Schalt­ zeiten weisen bekannte magnetisch betätigte Servoven­ tile mit hydraulischer Vorsteuerstufe auf. Diese Ven­ tile arbeiten mit einem Null-Durchfluß, d. h. mit einem ständigen Flüssigkeitsumlauf in der Schließstellung. Dieser Null-Durchfluß kann zur Aufrechterhaltung eines Druckmittelumlaufs in dem den Druckraum der Überlast­ kupplung einschließenden hydraulischen System ausge­ nutzt werden, wodurch das hydraulische System unter ei­ ner vorbestimmten Vorspannung gehalten wird, welche die Ansprechzeit der Überlastkupplung weiter vermindert.

Die Überlastkupplung besteht zweckmäßig aus einer elek­ trohydraulisch lüftbaren Lamellenkupplung. Das gegen das Meßglied abgestützte Gegenkupplungsteil weist hier­ bei als hydraulische Leitungsverbindung zu dem Druckraum der Kupplung führende Kanäle auf. Im übrigen empfiehlt es sich, die Überlastkupplung im Getriebegehäuse oder einem Anbauge­ häuse desselben anzuordnen, welches die Aufnahmekammer für das Meßglied aufweist.

Insbesondere bei einem in der Drehrichtung reversier­ baren Antrieb wird die Anordnung zweckmäßig so getrof­ fen, daß das Gegenkupplungsteil der Überlastkupplung durch zwei diametral gegenüberliegende Meßglieder gegen Drehung in beiden Drehrichtungen gehalten wird.

Das erfindungsgemäße Getriebe besteht zweckmäßig aus einem Stirnrad­ getriebeteil und einer Planetengetriebestufe die den Getriebeausgang oder den Getriebeeingang bildet.

Das Stirnradgetriebeteil und die Planetengetriebestufe sind in einem gemeinsamen Getriebegehäuse mit der Über­ lastkupplung zu einer kompakten Baueinheit vereinigt.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Getriebe mit Überlastkupplung im Horizontalschnitt;

Fig. 2 in schematischer Vereinfachung die Planetengetriebestufe mit der zuge­ ordneten Bremstrommel und dem als Meß­ bolzen ausgebildeten Meßglied;

Fig. 3 eine Teilansicht des Meßgliedes mit den daran angeordneten Dehnungsmeß­ streifen in Draufsicht.

Das dargestellte Getriebe 1 ist bevorzugt für Kettenan­ triebe und insbesondere zur Verwendung für den Antrieb eines kettengezogenen Kohlenhobels oder für Kettenkratz­ förderer bestimmt, wie sie vor allem in Bergbau-Unter­ tagebetrieben zum Einsatz kommen. Das Getriebe 1 weist in einem gemeinsamen Getriebegehäuse 2 ein Stirnradge­ triebeteil 3 und eine ihm nachgeschaltete Planetengetrie­ bestufe 4 auf. Die Eingangswelle des Getriebes ist mit 5 und seine Ausgangswelle mit 6 bezeichnet. Mit der Aus­ gangswelle 6 ist bei einem Hobelantrieb das Hobelketten­ rad verbunden.

Der Getriebezug des Stirnradgetriebeteils 3 umfaßt Stirn­ räder 7, 8, 9 und 10. Das Stirnrad 7 sitzt auf der im Getriebegehäuse 2 gelagerten Eingangswelle 5, während das Stirnrad 10 auf einer zu der Ausgangswelle 6 des Getriebes axial fluchtenden Welle 11 angeordnet ist. Mit der Welle 11 ist eine Welle 12 drehschlüssig ver­ bunden, die das Sonnenrad 13 der Planetengetriebestufe 4 trägt. Mit dem Sonnenrad 13 kämmen drei Planetenrä­ der 14, die an einem gemeinsamen Planetenradträger 15 auf Achsen 16 drehbar gelagert sind. Die Planetenrä­ der 14 stehen im Zahneingriff mit dem das Sonnenrad 13 koaxial umschließenden Hohlrad 17, welches mit einer Innenverzahnung 18 für den Eingriff der Planetenräder 14 und mit einer Außenverzahnung 19 versehen ist. Der Planetenträger 15 trägt die Ausgangswelle 6 des Ge­ triebes 1.

Im Getriebegehäuse 2 ist seitlich neben der Planetenge­ triebestufe 4 eine als Bremse arbeitende Überlastkupp­ lung 20 angeordnet. Diese besteht aus einer elektro­ hydraulisch schaltbaren Lamellenkupplung. Sie umfaßt ein im Getriebegehäuse frei drehbar gelagertes Umlaufteil 21 und ein koaxial in diesem angeordnetes Gegenkupp­ lungsteil 22. Zwischen dem Umlaufteil 21 und dem Gegen­ kupplungsteil 22 befindet sich in herkömmlicher Weise das Lamellenpaket 23, dessen Lamellen teils mit dem Um­ laufteil 21, teils mit dem Gegenkupplungsteil 22 dreh­ schlüssig, jedoch axial verschieblich, verbunden sind. Das Umlaufteil 21 ist nach Art einer Bremstrommel ausge­ bildet. Es weist eine Außenverzahnung 24 auf, mit der es mit dem im Betrieb stillstehenden Getriebeteil, näm­ lich dem Hohlrad 17, getrieblich gekoppelt ist. Wie Fig. 2 zeigt, erfolgt die getriebliche Kopplung über ein kleines außenverzahntes Zwischenrad 25, welches einerseits mit der Außenverzahnung 19 des Hohlrades 17 und andererseits mit der Außenverzahnung 24 des Umlauf­ teils 21 der Überlastkupplung kämmt. Das Umlaufteil 21 bzw. die Bremstrommel ist in Lagern 41 im Getriebege­ häuse gelagert. Das Gegenkupplungsteil 22 sitzt auf einem Wellenzapfen 26, der in Lagern 27 und 28 ge­ lagert ist und einen Flansch 29 trägt. Der Flansch 29 weist am Umfang eine Ausnehmung mit einer radialen An­ schlagfläche 30 auf.

Das Gehäuse 2 des Getriebes 1 ist am Umfang des Flan­ sches 29 mit einer aus einer Bohrung bestehenden Auf­ nahmekammer 31 für ein Meßglied 32 versehen, welches, wie vor allem in Fig. 2 gezeigt, als Meßbolzen ausge­ bildet ist, der an einem im Durchmesser verjüngten Bol­ zenabschnitt 33 mindestens einen Dehnungsmeßstreifen 34, hier vier diagonal zur Bolzenachse stehende Dehnungs­ meßstreifen 34, trägt. Der im Durchmesser stärkere Bol­ zenteil ist mit einem Gewinde 42 versehen und in das Innengewinde der Aufnahmekammer 31 von außen eingeschraubt. Auf diese Weise ist das Meßglied 32 in der Aufnahmekam­ mer 31 festgelegt und letztere nach außen verschlossen. Das Meßglied bildet demgemäß zugleich ein Verschluß­ stück für die Aufnahmekammer.

Die Aufnahmekammer setzt sich axial nach innen in eine Bohrung fort, die als Zwischenglied 35 einen Druckbolzen aufnimmt, der sich mit seinem einen Ende gegen die An­ schlagfläche 30 des Flansches 29 und mit seinem anderen Ende gegen das Meßglied 32 abstützt. Das Meßglied 32 und das Zwischenglied 35 sind etwa tangential zu dem Flansch 29 ange­ ordnet. Bei geschlossener Überlastkupplung 20 stützt sich das Gegenkupplungsteil 22 über das Zwischenglied 35 gegen das Meßglied 32 ab. Damit ist bei geschlossener Überlastkupplung auch das Hohlrad 17 gegen Drehung ge­ halten.

Bei einem in der Drehrichtung reversierbaren Antrieb kön­ nen dem Flansch 29 auch zwei diametral gegenüberliegende Meßglieder 32 in der gezeigten Anordnung zugeordnet werden, so daß das Gegenkupplungsteil 22 und damit auch das Hohlrad 17 von den beiden bolzenartigen Meß­ gliedern gegen Drehung in beiden Drehrichtungen gehal­ ten wird.

Das Gegenkupplungsteil 22 trägt einen axial verschieb­ lichen Druckring 36, der sich gegen das Lamellenpaket 23 legt. Zwischen dem Druckring 36 und einem Ring­ flansch des Gegenkupplungsteils 22 befindet sich ein ringförmiger Druckraum 37, bei dessen Druckbeaufschla­ gung der Druckring 36 gegen die Rückstellkraft einer (nicht dargestellten) Schließfedervorrichtung axial ver­ stellt und damit die Überlastkupplung 20 gelüftet wird. Der Druckraum 37 ist über Kanäle 38 und 39 mit einer äußeren hydraulischen Druckmittelquelle verbun­ den. Die Kanäle 38 und 39 sind als Axial- und Radial­ bohrungen in dem Wellenzapfen 26 und dem darauf sitzen­ den nabenartigen Teil des Gegenkupplungsstücks 22 aus­ geführt.

Im Betrieb wird, wie oben ausgeführt, das Hohlrad 17 der Planetengetriebestufe 4 bei geschlossener Überlast­ kupplung 20 durch Abstützung an dem Meßglied 32 gegen Drehung gehalten. Über die am Meßglied 32 wirkende Hal­ tekraft wird die Last bzw. das Drehmoment am Getriebe­ ausgang 6 laufend gemessen. Die elektrischen Meßwerte werden über Leitungen 40 (Fig. 3), die aus der Aufnah­ mekammer 31 herausgeführt sind, einem Steuerglied in Gestalt einer (nicht dargestell­ ten) elektronischen Steuervorrichtung zugeführt, welche die Überlastkupplung 20 nach Maßgabe des am Getriebeaus­ gang wirkenden Drehmomentes steuert, derart, daß bei Überschreiten eines vorbestimmten Drehmomentes, z. B. bei einem Blockieren des Hobels, die Überlastkupplung 20 durch Umschalten eines der Überlastkupplung zugeordneten Magnetventils hydraulisch gelüftet wird, so daß nun­ mehr das Hohlrad 17 der Planetengetriebestufe 4 zu­ sammen mit dem Umlaufteil 21 der Überlastkupplung 20 frei umlaufen kann und damit der Getriebeausgang von dem Antrieb getrennt wird. Um möglichst kurze Schalt­ zeiten zu erreichen, besteht das Magnetven­ til vorzugsweise aus einem an sich bekannten Servoven­ til, dessen Schaltzeit höchstens etwa 20 Millisekun­ den, vorzugsweise jedoch unter 10 Millisekunden be­ trägt. Über die Kanäle 38 und 39 kann bei geschlos­ sener Überlastkupplung 20 ein ständiger Druckumlauf in dem die Druckkammer 37 einschließenden hydraulischen System erzielt werden, so daß das hydraulische System unter einer vorbestimmten Vorspannung gehalten wird. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, die Ansprechzeit der Überlastkupplung herabzusetzen.

Claims (13)

1. Getriebe für den Antrieb von Kohlenhobeln, Kettenkratzför­ derern und für sonstige Kettenantriebe mit einer Überlast­ sicherung, die ein durch den Kraftfluß im Getriebe bela­ stetes Meßglied aufweist, das in Abhängigkeit von der Last am Getriebeausgang eine den Getriebeausgang vom Getriebe­ eingang trennende Überlastkupplung über ein Steuerglied steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (1) eine Planetengetriebestufe (4) auf­ weist, deren im Betrieb stillstehendes Getriebeteil (17) über eine Verzahnung mit dem bei gelüfteter Überlastkupp­ lung (20) frei drehbar gelagerten Umlaufteil (21) der Über­ lastkupplung getrieblich gekoppelt ist, dessen Gegenkupp­ lungsteil (22) durch das als Halteorgan dienende Meßglied (32) gegen Drehung gehalten ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das im Betrieb stillstehende Getrie­ beteil des Hohlrad (17) der Planetengetriebestufe (4) ist, welches eine Außenverzahnung (19) für die getriebliche Kopplung mit dem Umlaufteil (21) der Überlastkupplung (20) aufweist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Umlaufteil (21) der Überlastkupplung als eine mit Außenverzahnung (24) verse­ hene Bremstrommel ausgebildet ist, die mit dem stillste­ henden Getriebeteil (17) der Planetengetriebestufe (4) gekoppelt ist.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Umlaufteil (21) der Überlast­ kupplung (20) über ein Zwischenrad (25) mit dem stillste­ henden Getriebeteil (17) der Planetengetriebestufe (4) gekoppelt ist.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Meßglied (32) aus einem mit Dehnungsmeßstreifen (34) versehenen Meßbolzen besteht.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Meßglied (32) bzw. der Meßbolzen in einer Aufnahmekammer (31) leicht auswechselbar angeordnet ist.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gegen­ kupplungsteil (22) einen Flansch (29) aufweist, der am Umfang eine sich gegen das Meßglied (32) unmittelbar oder mittelbar über ein Zwischenglied (35) abstützende Anschlagfläche (30) aufweist.

8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zwischenglied (35) aus einem Druckbolzen besteht.

9. Getriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Meß­ glied (32) zugleich als ein die Aufnahmekammer (31) ver­ schließendes Verschlußstück ausgebildet ist.

10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Über­ lastkupplung (20) aus einer elektrohydraulisch lüftbaren Lamellenkupplung besteht, und daß das gegen das Meßglied (32) abgestützte Gegenkupplungsteil (22) als hydraulische Leitungsverbindung zu dem Druckraum (37) der Überlastkupp­ lung führende Kanäle (38, 39) aufweist.

11. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Über­ lastkupplung (20) im Getriebegehäuse (2) oder einem Anbau­ gehäuse desselben angeordnet ist, welches die Aufnahmekam­ mer (31) für das Meßglied (32) aufweist.

12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gegen­ kupplungsteil (22) durch zwei diametral gegenüberliegende Meßglieder (32) gegen Drehung in beiden Drehrichtungen gehalten ist.

13. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß es aus einem Stirnradgetriebeteil (3) und einer ihm vor- oder nachgeschalteten Planetengetriebestufe (4) besteht.