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Antrieb für Stripperkran
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Stripperkrane mit einer Zange und einem sogenannten Druck- stempel. Von der Zange werden die Kokillen erfasst und durch den Druck des Stempels von den Blöcken abgezogen. Meist hat der Stempel auch die Zange zu steuern und muss daher bei jedem Arbeitshub einen relativ grossen Weg zurücklegen. Dabei muss der Druckstempel im Stande sein auf die in den Kokillen sitzenden Blöcke bedeutende Druckkräfte auszuüben, um die oft sehr fest sitzenden Kokillen abstreifen zu können. Diese Kräfte haben Werte von etwa 200 bis 300t und darüber je nach Grösse der betreffenden
Kokillen bzw. des Kranes.
Um derartige Kräfte aufzubringen, müssen bei bekannten Ausführungen von Antrieben für Stripperkrane auch bei kleinen Stempelgeschwindigkeiten und daher langsamer Arbeitsweise grosse starke Motoren vorgesehen werden, deren Leistung jedoch selten und dann nur kurzzeitig gebraucht wird.
Es ist ferner bekannt, zur Herabdrückung der Anlagekosten für den Stripperwerkantrieb Motoren mit möglichst hoher Drehzahl und grossem Schwungmoment zu wählen und auch noch zusätzliche Schwungmassen mit den Motoren zu verbinden. Durch diese Massnahmen ist es möglich, das elektrische Nenndrehmoment bzw. die Nennleistung verhältnismässig klein zu halten, weil dann die Stripperkräfte wäh- rend eines bei Belastung auftretenden Drehzahlabfalles dynamisch aufgebracht werden. Ähnliche Verhältnisse herrschen beispielsweise auch bei elektrisch angetriebenen Pressen oder Scheren mit Schwungrad.
Wenn das ersterwähnte vorwiegend statische Strippen den Nachteil einer grossen installierten Motorleistung mit sich bringt, so sind es bei vorwiegend dynamischem Strippen die nicht leicht zu beherrschenden Massenkräfte mit ihren schnellansteigenden Spitzenwerten, die stossartige Belastungen aller Teile verursachen. Der dynamische Strippdruck tritt ferner nur während des Drehzahlabfalles auf, dauert also um so kürzer, je stärker er ist. Demgegenüber muss ein statisch wirkender Strippdruck durch hohes Motordrehmoment in seiner Dauer grundsätzlich nicht begrenzt sein ; er kann also zügig ausgeübt werden.
Die Erfindung hat eine Antriebsanordnung für Stripperkrane mit Druckstempel, der mittels Spindel und Mutter gesenkt und gehoben wird zum Gegenstand, welche die Nachteile grosser Schwungmassen nicht besitzt und ohne grossen Aufwand bei Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit eine Herabsetzung der zu installierenden Strippermotorleistung gestattet.
Erfindungsgemäss ist zwischen dem oder den Antriebsmotoren und der Spindel ein Getriebe mit zwei wahlweise schaltbaren Untersetzungsstufen vorgesehen, wobei die Getriebestufe mit niederer Untersetzung entsprechend hoher Geschwindigkeit für Leerhub des Stempels und die Getriebestufe mit hoher Untersetzung für den Strippvorgang bestimmt ist und sind diese Untersetzungsstufen so gewählt, dass die Leergeschwindigkeit des Stempels um mindestens le über der Stempelgeschwindigkeit von Stripperkranen bekannter Bauart (z. B. 3m/min) und die Strippgeschwindigkeit um mindestens 1 Clo unter dieser Stempelgeschwindigkeit liegen.
Diese Anordnung bewirkt, dass die Leerhübe des Stempels, in welchen keine nennenswerten Antriebsmomente verlangt werden, mit grosser Geschwindigkeit zurückgelegt werden können, dass aber während des Strippens, wenn der Stempel erhebliche Druckkräfte auszuüben hat, infolge der dann zur Wirkung gelangenden hohen Untersetzung ein relativ geringes Motordrehmoment ausreicht. Man kommt also mit einem verhältnismässig schwach bemessenen Motor aus und gewinnt dabei noch den Vorteil, dass die Leerlaufzeiten des Stempels infolge der höheren Geschwindigkeit herabgesetzt werden.
Zweckmässig besitzt bei einem derartigen Antrieb mit einem Antriebsmotor das Getriebe eine mit dem Antriebsmotor gekuppelte Eingangswelle, auf welcher Welle zwei in an sich bekannter Weise fem-
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gesteuerte und gegenseitig verriegelte Schaltkupplungen angeordnet sind, von denen die eine den Kraft- fluss über die niedere Untersetzungsstufe des Getriebes und die andere den Kraftfluss über die hohe Unter- setzungsstufe des Getriebes leitet.
In einer andern Variante eines Antriebes mit einem Motor gemäss Erfindung besitzt das Getriebe eine mit dem Antriebsmotor gekuppelte Eingangswelle, auf welcher Welle eine in an sich bekannter Weise ferngesteuerte Schaltkupplung für den Kraftfluss über die hohe Untersetzungsstufe des Getriebes und eine
Rutschkupplung im Kraftfluss über die niedere Untersetzungsstufe angeordnet ist, derart, dass bei Schnell- gang die Schaltkupplung gelöst und beim Strippgang während gleichzeitigen Gleitens der Rutschkupplung angelegt ist. Gegenüber der vorerwähntenAusführungsform der Erfindung besteht hier der Vorteil, dass nur eine fernsteuerbare Kupplung vorhanden ist und damit auch die Steuerung einfacher wird, so dass mit geringeren Anlagekosten zu rechnen ist.
Als Nachteil muss hingegen angeführt werden, dass während des
Strippens die Rutschkupplung schleift und dabei Energie verlorengeht. In Anbetracht der kurzen Dauer des eigentlichen Strippvorganges lässt sich dieser Umstand jedoch in Kauf nehmen.
Anstatt durch Verwendung von zwei Spezialkupplungen bei Antrieb durch einen Motor lässt sich der Erfindungsgedanke auch in der Form verwirklichen, dass das Getriebe zwei besondere Eingangswellen für jede der beiden Untersetzungsstufen besitzt und jede dieser Eingangswellen von einem zugeordneten, wahlweise elektrisch schaltbaren Antriebsmotor angetrieben wird. Bei Einschaltung des Motors für die niedere Untersetzung entsprechend dem Schnellgang des Stempels läuft hier der andere Antriebsmotor für die hohe Untersetzung mit Überdrehzahl mit. Wegen der dabei auftretenden Fliehkraftbeanspruchung ist ein Spezialmotor erforderlich, der in Anbetracht der bei Elektromotoren der hier in Betracht kommenden Baugrösse üblichen Serienherstellung hohe Anschaffungskosten verursacht.
Bei einer günstigeren Weiterbildung des Antriebes mit zwei Motoren enthält erfindungsgemäss das Getriebe in der hohen Untersetzungsstufe eine in an sich bekannter Weise ferngesteuerte Schaltkupplung, durch welche die Drehmomentleitung vom Antriebsmotor über die Eingangswelle nach der Ausgangswelle, bzw. umgekehrt, unterbrochen werden kann. Diese Unterbrechung findet statt, wenn der Antriebsmotor für die niedere Untersetzungsstufe eingeschaltet wird und bewirkt, dass dann der andere Antriebsmotor über das Getriebe nicht mitgezogen wird und daher auch nicht rücksichtlich der Sonderbeanspruchung auf Überdrehzahl bemessen werden muss. Allerdings ist hier ausser den beiden Antriebsmotoren noch eine fernsteuerbare Schaltkupplung erforderlich..
Ohne Schaltkupplung kommt man bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mit zwei Antriebsmotoren aus, bei der die beiden Untersetzungsstufen innerhalb des Getriebes durch ein Planetenteilgetriebe miteinander verbunden sind, derart, dass der erste Zweig des Planetengetriebes, beispielsweise das Sonnenrad, direkt oder über ein nieder untersetztes Vorgelege mit der einen Eingangswelle bzw. dem zugeordneten Antriebsmotor, der zweite Zweig des Planetengetriebes, beispielsweise das Gehäuse, über ein hoch untersetztes Vorgelege mit der andern Eingangswelle bzw. dem zugeordneten Antriebsmotor, und der dritte Zweig des Planetengetriebes, beispielsweise der Planetenstern, mit der Ausgangswelle in Verbindung steht und dass den beiden Antriebsmotoren je eine durch Fernsteuerung, z. B. elektrisch lüftbare Feststellbremse zugeordnet ist.
Das Planetengetriebe dieser Ausführungsform ermöglicht es, dass wahlweise der eine oder der andere der Antriebsmotoren über die ihm zugeordnete niedere oder hohe Untersetzung die Spindel antreibt, während der zweite, jeweils ausgeschaltete Antriebsmotor festgebremst bleibt. Ausserdem gestattet das Planetengetriebe das Arbeiten im Schnellgang mit beiden Motoren zugleich, wobei sich diese Drehzahlen im Spindelgetriebe überlagern. Bei dieser Betriebsweise genügt für den Langsamgang mit hoher Untersetzung das Abschalten und Abbremsen des Antriebsmotors für die niedere Untersetzungsstufe.
Die Steuerung des Antriebes kann durch Handbedienung in irgendeiner bekannten Art vom Kranwärter vorgenommen werden. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch möglich, den Umschaltvorgang zu automatisieren. Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäss zur Fernbetätigung der Schaltkupplungen bzw. zur Schaltung der Antriebsmotoren und Motorbremse in an sich bekannter Weise durch elektrische oder hydraulische Vorgänge od. dgl. Messwertgeber für die Belastung des Druckstempels vorgesehen, z. B.
Stromwächter im Stromkreis des Antriebsmotors oder der Antriebsmotoren für die niedere Untersetzungsstufe, oder Drehzahlwächter od. dgl. Bei Überschreiten einer festgelegten, bzw. einstellbaren Stempelbelastung bewirken die Messwertgeber die Umschaltung der Kupplungen bzw. Motoren und Bremsen im Sinne eines Überganges von der niederen Untersetzung auf die hohe Untersetzung und umgekehrt.
Das Wesen der Erfindung ist aus der schematischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen zu entnehmen. Fig. 1 stellt das Getriebeschema einer Erfindungsausführung mit einem Antriebsmotor mit zwei Schaltkupplungen bzw. einer Schaltkupplung und einer Rutschkupplung
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im Untersetzungsgetriebe dar, Fig. 2 das Getriebeschema eines Ausführungsbeispieles mit zwei Antriebs- motoren und einer Schaltkupplung und Fig. 3 das Getriebeschema eines Ausführungsbeispieles mit zwei
Antriebsmotoren samt Bremsen und einem Planetengetriebe.
In der Schemazeichnung Fig. l bedeutet 3 den Antriebsmotor, auf dessen Welle sich die z. B. elek- trisch lüftbare Bremse 4 einer bekannten Bauart befindet. Der Motor treibt über die Welle 14 in das Un- tersetzungsgetriebe l. Dieses Getriebe enthält eine niedere Untersetzungsstufe 17, 18 zwischen der Ein- gangswelle 14 und der Welle 10 entsprechend beispielsweise einer Stempelgeschwindigkeit von 5 m/min. und eine hohe Untersetzungsstufe 19, 20 zwischen den gleichen Wellen entsprechend beispielsweise einer
Stempelgeschwindigkeit von 0, 5 m/min. 11 ist eine femsteuerbare Schaltkupplung, die sich im Kraftweg zwischen der Eingangswelle 14 und dem Zahnrad 17 der niederen Untersetzungsstufe befindet.
Sie kann bei einer Erfindungsvariante durch eine Rutschkupplung 11'ersetzt sein. 16 ist eine fernsteuerbare Schaltkupp- lung zwischen Eingangswelle 14 und dem Zahnrad 19 der hohen Untersetzungsstufe. Die Getriebewelle 14 ist mittels der Lager 12, die Getriebewelle 10 mittels der Lager 13 im Getriebegehäuse 1 gelagert. Von der Welle
10 treibt eine Kegelradübersetzung 7, 8 auf die im gezeichneten Beispiel rechtwinkelig zu den übrigen Ge- triebewellen aus dem Getriebe 1 herausgeführte und bei 6 gelagerte Welle 21. Von dieser Welle 21 werden die Zahnräder 22, 23 und mit letzteren die Spindel 9 angetrieben.
Die Spindel 9 besitzt ein Gewinde dessen Gegengewinde sich in der Spindelmutter 5 befindet, die einerseits mit dem Druckstempel fest verbunden ist und anderseits im Rahmen 2 längs der Spindel verschieblich aber nicht drehbar gelagert ist.
Das Antriebsschema Fig. 2 enthält zwei Antriebsmotoren 24 und 25, welche über die zugehörigen Fix- kupplungen 26 bzw. 27 die Wellen 28 bzw. 29 des Getriebes drehen. Die genannten Wellen sind bei 30 bzw. 31 und in der Schaltkupplung 37 gelagert. Der Motor 24 wirkt über die hohe Untersetzung der Zahnräder 33, 34, die Schaltkupplung 37, das Kegelradvorgelege 35, 36, die bei 39 im Getriebe 15 gelagerte Vertikalwelle 38 und die Zahnräder 22, 23 auf die Spindel 9. Der Motor 25 arbeitet bei gelöster Schaltkupplung 37 nur über die verhältnismässig niedere Untersetzung der Radpaare 35,36 und 22, 23. Der im gezeichneten Ausführungsbeispiel mit dem Zahnrad verbundene Teil der Schaltkupplung 37 ist bei 32 im Gehäuse 15 gelagert.
Auch im dritten Ausführungsbeispiel Fig. 3 sind die Antriebsmotoren 24 für die hohe Untersetzung und 25 für die niedere Untersetzung vorhanden. Statt der Schaltkupplung besitzt die Anordnung als wirksame Bestandteile elektrisch lüftbare Bremsen 40 bzw. 41 auf den Getriebewellen 43 bzw, 59. Die bei44im Getriebegehäuse 42 gelagerte Welle 43 wirkt über das untersetzende Vorgelege 49, 50 auf die bei 47 gelagerte Zwischenwelle 45. Das Zahnrad 51 auf der Welle 45 kämmt mit der Aussenverzahnung des Gehäuses 52 eines Planetengetriebes, dessen Sonnenrad 53 auf der vom Motor 25 getriebenen Welle 59 sitzt.
Das Planetengetriebe ist bei 48 bzw. mittels der Welle 46 bei 48'im Gehäuse 42 gelagert. Mit dem Armstern der Planetenräder 54 ist das Kegelrad 55 verbunden, welches mit dem Kegelrad 56 auf der bei 58 gelagerten Vertikalwelle 57 kämmt. Die Welle 57 treibt wie bei den früheren Ausführungsbeispielen über das Vorgelege 22, 23 auf die Spindel 9.
Bei dem erfindungsgemässen Antrieb nach Schema Fig. l ist im Leergang des Druckstempels die Schaltkupplung 11 eingelegt und die Schaltkupplung 16 gelöst. Der Motor 3 arbeitet dann bei gelöster Bremse 4 über die Welle 14, Kupplung 11, Vorgelege 17, 18, Welle 10, Vorgelege 7. 8, Welle 21 und Vorgelege 22, 23 auf die Spindel. Will man mit der hohen Untersetzung eine starke Kraftwirkung am Stempel hervorbringen, wie sie beim Strippen notwendig ist, dann wird auf irgendeine bekannte Weise durch Femsteuerung die Kupplung 11 gelöst und gleichzeitig die Kupplung 16 angelegt. Der Motor 3 arbeitet dann über Welle 14, die hohe Untersetzung 19, 20, das Kegelradvorgelege 7, 8, über die Vertikalwelle 21 und das Vorgelege 22, 23 auf die Spindel 9.
Bei der Variante des Ausführungsbeispieles Fig. l mit RutSchkupplung 11'ist beim Stempelleergang mit hoher Geschwindigkeit die Schaltkupplung 16 gelöst und beim Strippen mit hoher Kraft die Schaltkupplung 16 angelegt. Bei letzterwähnter Betriebsweise gleitet die über 18, 17 von rückwärts getriebene Rutschkupplung 11'gegenüber der Welle 14.
Beim Ausführungsbeispiel Fig. 2 arbeitet der Leergangmotor 25 über seine Kupplung 27 auf die Welle 29 und bei gelöster Schaltkupplung 37 über das Kegelradvorgelege 35,36 auf die Vertikalwelle 38 und das Vorgelege 22, 23 auf die Spindelmutter 9. Das Vorgelege 33, 34 und der Motor 24 samt Welle 28 stehen still. Beim Strippgang wird der Motor 24 eingeschaltet und der Motor 25 ausgeschaltet sowie die Schaltkupplung 37 durch Fembetätigung eingelegt. Der Motor 24 treibt jetzt über Kupplung 26, die Welle 28, das Vorgelege 33,34, die eingelegte Kupplung 37 auf das Vorgelege 35, 36 und über 38, 22, 23 weiter auf die Spindel 9. Der nicht eingeschaltete Motor 25 läuft mit der Welle 29 in Unterdrehzahl leer
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mit.
Beim Ausführungsbeispiel Fig. 3 sind wieder die beiden Antriebsmotoren 24 und 25 vorhanden, wobei im raschen Stempelleergang der Motor 25 mit gelöster Bremse 41 über die Welle 49 das Sonnenrad 53 des Planetengetriebes antreibt, Die Bremse 40 des ausgeschalteten Motors 24 ist angelegt und damit über die Welle 43 und das Vorgelege 49,50 auch das Gehäuse 52 des Planetengetriebes festgebremst. Der Armsten 54 wälzt sich im Inneren des Planetengehäuses ab und überträgt seine Bewegung über 55,56, 57, 22,23 auf die Spindel 9. Eine Beschleunigung des Leerganges ist möglich, wenn beide Motoren 24 und 25 zugleich arbeiten, wobei sich im Planetengetriebe 52 die Drehungen überlagern. Für den langsamen Strippgang wird Motor 25 ausgeschaltet und ist der Motor 24 eingeschaltet.
Nunmehr ist die Bremse 41 und das Sonnenrad 53 des Planetengetriebes festgelegt, während das Gehäuse 52 vom Motor 24 über die gelöste Bremse 40, die Welle 43, das Vorgelege 49, 50, die Welle 45 und das Zahnrad 51 angetrieben wird. Der Armstern 54 des Planetengetriebes wälzt auf dem stehenden Sonnenrad 53 ab und treibt wie vorerwähnt über 55, 56, 57, 22, 23 auf die Spindel 9 weiter.
Die Veranlassung der bei den einzelnen gezeichnetenAusführungsbeispielen erforderlichen Umschaltvorgänge kann durch Fernsteuerung der Motoren bzw. Schaltkupplungen von Hand aus erfolgen oder, wie vorbeschrieben, durch Messwertgeber für die Druckstempel oder Spindelbelastung, z. B. Stromwächter od. dgl. in passenden, in an sich bekannten Schaltanordnungen.
Die beschriebenen Beispiele erschöpfen nicht den Inhalt der Erfindung. Es sind andere Ausführungformen möglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Antrieb für Stripperkran mit Druckstempel, der mittels Spindel und Mutter gesenkt bzw. gehoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oder den Antriebsmotoren (3 bzw. 24, 25) und der Spindel (9) ein Getriebe (1 bzw. 15, bzw. 42) mit zwei wahlweise schaltbaren Untersetzungsstufen vorgesehen ist, wobei die Getriebestufe mit niederer Untersetzung entsprechend hoher Geschwindigkeit für Leerhub des Stempels und die Getriebestufe mit hoher Untersetzung für den Strippvorgang bestimmt ist und diese Untersetzungsstufen so gewählt sind, dass die Leergeschwindigkeit des Stempels um mindestens
EMI4.1
geschwindigkeit um mindestens 10% unter dieser Stempelgeschwindigkeit liegt.