AT403086B - Stelltrieb für motorgetriebene arbeitsmaschinen, insbesondere hydraulikanlagen - Google Patents

Description

AT 403 086 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stelltrieb zur periodischen Betätigung einer Steuerungseinrichtung od. dgl. für motorgetriebene Arbeitsmaschinen, insbesondere Hydraulikanlagen, mit einem vom Arbeitsmotor über ein Untersetzungsgetriebe antreibbaren Kurvengetriebe zur Hubverstellung einer die Steuerungseinrichtung betätigenden Stellstange od. dgl..

Bei vielen Arbeitsmaschinen ist ein geordneter Arbeitsablauf von einem ständigen Ein* und Ausschalten oder Umschalten bestimmter Antriebsverbindungen, Teilantriebe, Bearbeitungs- oder Transporteinrichtungen u. dgl., beispielsweise bei Hydraulikanlagen vom periodischen Umsteuern von Kolbentrieben, abhängig, wobei bisher auf Grund der vergleichsweise hohen Antriebsdrehzahl des Antriebsmotors eine Betätigung der entsprechenden Steuerungseinrichtungen über mechanische Getriebe vom Antriebsmotor her nur unter großem Aufwand und unveränderbarem Übersetzungsverhältnis möglich ist. So wird beispielsweise gemäß der AT 279.260 B bei einem entsprechenden Stelltrieb als Untersetzungsgetriebe ein Keilriementrieb oder ein Schneckengetriebe eingesetzt, wodurch sich zusätzlich noch ein beträchtlicher Platzbedarf ergibt. Es werden demnach meist heikle elektrische Schaltungen mit den zugehörigen Installationen in Kauf genommen oder bei Hydraulikanlagen Öldruck- oder -stromgesteuerte Schaltventile, die pro Schaltvorgang zu Druckschwankungen und unnötigen Druckbelastungen der gesamten Hydraulikanlage führen. Solche Schaltventile verringern somit die Lebensdauer dieser Anlagen und steigern den Energieverbrauch, wozu noch die Reparaturanfälligkeit und die Gefahr von Umweltbelastungen durch Leckstellen od. dgl. der Hydraulikeinrichtungen kommen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und einen Stelltrieb der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der einfach und robust aufgebaut ist und auf funktionssichere und energiesparende Weise die erforderlichen Steuerungsbewegungen durchzuführen erlaubt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Untersetzungsgetriebe aus einem Exzentergetriebe und einem Schaltwerk besteht, wobei das Schaltwerk mittels eines an einer Schubstange des Exzentergetriebes angelenkten Schwinghebels antreibbar ist. Durch das Zusammenwirken von Exzentergetriebe und Schaltwerk einerseits und Schaltwerk und Kurvengetriebe anderseits wird die Drehbewegung des Antriebsmotors zuerst in eine Schwingbewegung und dann in eine schrittweise Drehbewegung übertragen und von dieser Drehbewegung dann über das Kurvengetriebe die gewünschte Stellbewegung für die Steuerungseinrichtung abgeleitet. Die Steuerungseinrichtung kann somit vergleichsweise aufwandsarm und platzsparend vom Antriebsmotor her mittels einer mechanischen Antriebsverbindung betätigt werden, wobei sich praktisch ein beliebig wählbares Übersetzungsverhältnis erreichen und durch die Wahl des Anlenkpunktes der Schubstange am Schwinghebel problemlos auch verändern läßt. Die Steuerungseinrichtung steht in direkter Abhängigkeit von der Antriebsmotordrehzahl und gewährleistet auch bei Hydraulikanlagen einen ausreichend exakten Steuervorgang, der aber unnötige Druckspitzen vermeidet. Der Stelltrieb macht den Einsatz elektrischer oder hydraulischer Einrichtungen für den Steuerungsvorgang unnötig und durch seine rein mechanischen Getriebe- und Übertragungsteile ist eine robuste und besonders langlebige Konstruktion garantiert.

Als Schaltwerke können verschiedene Triebschaltwerke vorgesehen sein, eine besonders zweckmäßige Konstruktion entsteht allerdings, wenn das Schaltwerk eine Zwischenwelle mit einem den Schwinghebel tragenden Sperrlager aufweist. Solche Sperrlager oder Freiläufe sind handelsübliche Maschinenelemente, die sich wie Kugellager einfach und problemlos einbauen lassen und zusammen mit einem entsprechenden Schwinghebel auf rationelle Weise das gewünschte Schaltwerk ergeben. Durch das Exzentergetriebe wird der Schwinghebel hin- und herverschwenkt, welche Schwingbewegung über das Sperrlager in eine schrittweise Drehbewegung der Zwischenwelle umgesetzt wird, wobei ein eventuell mögliches Einstellen des Exzentergetriebes eine Änderung der Schwingweite des Schwinghebels erlaubt, so daß damit auch die Drehzahl der Zwischenwelle und das Übersetzungsverhältnis zu beeinflussen ist.

Da das Übersetzungsverhältnis wesentlich von der wirksamen Länge des Schwinghebels abhängt, kann zweckmäßigerweise zur Einstellung dieses Übersetzungsverhältnisses das Anlenklager der Schubstange in Längsrichtung des Schwinghebels, vorzugsweise über einen Schraubentrieb verstellbar angeordnet sein, wodurch sich eine weitere Möglichkeit der Anpassung des Stelltriebes an die erforderliche Steuerbewegung ergibt.

Ist die Zwischenwelle mittels eines gegensinnig zum Sperrlager des Schwinghebels wirkenden Sperrlagers an einem Schaltwerkträger gelagert, wird eine unerwünschte Rückdrehung der Zwischenwelle durch die Schwinghebelbewegung sicher verhindert und für exakte Schaltschritte des Schaltgetriebes gesorgt.

Das Kurvengetriebe könnte unmittelbar auf der Zwischenwelle sitzen, doch ist es möglich, zur Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses Zwischenwelle und Kurvengetriebe über ein Zwischengetriebe, beispielsweise einen Kettentrieb, miteinander zu verbinden, so daß die Drehbewegung der Kurvenscheibe gegenüber der Zwischenwelle entsprechend verlangsamt werden kann. 2

AT 403 086 B

Der erfindungsgemäße Stelltrieb eignet sich besonders für den Einsatz bei Hydraulikanlagen, wobei dann zweckmäßigerweise Exzentergetriebe, Schaltwerk und Kurvengetriebe innerhalb des Öltanks angeordnet sind, so daß der Stelltrieb nicht nur geschützt untergebracht ist, sondern darüber hinaus auch gleich die erforderliche Schmierung durch das Ölbad gewährleistet wird. Außerdem kommt es zu einer kompakten, platzsparenden Bauweise durch das Integrieren des Stelltriebes in die Antriebseinheit der Hydraulikanlage.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stelltrieb für eine Hydraulikanlage in teilgeschnittener Stirnansicht und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie il-ll der Fig. 1.

Eine Hydraulikanlage 1, beispielsweise zum Antrieb einer Stallentmistungseinrichtung, weist einen Öltank 2, ein in den Öltank 2 eintauchendes Pumpenaggregat 3 aus Antriebsmotor 4, Antriebswelle 5 und Ölpumpe 6 sowie zumindest einen Kolbentrieb 7 auf. Der Kolbentrieb 7 ist über zwei Anschlußleitungen 8, 9 unter Zwischenschaltung einer Steuerungseinrichtung, beispielsweise eines Steuerventils 10, an eine von der Ölpumpe 6 kommende Druckleitung 11 und eine in den Öltank 2 zurückführende Rücklaufleitung 12 angeschlossen.

Um die Anschlußleitungen 8, 9 wechselweise druckbeaufschlagen und damit eine hin- und hergehende Kolbenbewegung des Kolbentriebes 7 zu erreichen, besitzt das Steuerventil 10 zwei Schaltstellungen, wobei in der einen die Druckleitung 11 mit der Anschlußleitung 8 bzw. die Anschlußleitung 9 mit der Rücklaufleitung 12 und in der anderen die Druckleitung 11 mit der Anschlußleitung 9 und die Anschlußleitung 8 mit der Rücklaufleitung 12 verbunden sind. Ein in den Öltank 2 eingebauter Stelltrieb 13 sorgt dabei für ein vom Motorbetrieb und damit vom Ölfluß abhängiges periodisches Betätigen der Steuerungseinrichtung, so daß sich ein auf die jeweiligen Kolbentriebe 7 abgestimmtes Steuerverhalten erreichen läßt.

Der Stelltrieb 13 umfaßt ein auf der Antriebswelle 5 sitzendes Exzentergetriebe 14, ein über eine Schubstange 15 mit dem Exzentergetriebe 14 antriebsverbundenes Schaltwerk 16 sowie ein durch das Schaltwerk 16 angetriebenes Kurvengetriebe 17, über das eine das Steuerventil 10 hin- und herbewegende Stellstange 18 bewegt wird. Das Schaltwerk 16 besteht aus einem über ein Sperrlager 19 auf einer Zwischenwelle 20 sitzenden 'Schwinghebel 21, an dem über ein Pendellager als Anlenklager 22 die Schubstange 15 des Exzentergetriebes 14 angelenkt ist. Ein Schraubentrieb 23 aus einer Versteilhülse 24 und einem Verstellgewinde 25 erlaubt eine Verstellung des

Anlenklagers 22 und damit eine Veränderung der wirksamen Schwinghebellänge, wodurch sich das Übersetzungsverhältnis des Schaltwerkes 16 verändern läßt. Der Stellteil des Schraubentriebes 23 ragt aus dem Öltank 2 hervor, so daß jederzeit eine Einstellung des Übersetzungsverhältnisses möglich ist.

Um ein Rückdrehen der Zwischenwelle 20 bei der Schwingbewegung des Schwinghebels 21 zu verhindern, ist die Zwischenwelle 20 über ein zum Sperrlager 19 des Schwinghebels 21 gegensinniges Sperrlager 26 an einem Schaltwerkträger 27 gelagert, wodurch das Schaltwerk 16 zu einer genauen schrittweisen Drehbewegung der Zwischenwelle 20 führt.

Zum Antreiben des Kurvengetriebes 17 ist ein Kettentrieb 28 vorgesehen, der eine ein auf der Zwischenwelle 20 sitzendes Ritzel 29 mit einem Zahnkranz 30 des Kurvengetriebes 17 verbindende Aptriebskette 31 aufweist. Das Kurvengetriebe 17 ist mit einer am Außenumfang den Zahnkranz 30 tragenden Kurvenscheibe 32 ausgestattet, die auf einer Lagerachse 33 drehbar lagert, wobei das zweite Sperrlager 26 zur Sicherung der Drehrichtung statt zur Lagerung der Zwischenwelle auch hier zur Lagerung der Kurvenscheibe eingesetzt werden könnte. Die Kurvenscheibe 32 bildet eine umlaufende Kurvenbahn 34, in die ein Führungsglied 35 der in einer Schiebeführung 36 längsverschiebbar geführten Stellstange 18 zum Betätigen des Steuerventils 10 eingreift, so daß in Abhängigkeit von der Drehstellung der Kurvenscheibe 32 und des Verlaufes der Kurvenbahn 34 die Stellstange 18 entsprechende Hubpositionen einnimmt. Ist die Kurvenbahn 34 im wesentlichen aus zwei halbkreisförmigen Bahnabschnitten 37, 38 unterschiedlicher Durchmesser und entsprechenden Übergängen 39 zusammengesetzt, wird die Stellstange 18 bei Drehung der Kurvenscheibe zwischen einer unteren, durch den Kurvenbahnabschnitt 37 und einer oberen, durch den Kurvenbahnabschnitt 38 bestimmten Schaltpositionen hin- und herbewegt, was zwangsweise zur gewünschten periodischen Betätigung des Steuerventils 10 führt.

Sobald der Motor 4 läuft und Öl aus dem Öltank 2 zum Kolbentrieb 7 hin gepumpt wird, läuft zwangsweise auch der Stelltrieb 13 und sorgt für die erforderliche Umsteuerung des Kolbentriebes 7. Dazu wird die Drehbewegung der Antriebswelle 5 über das Exzentergetriebe 14 und die Schubstange 15 in eine Schwingbewegung des Schwinghebels 21 des Schaltwerks 16 umgewandelt, welche Schwingbewegung über die Sperrlager 19, 26 in eine schrittweise Drehbewegung der Zwischenwelle 20 umgesetzt und diese schrittweise Drehbewegung dann über den Kettentrieb 28 auf die Kurvenscheibe 32 des Kurvengetriebes 17 übertragen wird. Die Drehung bewirkt dann über die Kurvenbahn 34 ein Hin- und Hergehen der Stellstange 18 und damit die Schaltung der Steuerungseinrichtung. 3

Claims (6)

1. AT 403 086 B Patentansprüche 1. Stelltrieb zur periodischen Betätigung einer Steuerungseinrichtung od. dgl. für motorgetriebene Arbeitsmaschinen, insbesondere Hydraulikanlagen, mit einem vom Arbeitsmotor über ein Untersetzungsgetriebe antreibbaren Kurvengetriebe zur Hubverstellung einer die Steuerungseinrichtung betätigenden Stellstange od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe aus einem Exzentergetriebe (14) und einem Schaltwerk (16) besteht, wobei das Schaltwerk (16) mittels eines an einer Schubstange (15) des Exzentergetriebes (14) angelenkten Schwinghebels (21) antreibbar ist.
2. 2. Stelltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (16) eine Zwischenwelle (20) mit einem den Schwinghebel (21) tragenden Sperrlager (19) aufweist.
3. 3. Stelltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlenklager (22) der Schubstange (15) in Längsrichtung des Schwinghebels (21), vorzugsweise über einen Schraubentrieb (23) verstellbar angeordnet ist.
4. 4. Stelltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelie (20) mittels eines gegensinnig zum Sperrlager (19) des Schwinghebels (21) wirkenden Sperrlagers (26) an einem Schaltwerkträger (27) gelagert ist.
5. 5. Stelltrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenwelle (20) und Kurvengetriebe (17) über ein Zwischengetriebe, beispielsweise einen Kettentrieb (28) miteinander antriebsverbunden sind.
6. 6. Stelltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, für eine eine Ölpumpe und einen Öltank umfassende Hydraulikanlage, dadurch gekennzeichnet, daß Exzentergetriebe (14), Schaltwerk (16) und Kurvengetriebe (17) innerhalb des Öltanks (2) angeordnet sind. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4