DE1301684B - Hydraulisches Antriebsgetriebe fuer sehr grosse Drehmomente - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Antriebsgetriebe für die Übertragung von Antriebskräften mit sehr großem Drehmoment, insbesondere für die Werkzeugscheibe von mechanischen Vortriebsschilden, Streckenvortriebsmaschinen, Großloch-Bohrmaschinen. Bei vollem Eingriff aller Arbeitswerkzeuge muß hierbei z. B. bei einem mechanischen Vortriebsschild ein Drehmoment auf die Abtriebswelle in der Größenordnung von ca. 600 tm übertragen werden. Theoretisch könnten zwar Drehmomente dieser Größenordnung durch ein entsprechend ausgebildetes und bemessenes Zahnradgetriebe übertragen werden. Die Kosten derartiger Getriebe sind jedoch zwangläufig sehr -hoch. Außerdem würde bei derartigen Getrieben ein sehr großer Raumbedarf entstehen, der die Anwendung bei Vortriebsschilden und ähnlichen Einrichtungen verbieten würde. Nachteilig ist ferner bei Zahnradgetrieben, daß bei Übertragung großer Drehmomente auch hohe Reaktionskräfte aufgenommen werden müssen. Bei Vortriebsschilden und ähnlichen Geräten müßten hierfür ungewöhnlich starke Auflagerkonstruktionen vorgesehen werden, die kostspielig sind.
• Bekannt ist ein Antrieb für eine Mischtrommel, wie sie beispielsweise in der Zementindustrie, in Zuckerfabriken und chemischen Werken Anwendung finden. Dieser Antrieb weist ein mehrgliedriges, hydraulisch anpreßbares bandförmiges Reibungselement auf, das die Mischtrommel umfaßt und dessen Glieder durch hydraulisch betätigte Druckkolben verdrehbar sind. Diese Einrichtung ist zur Übertragung besonders großer Drehmomente und zum Einbau in bewegliche Aggregate nicht ohne weiteres geeignet, weil besonders große Reaktionskräfte entstehen würden, deren Aufnahme bei beweglichen Aggregaten auf Schwierigkeiten stößt. Bekannt ist ferner ein Klinkenschaltwerk zum Drehen einer schweren Trommel, bei der ein die Trommel umgebender Kranz sägezahnförmiger Schaltzähne und eine federbelastete Schaltklinke zur Übertragung der Antriebskraft vorgesehen ist. Bei dieser Einrichtung sind zwar zwei Druckkolben als Antrieb vorgesehen. Beide Druckkolben sind jedoch jeweils für sich abgestützt, so daß die Lager der Druckkolben die vollen Reaktionskräfte aufnehmen müßten. Auch sind Schaltzähne in der Regel nicht geeignet, besonders große Kräfte zu übernehmen.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Getriebe der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß auch bei großen Drehmomenten die Reaktionskräfte gering sind und leicht aufgefangen werden können.
• Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß, wie an sich bekannt, mindestens zwei Druckkolben als Antrieb vorgesehen sind und daß diese Druckkolben so an dem Reibungselement angeordnet sind, daß gleichzeitig der eine eine Zugwirkung und der andere eine Druckwirkung ausübt, und daß ihre Kräfte in einem gemeinsamen Anlenkpunkt zusammengefaßt sind. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Reibungselement als Schelle ausgebildet, wobei das Reibungselement keilförmige Formstücke aufweist, die in entsprechende Ausnehmungen des Grundkörpers eingreifen. Unter Schelle wird hierbei eine Einrichtung verstanden, die aus mindestens zwei gelenkig miteinander verbundenen Schub- und biegesteifen Teilen besteht. Der Fortschritt der Erfindung beruht auf der besonders zweckmäßigen Anordnung der Druckkolben. Durch die Verwendung eines gemeinsamen Anlenkpunktes für die Druckkolbenantriebe werden als Reaktionskräfte nur die Tangentialkräfte in bezug auf den Grundkörper wirksam, während die übrigen Kräfte wegen der gleichzeitig auftretenden Zug- und Druckwirkung sich eliminieren. Das hat zur Folge, daß die Auflagerungen des Antriebsgetriebes nur für einen Bruchteil der auftretenden Kräfte bemessen werden müssen. Dieser Vorteil kommt insbesondere der Schneide des Vortriebsschildes zugute, die bei den heute geforderten Schildgeschwindigkeiten bereits durch den Vortrieb sehr stark beansprucht wird.
• Das Antriebsgetriebe nach der Erfindung bietet infolge der Anordnung der Antriebsmittel die Möglichkeit, die Werkzeugscheibe in beiden Richtungen und auch zyklisch abwechselnd zu verdrehen, so daß also die Art der Bewegung den jeweiligen Baugrundverhältnissen angepaßt werden kann.
• In der Zeichnung ist die Erfindung teils schematisch erläutert, teils an Hand eines Ausführungsbei-Spiels für einen mechanischen Schild beschrieben.
• F i g. 1 zeigt die schematische Darstellung des Getriebes mit Schnitt durch den Grundkörper; F i g. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Grundkörper mit Werkzeugträger und Schelle; F i g. 3 zeigt eine seitliche Schnittansicht des Grundkörpers mit keilförmigen Vertiefungen im Mantel; F i g. 4 zeigt die Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, z. B. bei einem mechanischen Druckschild gemäß dem Schema in F i g. 1; F i g. 5 zeigt die Seitenansicht des in F i g. 4 dargestellten Getriebes nach Einbau in einen mechanischen Druckschild.
• Gemäß F i g. 1 ist mit 1 eine Abtriebswelle (Grundkörper) gekennzeichnet, die bei diesem Beispiel eine Linksdrehung ausführen soll. Diese Abtriebswelle 1 ist von einer Schelle 7 umgeben, an der Druckzylinder 5 über einen Gelenkanschluß 6 angreifen. Die Druckzylinder 5 stützen sich auf ihrer Rückseite gegen Gelenkfestpunkte 2 ab. In der Schemazeichnung ist durch Pfeile bei den Druckzylindern 5 angegeben, in welche Richtung die Druckzylinder ihre Kraft erzeugen müssen, um gemeinschaftlich die geplante Drehbewegung des Grundkörpers 1 zu erreichen. F i g. 2 zeigt die Seitenansicht zu der Schemazeichnung nach F i g. 1. Nach dieser Darstellung trägt der Grundkörper 1 als Abtriebswelle am Kopf einen scheibenförmigen Werkzeugträger 21. An dem Grundkörper 1 greift die Schelle 7 an. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der innere Durchmesser d des Rohrkörpers 1 etwa ein Drittel des größten Durchmessers D des Werkzeugträgers 21. F i g. 3 zeigt in schematischer Darstellungsweise einen Grundkörper 1, der mit keilförmigen Rillen 25 versehen ist. In diese Rillen 25 der Mantelfläche des Grundkörpers 1 greifen die keilförmigen Formstücke 26 der Schelle 7 ein. Auf der linken Seite der Zeichnung sind Ansätze des Werkzeugträgers 20 dargestellt.
• Bei dem in F i g. 4 und 5 dargestellten Getriebe handelt es sich um einen Anwendungsfall für mechanische Druckschildkonstruktionen. F i g. 5 zeigt den Einbau in einen Vortriebsschild 16 mit der Schneide 17. Das in F i g. 5 dargestellte Getriebe stützt sich mit den Gelenkpunkten 2 gegen den Schildmantel 16 ab. Von den Gelenken 2 aus wirken hydraulische Druckzylinder 5 mit den Kolben 4 gegen Zapfen 6, die in den Teilen der Schelle gelagert sind. Die Abstützung gegen die Festpunkte 2 erfolgt mittels Augenkonstruktionen 3. Die Schelle besteht aus Schellenteilen 7, die durch Gelenkbolzen 8 untereinander beweglich verbunden sind und deren Innenfläche derart beschaffen ist, daß sie sich beim Anpressen satt an die Mantelfläche des Grundkörpers 1 anlegt. Die in der Zeichnung oben dargestellten Schellenteile 7 enden in Gelenkpunkten 9, wo sie durch eine Druckkolbenkonstruktion verbunden sind, die aus dem Druckzylinder 10, dem Endlager 11, dem Kolben 12 und dem anderen Endlager 14 besteht. Der Druckzylinder 10 ist derart beschaffen und angeordnet, daß er bei der Einwirkung eines hydraulischen Druckmittels die Schellenteile 7, 7, 7' und 7' gegen die Mantelfläche des Grundkörpers 1 zusammenzieht. Wie die Darstellung in F i g. 5 zeigt, ist die Getriebekonstruktion mittels eines Lagerbockes 12 in dem Mantel 16 des Vortriebsschildes gelagert. Am Ende des Lagerbockes befindet sich je ein Drehzapfen 14, der in einer Kugelkalotte 13 gelagert ist, die ihrerseits eine Bewegung der gesamten Getriebekonstruktion mit der Werkzeugscheibe 20 und den Werkzeugen 21 in bezug auf den Vortriebsschild ermöglicht.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Hydraulisches Antriebsgetriebe für die Übertragung von Antriebskräften mit sehr großem Drehmoment, insbesondere für die Werkzeugscheibe von mechanischen Vortriebsschilden, Streckenvortriebsmaschinen, Großloch-Bohrmaschinen, wobei die Abtriebswelle aus einem trommelartigen Grundkörper besteht, der von einem mehrgliedrigen, hydraulisch anpreßbaren Reibungselement umfaßt ist, dessen Glieder durch hydraulisch betätigte Druckkolben verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, mindestens zwei Druckkolben (5) als Antrieb vorgesehen sind und diese Druckkolben so an dem Reibungselement (7) angeordnet sind, daß der eine eine Zugwirkung und der andere eine Druckwirkung ausübt und daß ihre Kräfte in einem gemeinsamen Anlenkpunkt (2) zusammengefaßt sind.
2. 2. Hydraulisches Antriebsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungselement als Schelle (7) ausgebildet ist und daß es keilförmige Formstücke (26) aufweist, die in entsprechenden Ausnehmungen (25) des Grundkörpers (1) eingreifen.