DE2657384A1

DE2657384A1 - Kraftuebertragungssystem, insbesondere fuer einen schwenkbaren kran

Info

Publication number: DE2657384A1
Application number: DE19762657384
Authority: DE
Inventors: Paul A Pelligrino; Raymond C Schneider
Original assignee: Twin Disc Inc
Current assignee: Twin Disc Inc
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1976-12-17
Publication date: 1977-06-30
Also published as: US4070926A; JPS5277353A; GB1524290A; JPS5754667B2

Description

PATEKTAfJWALTEI

A. GSÜNECKER

DIPt-.lpiG.

H. κΑ

DR-ING

W. STOCKMAIR

DR-ING · AaE (CAU=CH

K. SCHUMANN

DR RER NAT, · ÖPl_-Pl-fVS

P. H. JAKOB

OiPL-INC

G. BEZOLD

DR RHRNAT- DlFL-CHEM.

TWIN DISC, IITCOHPORaT-SD

Racine Street, Sacine, Wisconsin, USA

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

17. Dez. 1976 P 11 121

Kraftübertragungssystem, insbesondere
für einen schwenkbaren Kran

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Kraftübertragungssysteme, wie sie zum Steuern des Schwenkmechani smug in Mobilkranen ο»dgl· verwendet werden. Die Erfindung betrifft Kraftübertragungssysteme, die einen Drehmomentwandler, der von einer Kraftmaschine über eine regulierbare Drehmomentwandler-Kupplung angetrieben wird, und ein Getriebe umfassen, das von dem Drehmomentwandler angetrieben wird und zwei abwechselnd betätigbare regulierbare Getriebekupplungen aufweist.

In einigen Maschinen, wie beispielsweise Kranen und löffel-

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ORIGINAL INSPECTED

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baggern, ist es ublich₉ eine Kraftmaschine, etwa einen Verbrennungsmotor, zu verwenden, um einen Drehmomentwandler zum Heben oder Senken des Krans oder Löffelstiels anzutreiben· Die Verwendung eines motorgetriebenen Drehmomentwandler-Übertragungssystems sum Schwenken des oberen Teils einer Maschine, an dem ein Ausleger montiert ist, ist zwar bekannt, aber nicht weit verbreitet· Beispielsweise wird in manchen älteren Systemen eine einzige Kraftmaschine verwendet, um gesonderte Drehmomentwandler anzutreiben, und zwar einen für die Funktionen des Hubes und der Ausleger steuerung und den zweiten zum Betreiben des Schwenkmechanismus mittels zweier Priktionskupplungen vom "trockenen" oder Grenzreibungstyp. In derartigen Systemen sind die trockenen Kupplungen in dem Schwenkmechanisnius einer Abnützung ausgesetzt, aber der Verschleiß kann reduziert werden, indem die Geschwindigkeit des Drehmomentwandlers, der die Energie für die Schwenkkupplungen liefert, reguliert wird. Außerdem reduziert eine Regulierung des Drehmomentwandlers für die Schwenkkupplungen das Rütteln und die Vibration, die heftig und gefährlich werden können, insbesondere, wenn relativ lange Ausleger verschwenkt werden.

Gemäß der Erfindung weist ein Kraftüb ertragung s syst em zum Schwenken des oberen leils eines Mobilkrans nach rechts und links eine Kraftmaschine, z.B. einen Motor, ferner einen, von dem Motor angetriebenen Drehmomentwandler und ein von dem Drehmomentwandler angetriebenes Schwenkgetriebe auf· Zwischen dem Motor und dem Drehmomentwandler ist eine regulierbare Drehmomentwandler-Kupplung eingefügt. Das Schwenkgetriebe weist eine regulierbare Getriebekupplung für die Rechtsschwenkung und eine regulierbare Getriebekupplung für die Linksschwenkung auf, die wahlweise einrückbar sind, um den oberen Seil des Krans entweder nach rechts oder nach links zu schwenken. Die Drehmomentwandler-Kupplung und beide Schwenkkupplungen werden mit Hilfe ihres eigenen gesonderten Steuerventils, dae von einem elektrischen Solenoid betätigt wird, reguliert. Die drei Steuerventile werden mittels eines Bedienungshebels für

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den Kranführer betätigt, der wahlweise aus einer Neutralstellung in eine Rechtsschwenkposition oder Idnksschwenkposition umlegbar ist, um eine elektrische Schwenksteuerung zu betreiben, die ein elektrisches Steuersignal an das Steuerventil für die Drehmomentwandler-Kupplung und an das gewählte Steuerventil der betreffenden Schwenkkupplung liefert. Die Getriebekupplungen für die Hechts Schwenkung und Linksschwenkung sind so konstruiert, daß jede in eine Position mit minimalem Eingriff vorbelastet ist, selbst wenn die Kupplung nicht betätigt ist. Diese Vorkehrung ist getroff en, damit das weitere Einrükken einer der Schwenkkupplungen nicht von einem übermäßigen Stoß oder einer zu starken Vibration begleitet ist, und so, daß die nicht gewählte Schwenkkupplung eine leichte Bremswirkung ausübt, wenn der Kranoberteil geschwenkt wird, wodurch eine bessere Kontrolle der Schwenkung möglich ist. Die Schwenksteuerung ist derart konstruiert und funktioniert so, daß die Regulierung der Drehmomentwandler-Kupplung mit einer anderen (geringeren) Geschwindigkeit durchgeführt wird als die Regulierung der gewählten Schwenkkupplung, wodurch gewährleistet wird, daß die gewählte Schwenkkupplung voll eingerückt ist, bevor die Drehmomentwandler-Kupplung voll eingekuppelt wird. Damit wird sichergestellt, daß die letzte Regulierung von der Dreh-* momentwandler-Kupplung durchgeführt wird. Die Schwenksteuerung ist ferner mit Einrichtungen versehen, um die Ausgangsgeschwindigkeit des Drehmomentwandlers (d.i. die Eingangsgeschwindigkeit des Getriebes) festzustellen und das Steuerventil für die Drehmomentwandler-Kupplung nach Maßgabe dieser Geschwindigkeit zu steuern·

Alle drei oben beschriebenen Kupplungen sind "nasse" (ölgekühlt) hydraulisch gespeiste regulierbare Kupplungen. Ein Kraftübertragungssystem nach der Lehre der Erfindung ist beträchtlich kleiner und relativ "billiger in der Herstellung und Wartung als ältere Systeme_s bei denen s.B. die Kosten für den Austausch einer trockenen Schwenkkupplung sich monatlich pro Kupplung auf bis zu $ 1.200 belaufen können. Außerdem ist ein

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erfindungsgemäSea Kraftübertragungasystem vorteilhaft, weil es die Möglichkeit schafft, die anfängliche schwere Belastung nicht an die Schwenkkupplungen sondern an die Drehmomentwandler-Kupplung anzulegen. Demzufolge ist es möglich, kleinere Schwenkkupplungen im Getriebe zu verwenden. Ferner kann dadurch, daß die Schwenkkupplungen so konstruiert und betrieben'werden, daß die nicht betätigte Kupplung sich in einem Kinde st einrückzustand befindet, die Schwenkung des oberen Kranteils sanfter vorgenommen und leichter beendigt werden.

Ein bevorzugter Erfindungsgedanke liegt in einem Kraftübertragungssystem zum Verschwenken des oberen Teiles eines Mobilkrans in entgegengesetzte Richtungen, das eine Kraftmaschine, einen Drehmomentwandler, eine regulierbare Drehmomentwandler-Kupp— lung, die zwischen der Kraftmaschine und dem Drehmomentwandler liegt, und ein Getriebe umfaßt, das derart angeschlossen ist, daß es von dem Drehmomentwandler angetrieben werden kann, und das zwei alternativ betätigbare regulierbare Getriebekupplungen enthält· Die Drehmomentwandler-Kupplung ist zwischen ausgerückten und eingerückten Stellungen regulierbar. * Jede Getriebekupplung ist zwischen einer minimal eingerückten Stellung und einer voll eingerückten Stellung regulierbar · Eine selektiv betätigbare Steuereinrichtung ist vorgesehen, um die Drehmomentwandler-Kupplung und eine aus den Getriebekupplungen ausgewählte Kupplung zu regulieren, um den Kranoberteil in eine gewünschte Richtung zu schwenken. Die Steuereinrichtung bewirkt eine volle Einrückung der gewählten Getriebekupplung, bevor die Drehmomentwandler-Kupplung voll eingekuppelt wird» Die Steuereinrichtung umfaßt ferner eine Einrichtung zum Wahrnehmen der Ausgangsgeschwindigkeit des Drehmomentwandlers (d.i. die Eingangsgeschwindigkeit des Getriebes) und zum Steuern der Regulierung der Drehmomentwandler-Kupplung nach Maßgabe der Geschwindigkeit„

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbei-

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spiels anhand der beigefügten Zeichnung. Darin zeigen:

Pig.1 eine schematische Schaltskizze eines Eraftübertragungssystems für den Schwenkmechanismus eines Er ans nach, der Erfindung, das eine Eraftmaschine, einen Drehmomentwandler mit einer regulierbaren Drehmomentwandler-Eupplung, ein Schwenkgetriebe mit einer teilweise eingerückten, regulierbaren, unabhängig betätigbaren rechten und linken Schwenkkupplung, solenoidgesteuerte Eupplungssteuerventile für die drei Eupplungen, eine manuell betätigbare elektrische Schwenksteuerung für die Eupp— lungssteuerventile und einen Hegler für das Steuerventil der Drehmomentwandler-Eupplung umfaßt;

Pig.2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Bewegung des Bedienungshebels der Schwenksteuerung für den Er anführ er und den Drehmoment zustand en sowohl in der Drehmomentwandler-Eupplung als auch in der Schwenkgetriebekupplung, die für den Betrieb gewählt ist, veranschaulicht ;

Pig.3 eine Schnittansicht des Drehmomentwandlers, die die Anordnung der regulierbaren Drehmomentwandler-Eupplung darin zeigt;

Pig.4 eine vergrößerte Schnittansicht eines leils der in Pig. 5 gezeigten Drehmomentwandler-Eupplung;

Pig.5 eine Seitenansicht einer Eupplungsantriebscheibe der in Pig.3 und 4- gezeigten Eupplung;

Pig.6 eine Seitenansicht einer Eupplungsabtriebscheibe der in den Pig.3 und 4 gezeigten Eupplung;

Pig.7 eine Schnittansicht eines Schwenkgetriebes mit der darin enthaltenen rechten und linken Schwenkgetriebe-* kupplung;

Pig.8 eine vergrößerte Schnittansieht einer der Schwenkgetriebekupplungen der Pig.7;

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Pig.9 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, eines der Magnetventile zum Steuern der Kupplung aus Pig.1;

Pig.10 eine vergrößerte Schnittansicht des Kupplungssteuerungs-Magnetventils nach der Linie 10-10 in Fig.9;

Pig.11 ein elektrisches Schalt schema der Schwenksteuerung aus Pig.1;

Pig.12 ein Diagramm, das die Pluiddrücke in dem Kupplungs-3teuerungs-Magnetventil zeigtj

Pig.13 ein Diagramm, das die Charakteristik des Ausgangsdrehmoments des Drehmomentwandlers für verschiedene Geschwindigkeiten des Eintrittsrades veranschaulicht·

In Fig.1 ist ein Mobilkran 10 in einer Ansicht von oben gezeigt, der einen unteren Teil 11 mit Gleisketten 12 und einen horizontal schwenkbaren oberen Teil 13 mit einem Ausleger 14 umfaßt. Der obere Teil 13 ist an dem unteren Teil 11 befestigt und kann in einer Horizontalebene in Richtung der Pfeile 15 bzw· 16 nach rechts oder links geschwenkt werden. Der Kran 10 ist von üblicher Konstruktion und der obere Teil 13 kann, relativ zum unteren Teil 11 mit Hilfe üblicher Mittel geschwenkt werden, etwa eines angetriebenen Ritzels 20, das in konstantem Eingriff mit einem großen, an dem oberen Teil 13 befestigten Zahnkranz 21 steht.

Pig,1 zeigt ferner ein erfindungsgemäßes Kraftüb er tragungs system zum Antreiben des Ritzels 20, um den oberen Teil 13 in der einen oder anderen Richtung zu schwenken. Alle nachstehend beschriebenen Bestandteile in dem Kraftübertragungssystem sind in üblicher Weise an dem Kran 10 angebracht.

Allgemein umfaßt das Kraftübertragungssystem zum Schwenken des Kranoberteils 13 eine Antriebsmaschine oder einen Motor 25» einen Drehmomentwandler 26, eine regulierbare Drehmoment-Kupplung 27, die zwischen dem Motor 25 und dem Drehmomentwandler 26 liegt, und ein Schwenkgetriebe 28, daa eine regulier«

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bare Getriebekupplung 30 für die EechtsSchwenkung und eine regulierbare Getriebekupplung 31 für die Linksschwenkung enthält· Die Drehmomentwandler-Kupplung 27 und beide Schwenkkupplungen 30 und 31 werden mit Hilfe eigener gesonderter, von Elektromagneten gesteuerter Steuerventile 33 bzw. 341 35 reguliert· Die drei Steuerventile 33» 34, 35 werden in Abhängigkeit von einem Bedienungshebel 37 für den Kranführer betätigt, der selektiv aus einer Neutral st ellung in eine Rechtssehwenkpo sit ion oder eine Linksschwenkposition umstellbar ist, um eine elektrische Schwenksteuerung 40 zu betätigen, die ein elektrisches Steuersignal zu dem Steuerventil 33 der Drehmomentwandler—Kupplung und zu einem der beiden Steuerventile 34 oder 35 für die Schwenkkupplungen schickt· Die Schwenkkupplungen 30 und 31 für die Rechtsschwenkung bzw. Idnksschwenkung sind derart konstruiert, daß jede in eine Mindesteinrückst ellung vorbelastet ist, auch wenn sie nicht betätigt ist, so daß das weitere Einrücken der einen oder anderen Schwenkkupplung

30 und 31 nicht von einem übermäßigen Stoß oder einer Vibration begleitet wird und die nicht gewählte Sohwentkupplung 30 oder

31 eine leichte Bremswirkung ausübt, wenn der obere Kranteil 13 geschwenkt wird, wodurch eine bessere Beherrschung der Schwenkung möglich wird. Die Schwenksteuerung 40 ist derart konstruiert, daß die Regulierung der Drehmomentwandler-Kupplung 27 mit einer anderen (langsameren) Geschwindigkeit ausgeführt wird als die Regulierung der gewählten Schwenkkupplung 30 oder 31» wodurch gewährleistet ist, daß die gewählte Schwenkkupplung 30 oder 31 bereits voll eingerückt ist, bevor die Drehmomentwandler-Kupplung 27 voll eingerückt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die letzte Regulierung von der Drehmomentwandler-Kupplung 27 durchgeführt wird· Die Sohwenksteuerung ist ferner mit einer Einrichtung versehen, die einen Geschwindigkeit sfühler 42 zum Ermitteln der Ausgangsgeschwindigkeit der Abtriebwelle 80 des Drehmomentwandlers 26 (d.i. die Eingangsgeschwindigkeit der Eingangswelle 101 des Getriebes 28) und einen Drehzahlregler 45 umfaßt, der das Geschwindigkeitssignal vom Fühler 42 empfängt und das Steuerventil 33

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für die Drehmomentwandler-Kupplung 27 nach Maßgabe der Geschwindigkeit 'steuert.

Das in Pig. 2 gezeigte Diagramm veranschaulicht die Beziehung zwischen dem Verstellweg des Bedienungshebels 37 für den Kranführer und den Drehmomentzuständen an einer Turbine 84 des Drehxaomentwandlers und an der gewählten Schwenkgetriebekupplung 30 oder 31. In dem Diagramm ist die X-Achse in Prozenten des Verstellweges des Bedienungshebels zwischen 0 <$> (Neutralstellung) und 100 i> nach rechts oder links unterteilt. Auf der Y-Achse ist das Drehmoment in engl. Fuß mal engl. Pfund aufgetragen· (1. ft.Ib = 1,35576 J)· Die mit A bezeichnete Kurve gibt die Drehmomentzustände an der Abtriebwelle 80 des Wandlers aufgrund der Zustände in der Drehmoaentwandler-Kupplung 27 an und die mit B, D und G, B bezeichneten Kurven zeigen die Drehmomentbedingungen in der gewählten Schwenkgetriebekupplung 30 bzw· 31 an. Der Grund, warum zwei Kurven vorhanden sind, die die Zustände in den beiden Schwenkkupplungen 30, 31 veranschaulichen, liegt in den Auswirkungen statischer und dynamischer Eeibungsko effizient en. Während einer Umschaltung von einem neutralen Zustand (Schwenkgeschwindigkeit = null) zum Kupplungseingriff für eine der Schwenkrichtungen würde die gewählte Schwenkkupplung 30 oder 31 die durch die Kurven D oder B in Pig.2 dargestellte Schwenkfähigkeit haben, weil die Kupplungsscheiben 151 und 153 im schlüssigen Zustand sein würden (Relativbewegung null zwischen den einzelnen Scheiben)· Während einer Rückwärtsschwenkung haben die einzelnen Kupplungsecheiben 151 und 153 eine Relativbewegung zueinander und werden durch die Bewegung des Bedienungshebels 37, die die Klemmkraft an den Kupplungsscheiben erhöht, in Gleichlauf gebracht (d.i. schlüssig verbunden). In diesem Pail verläuft das Drehmoment in den Schwenkkupplungen 30 und 31 nach der Kurve B bzw. 0· Wie das Diagramm der Fig.2 zeigt, sind, wenn der Bedienungshebel 37 in der Ueutralstellung (0 tf) ist, die Drehmomentwandler-Kupplung 27 und die Schwenkkupplungen 30 und 31 alle in dem Zustand mit minimalem Eingriff. Weiter läßt das Diagramm der Fig.2 erkennen, daß beim Bewegen des Bedienungshebels 37 aus

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der Heutralsteilung nach rechts oder links das Einrücken der Schwenkkupplung 30 oder 31 schneller vor sich geht als bei der Drehmomentwacdler-Kupplung 27. Demnach wird die Kupplung 30 oder 31 voll eingekuppelt, während die Kupplung 27 noch in Biohtung zum voll eingekuppelten Zustand verändert wird·

nachfolgend wird jede Komponente oder jedes Element in dem in ]?ig,1 gezeigten Kraftübertragungssystem im einzelnen beschrieben· Wie leicht einzusehen ist, sind die magnet betätigt en Steuerventile 33? 34 und 35 alle in ihrer Konstruktion und Punktion gleich, weshalb nur das Steuerventil 33 für die Drehmomentwandler-Kupplung beschrieben wird. Da ferner die Schwenkkupplungen 30 und 31 für die Sechtsschwenkung und Linksschwenkung gleich sind, wird nur die Rechtsschwenkkupplung 30 im Detail beschrieben.

Drehmomentwand ler-Kupplung

Wie Pig.3 zeigt, weist der Motor 25 eine Motorwelle 46 auf, die sich normalerweise z.B. mit einer konstanten Geschwindigkeit von 2000 U/min dreht, wenn der Motor lauft. Die Motorwelle 46 treibt ein Stirnrad 47 an, das in ständigem Eingriff mit den Außenzähnen 48 eines Zahnkranzes 49 steht. Der Zahnkranz 49 hat auch noch innere Zähne 50, die in konstantem Eingriff mit Antriebsscheiben 51 sind, welche zu der Drehmomentwandler-Kupplung 27 gehörenc

Wie die Pig. 3 und 4 zeigen^ weist die Drehmomentwandler-Kupplung 27 ein angetriebenes Seil 52, einen Satz von Antriebs» scheiben 51 ₉ die kontinuierlich von dem Zahnkranz 49 gedreht werden₉ wenn der Motor 25 läuft, uaä uqgL· einen Satz von Antriebsscheiben 53 auf. Die Kupplung 27 ist derart gebaut, daß sie eine Minäesteinrüokstellung hat und in eine voll eingerückte Stellung oder irgend eine beliebige teileingerückte Stellung verändert werden kann« Die Kupplung 27 ist hydraulisch gespeist und f eöerentlastet uaä wirfl won. dem später besohrie·«

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benen magnetbetätigten Steuerventil 33 moduliert.

Die Kupplung 27 weist mehrere beabatandete Antriebsscheiben 51 auf und jede Antriebsscheibe 51 hat die in Pig.5 gezeigte allgemeine Konfiguration. Wie aus dieser Pig. ersichtlich, ist jede Kupplungsscheibe 51 rings um ihren Außenumfang mit einem Satz nach auSen vorstehender Zähne 56 und in der Mitte mit einer öffnung 57 versehen· Wie Pig.3 zeigt, sind die Zähne 56 der Scheiben 51 in konstantem Eingriff mit den inneren Zähnen 50 am Zahnkranz 49. Die Antriebsscheiben 51 drehen sich also konstant, wenn sich der Sahnkranz 49 dreht, unabhängig davon, ob die Drehmomentwandler-Kupplung 27 eingerückt oder ausgerückt ist.

Die Drehmomentwandler-Kupplung 27 weist ferner mehrere beabstandete Abtriebscheiben 53 auf, die jeweils die in Pig.6 gezeigte Konfiguration haben· Wie aus dieser Pig. ersichtlich, trägt jede Abtriebscheibe 53: an. dem Umfang ihrer zentralen öffnung 61 ringsum einen Satz von nach innen vorstehenden Zähnen 60. Die Abtriebscheiben 53 liegen in der aus den Pig. 3 und 4 ersiohtliohen Weise zwischen den Antriebscheiben 51·

Wie die Pig· 3 und 4 zeigen, sind die Zähne 60 an den Abtriebscheiben 53 axial verschieblich in Keilnuten 62 aufgenommen, die auf dem umfang einer Nabe 63 geformt sind» Die Habe 63 hat eine längsgenutete zentrale Öffnung 64 zur Aufnahme des mit Keilen versehenen Seils einer Welle 65 und ist mit dieser Welle durch eine Peder-Nut-Verbindung verbunden, so daß eine Drehung der ITabe 63 eine Drehung der Welle 65 bewirkt. Wie Pig.5 zeigt, dient die Well© 65 als Abtriebwelle der Brehmomentwanöler-Kupplung 27 un& sla Eingangswelle zum

Es sind Mittel in der Kupplung 27 vorgesehen, um die Antriebsscheibe 51 und die Abtriebacheibeß gegeneinander zur Anlag© ze bringen, s© daß die Kraft von den Antriebscheibsn 51 auf die Abtriebscheibe 53 übertragen wird und dadurefe öl©

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triebscheiben 53, die Habe 63 und die Welle 65 gedreht werden» Es sei darauf hingewiesen, daß die Drehmomentwandler-Kupplung 27 eine voll regulierbare Kupplung ist und daß der Anteil der von den Antriebscheiben 51 auf die Abtriebscheiben 53 übertragenen Kraft proportional zu der Höhe des angelegten, die Scheiben aufeinanderpressenden Druckes ist. Die Mittel in der Kupplung 27» um die Antriebscheiben 51 und die Abtriebscheiben 53 zusammenzupressen, umfassen einen ringförmigen Kolben 70, der in einer Kammer 71 in dem stationären Teil 52 angebracht ist, die als Zylinder für den Kolben dient· Der Kolben 70 ist von einer in den Pig.3 und 4 gezeigten Ausrückatellung der Kupplung in irgendeine teilweise oder voll eingerückte Stellung (nicht gezeigt) überführbar mit Hilfe eines hydraulischen Fluids oder Öls, das von einer Druckfluid quelle, etwa einer Pumpe 72 und einem Reservoir 73» in Pig. 1 gezeigt, durch einen Kanal 75 in dem stationären Teil 52 und durch einen Durchlaß 76 zwischen dem Kanal 75 und der Kammer 71 durch das Ventil 33 geleitet wird.

Die Fähigkeit zum Übertragen des Drehmomentes variiert bei einer Reibkupplung, wie der Kupplung 27, im Betrieb beträchtlich und diese Schwankung beruht auf verschiedenen Dingen, von denen eines die Tatsache ist, daß der Reibungskoeffizient in jeder Kupplung sich im Betrieb rasch ändert. Aufgrund dieser Tatsache wäre die Steuerung der Kupplung 27 sehr schwierig, insbesondere da die Kupplung 27 dazu benutzt wird, den Drehmomentwandler 26 zu beaufschlagen, und dies würde zu einer erheblichen Instabilität des Kraftantriebs führen. Deshalb ist es zweckmäßig, ein zentrifugalbetätigtes Steuerventil 300 vorzusehen, wie es in den Pig,3 und 4- gezeigt ist, das als Regler für die Geschwindigkeit des Singangsteiis der Kupplung 27, unabhängig von Schwankungen des Reibungskoeffizienten in der Kupplung selbst wirkt. Fluiddruck, der aus einer leitung 303 am Kopfende in das Ventil 300 eingespeist wird, wirkt zusammen mit der Zentrifugalkraft, um das Ventil zu veranlassen, den Auslaß 301 zu schließen, so daß sich Druck in der Kammer

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71 aufbauen kann. Das Ventil 300 kontrolliert dann die Gesehwindigkeitseinstellung und kompensiert etwaige Änderungen in der Reibung zwischen den Scheiben in der Kupplung. Bin für diesen Zweck geeignetes Ventil ist in dem erloschenen DP 1600171 vom 17.2,1961 vom Anmelder der vorliegenden Anmeldung im Detail beschrieben.

Es sind auch noch Mittel vorgesehen in der Kupplung 27» um den Kolben 70 in die Ausrückst ellung der Kupplung vorzubelasten. Sie haben die Form mehrerer Schraubendruckfedern, wie etwa die in Fig. 3 gezeigte leder 78, welche in Bohrungen, beispielsweise die Bohrung 81 in Pig·3, in der Habe 63 angeordnet sind. Die federn 78 stützen sich an einem ringförmigen Teller 83 ab, der mit dem ringförmigen Kolben 70 in Kontakt bringbar ist. Wenn die Kupplung 27 teilweise oder voll eingerückt ist, dreht sich die Welle 65 und überträgt Drehmoment auf den Drehmomentwandler 26 proportional zum Ausmaß der Regulierung oder des Eingriffs der Drehmomentwandler-Kupplung 27·

Drehmomentwandler.

Wie schon erwähnt, dient die Abtriebwelle 65 der Drehmomentwandler-Kupplung 27 auch als Eingangswelle 65 für den Drehmomentwandler 26. Von der Welle 65 wird Kraft durch den Drehmomentwandler 26 auf dessen Abtriebwelle 80 übertragen· Wie Fig.3 zeigt, weist der Drehmomentwandler 26 ein Gehäuse 79 auf, das eine im wesentlichen toroidförmige Kammer 82 umschließt, in der ein drehbares Flügelrad 86 angebracht ist, um mit Hilfe des dazwischen verlaufenden ölflusses eine drehbare Turbine 84 anzutreiben. Das Flügelrad 86 weist mehrere Bewegungsschaufeln 85 auf und die Turbine 84 hat mehrere Turbinenschaufeln 87· Das Flügelrad 86 ist bei Θ8 mit der Welle 65 verkeilt und wird von der Eingangswelle 65 gedreht· Die Turbine 84 ist auf der Turbinenabtriebwelle 80 bei 90 aufgekeilt und treibt die Abtriebwelle 80 an. Die Abtriebwelle 80 und das Flügelrad 84 sind am Gehäuse 79 mittels eines Anti-

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friktionswälzlagers 92 und eines Kugellagers 93 drehbar gehaltert. Die Eingangswelle 65 des Drehmomentwandlers ist mittels eines Kugellagers 95 am Gehäuse 79 drehbar gelagert. Das Gehäuse 79 ist mit einem Zulaufkanal 96 für Kühlöl versehen, durch den öl in die toroidförmige Kammer 82 geleitet wird, und mit einem Ablaufkanal 97, durch den öl aus der Kammer 82 ausfließt. Das öl in der Kammer 82 wird von den Schaufeln 85 des angetriebenen Flügelrades 86 gegen die Schaufeln 87 der Turbine 84 getrieben, um zwischen beiden eine Kraft zu übertragen, und zirkuliert vom Zulauf 96 durch die Kammer 82 zum Ablauf 97 zum Zweck der Kühlung·

Schwenkgetriebe und Schwenkgetriebekupplun^en

Wie Pig.7 zeigt, weist das Schwenkgetriebe 28 ein Gehäuse 100 auf, in dem die Schwenkgetriebekupplungen 30 und 31 untergebracht sind und in das eine Getriebeeingangswelle 101 hineinragt und aus dem eine Getriebeausgangswelle 102 herausragt. Wie Pig.1 zeigt, ist die Eingangswelle 101 mechanisch mit der Abtriebwelle 43 des Drehmomentwandlers verbunden und wird von dieser Welle in Sichtung des Pfeiles 107 in Pig.7 angetrieben. Die Eingangswelle 101 ist mittels Wälzlager 103 und 104 am Gehäuse 100 drehbar gelagert. Die Ausgangawelle 102 ist mittels Lager 105 und 106 am Gehäuse 100 drehbar abgestützt· Während ' sich die Eingang sw eile 101, wenn sie angetrieben wird, stets in Richtung des Pfeiles 107 dreht, kann sich die Ausgangswelle 102 entweder in Richtung des Pfeiles 108 oder in der entgegengesetzten Richtung gemäß dem Pfeil 109 drehen, je nachdem welche Kupplung 30 oder 31 reguliert wird.

Wie Pig.7 zeigt, ist ein Zahnrad 111 bei 112 auf der Eingangswelle 101 aufgekeilt. Das Zahnrad 111 steht in konstantem Eingriff mit einem Zahnrad 113, das mittels einer Wälzlageranordnung 114 relativ drehbar auf der Ausgangswelle 102 sitzt. Wie weiter unten in Verbindung mit Pig.8 noch genauer erklärt wird, hat die Kupplung 30 zwei relativ drehbare Teile 3OA und 3OB

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und die Kupplung 31 hat zwei relativ zueinander drehbare Teile 31A und 31B. Bas Zahnrad 113 ist mit dem Teil 3OA der Kupplung 30 starr verbunden, beispielsweise verschweißt· Ein Zahnrad 117 ist "bei 118 auf der Ausgangswelle 102 aufgekeilt. Bas Zahnrad 117 ist über ein Zwischenrad 120 mit einem Zahnrad 121 verbunden, das mittels eines Wälzlagers 122 relativ drehbar auf der Eingangswelle 101 angebracht ist· Bas Zahnrad 121 ist bei 123 mit dem Teil 31A der Kupplung 31 starr verbunden, beispielsweise verschweißt·

Wie noch erklärt wird, sind beide Kupplungen 30 und 31 so konstruiert, daS sie zwischen einer Mindesteinrückst ellung durch Teileinrückstellungen bis zu einer Yolleinrückstellung regulierbar sind. Ss sei ferner festgestellt, daß die Kupplungen 30 und 31 so gesteuert werden, daß, wenn sich der Bedienungshebel 37 in der Eeutralstellung befindet, beide Kupplungen ihre Mindesteinrückst el lung (nicht betätigt) einnehmen· Wenn jedoch der Bedienungshebel 37 aus der Heutralstellung nach rechts oder links bewegt wird, wird die Kupplung 30 oder 31 reguliert, d.h. aus der Mindest einrückst ellung in eine Teileinrückstellung in Sichtung zur Volleinrückstellung bewegt. Gemäß Pig.7 verläuft der Kraftfluß durch das Getriebe 28 wie folgt unter der Annahme, daß sich die Eingangswelle 101 in Richtung des Pfeiles 107 dreht. Palis keine der Kupplungen 30 oder 31 betätigt ist, bleibt die Ausgangswelle 102 stationär. Falls die Kupplung 30 teilweise oder voll reguliert ist, geht die Kraftübertragung folgenden Weg: Eingangswelle 101, Zahnrad 111, Zahnrad 113» Kupplungsteil 30A, Kupplungsteil 30B, Ausgangswelle 102, die sich in Richtung des Pfeiles 109 dreht. Angenommen die Kupplung 31 ist teilweise oder voll reguliert, dann geht die Kraftübertragung den folgenden Wegi Eingangswelle 101, Kupplungsteil 31B, Kupplungsteil 31A, Zahnrad 121, Zahnrad 120, Zahnrad 117 und Ausgangswelle 102, die sich in Richtung des Pfeiles 108 dreht.

Pig.8 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Getriebekupplung 30 für die Rechtsschwenkung und zeigt, auf welohe Weise

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sie mit dem Zahnrad 113 und der Ausgangswelle 102 verbunden ist. Da die beiden Getriebekupplungen 30 und 31 für die Rechtsschwenkung und die Linksschwenkung, wie sie in Pig»1 und 7 gezeigt sind, praktisch gleich in ihrer Konstruktion sind, wird nachstehend nur die Kupplung 30 im Detail beschrieben. Aus Pig.7 ist jedoch ersichtlich, daß die Kupplungen 30 und 31 zueinander entgegengesetzt montiert sind. Wie Pig.8 zeigt, weist die Kupplung 30 einen Satz von Antriebscheiben 151 und einen Satz von Abtriebscheiben 153 auf, die in ihrer allgemeinen Form den Antriebscheiben und Abtriebscheiben der 3?ig.5 und 6 ähnlich sind. Wie weiter aus Pig.8 ersichtlich, sind die Antriebscheiben 151 mit einer Nut-Ped erverbindung an einem hohlen zylindrischen Gehäuse 154 des Kupplungsteils 3OA befestigt, das bei 115 am Zahnrad 113 festgeschweißt ist. Das Zahnrad 113» das Gehäuse 154 und die Antriebscheiben 151 drehen sich also als eine Einheit, wenn das Zahnrad 113 angetrieben wird. Die Antriebscheiben 151 der Kupplung sind relativ zum Gehäuse 154 in Achsrichtung verschieblich* Die Abtrieb scheiben 153 der Kupplung 30 sind mit einer ITabe 160 durch Keil und Keilnut verbunden und die Habe ist ihrerseits bei 161 auf der Ausgangswelle 102 aufgekeilt. Die Abtriebscheiben 153 liegen zwischen den Antriebscheiben 151 und sind auf der Habe 160 arj el. verschieblich, so daß, wenn die Scheiben 153 durch Reibungskontakt mit den Scheiben 151 angetrieben werden, sich die Habe 60 und die Welle 102 drehen.

Es sind in der Kupplung 30 Mittel vorgesehen, um die Antriebscheiben 151 und die Abtriebscheiben 153 gegeneinander zu pressen, so daß Bewegungsenergie von den Antriebscheiben 151 auf die Abtriebscheiben 153 übertragen werden kann und dabei die Abtriebscheiben 155» die Nabe 160 und die Welle 102 gedreht werden. Die Kupplung 30 ist eine verstellbare Kupplung und der Anteil der von den Antriebscheiben 151 auf die Abtriebsoheiben übertragenen Kraft ist proportional zu der Höhe dee angelegten Druckes zum Aufeinanderpressen der Scheiben. Die Mittel in der Kupplung 30 zum Zusammenpressen der Antriebscheiben

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151 und der Abtriebscheiben 153 umfassen einen ringförmigen Kolben 170, der in einer ringförmigen Einsenkung 171 in einem Teil 152 liegt, der mit der Welle 102 zur gemeinsamen Drehung verbunden ist. Die Einsenkung 171 dient ala Zylinder für den Kolben 170. Der Kolben 170 ist von einer Mindesteingriff stellung (nicht betätigt), die nicht dargestellt ist, mit Hilfe θίηββ hydraulischen Fluids oder Öls, das von einer Druckfluidquelle, etwa einer Pumpe 72 und einem Reservoir 73, siehe Fig.1, durch einen Kanal 175 in das !Beil 152 und durch einen Durchlaß 176 in die Einsenkung 171 eingespeist \iird, in eine teilweise oder voll eingerückte Stellung der Kupplung verschiebbar·

Wie Pig«8 zeigt, ist die Sehwenkgetriebekupplung 30 der verstellbaren Drehmomentwandlerkupplung 27 in ihrer Konstruktion weitgehend gleich mit der Ausnahme, daß die Getriebekupplung 30 mehr Reibscheiben hat, um größere Drehmomente übertragen zu können. Da die Kupplung 30 so gebaut ist, daß sie in einem Mindesteingriffzustand arbeitet, auch wenn sie nicht betätigt wird, ist die Kapazität für Kühlöl wesentlich erhöht (d.i. verdreifacht), um für eine ordnungsgemäße Kühlung der Kupplung zu sorgen und die Abnutzung zu reduzieren.

Pig. 13 zeigt ein Diagramm, das den Verlauf des Ausgangsdrehmomentes des Drehmomentwandlers bei verschiedenen Geschwindigkeiten des Einganga-Plügelrades veranschaulicht· Die Kurven wurden unter konstanten Geschwindigkeiten am Flügelrad 86 erzeugt, während man die Geschwindigkeit der Turbine 84 von einer negativen Rotation (durch die Belastung rückwärtsgedreht) im zweiten Quadranten durch einen normalen Torwartsbetrieb im ersten Quadranten und schließlich durch den vierten Quadranten laufen ließ, wo die Yerzögerungseffekte des Drehmomentwandlers 26 gezeigt sind, wenn die Last versucht, die Turbine 84 zu überdrehen. In dem Diagramm der Pig· 13 sind zwei schraffierte Bereiche enthalten, die parallel zur Z-Achse verlaufen, die die Turbinengeschwindigkeit in U/min angibt. Diese Bereiche

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zeigen das Breasmoment an, das von den vorbelasteten Getriebekupplungen 30 oder 31 ausgeübt wird. Dieses Bremsmoment wirkt stets in der Sichtung zum Verlangsamen der last (oder der Schwenkgeschwindigkeit). Wenn der Drehmomentwandler im zweiten Quadranten betrieben wird, addiert eich das Bremsmoment des Getriebes zu der Bremswirkung des Wandlers. Wenn der Wandler im ersten Quadranten arbeitet, subtrahiert sich das von den Kupplungen 30 oder 31 aufgebrachte Bremsmoment von dem Ausgangsdrehmoment des Wandlers. Und im vierten Quadranten addiert sich das Getriebebremsmoment wieder zu dem verzögernden Drehmoment des Wandlers. Betrachtet man den Schnittpunkt des Getriebebremsmomentes mit der positiven Y-Achse, die das positive Ausgangsdrehmoment in engl. 3?uß mal engl. Pfund zeigt, so sieht man, da3 die Bewegung der Turbinenwelle 80 (oder die Schwenkbewegung des Krans 10) erst dann stattfindet, wenn die Drehmomentwandler-Kupplung 27 weit genug eingerückt ist, um ein Ausgangsdrehmoment von annähernd 339 J (250 engl. Pfund mal engl. Fuß) zu erzeugen. Das Vorbelastungsniveau der Kupplung 27 muß jedoch darunter liegen, um in der !Neutralstellung die Geschwindigkeit null zu ergeben. Das für die Beschleunigung des oberen Kranteils 13 verfügbare Hutzdrehmoment ist dann Turbinendrehmoment minus Getriebebremsmoment * Bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Eingangsschaufelrades ist der Auslaufpunkt des Drehmomentwandlers 26 dann der Schnittpunkt einer Kurve mit der linie M, die die von dem Steuerteil gesetzte Grenzgeschwindigkeit angibt·

Nachfolgend werden Beispiele für zwei 8chwenk'/,yklen gegeben, die dazu dienen, die Punktion des Systems zu erklären· Das erste Beispiel nimmt an, daß der Bedienungshebel 37 in die Stellung für eine Schwenkung des Kranoberteils 13 mit voller Geschwindigkeit gebracht und dann in einer raschen Bewegung auf die neutralst ellung zurückgestellt wird· Während der Bedienungshebel 37 vorwärtsbewegt wird, nimmt die Geschwindigkeit des Eingangsflügelrades 86 direkt mit der Stellung des Bedienungshebels zu und wird bis zu einem Maximum beschleunigt·

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Wenn das Turbinendrehmoment das Getriebebremsmoment übersteigt, beginnt sich der Kranoberteil 13 in der richtigen Richtung zu beschleunigen und bewegt sich weiter, bis er eine geregelte Geschwindigkeit erreicht (z.B. 800 U/min, wie auf der linie M in ]?ig. 13 gezeigt, was in diesem Beispiel eine Schwenkung des Kranoberteils 13 mit 2 u/min hervorrufen würde). Der Drehzahlregler 45 verringert dann den Eingangsdruck der Kupplung 27, um die Geschwindigkeit des Eingangs-Plügelrades 86 auf die zum Halten einer Turbinengeschwindigkeit von 800 U/min erforderliche herabzusetzen. Pur das vorstehende Beispiel sei angenommen, daß die Geschwindigkeit des Eingangs-Flügelrades 86, die zum Halten der !Turbine 84 auf 800 U/min notwendig ist, 1300 U/min beträgt. Folglich ergibt die vertikale linie M in dem Diagramm der Fig. 13 von 800 U/min auf der X-Achse zu einem Schnittpunkt mit der Flügelrad-Gesehwindigkeitskurve für 1300 U/min einen Arbeitspunkt auf dem Diagramm der Drehmomentwandlercharakteristik, der mit If bezeichnet ist. Wenn der Kranführer den Bedienungshebel 34 so rasch wie möglich in die Neutral st ellung zurückstellt, verschiebt sich der Arbeitspunkt nunmehr direkt in den vierten Quadranten, bis er die Plügelrad-Geschwindigkeitskurve für 500 U/min an der Stelle P schneidet. Daß der Arbeitspunkt auf die 500 U/min-Kurve des Flügelrades absinkt, liegt darin begründet, daß dieser Arbeitspunkt als diejenige Vorbelastungsgeschwindigkeit des Eingangs-Plügelrades 86 gewählt war, die ein Ausgangsdrehmoment von weniger als 339 J erzeugt. Das zum Verlangsamen der Schwenkgeschwindigkeit des Kranoberteils 13 zur Verfügung stehende Drehmoment ist das Bremsmoment des Drehmomentwandlers plus dem Getriebebremsmoment. Das Drehmoment des Wandlers addiert sich weiter zum Getriebedrehmoment, bis es die X-Achse kreuzt (z.B. annähernd bei 600 TJ/min). Zu diesem Zeitpunkt ist, wie aus den Kurven in Fig. 13 ersichtlich, das Uutzdrehmoment gleich dem Getriebedrehmoment minus dem Wandlerdrehmoment. Das ITutzbremsmonientnimmt dann weiter ab, bis es bei der Schwenkgesohwindigkeit null ein Minimum erreicht.

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Das zweite Beispiel eines Schwenkzyklus hat die gleichen Startbe dingungen wie in dem ersten Beispiel, ausgenommen daß statt dem Rückstellen des Bedienungshebels 37 in die iTeutralstellung der Bedienungshebel durch die Neutralst ellung hindurch in die lage für die volle umgekehrte Bewegung gebracht wird. Während dieses Zustandes sinkt der Arbeitspunkt wieder auf den Punkt P ab, gleitet aber dann zu einem Arbeitspunkt T im zweiten Quadranten, der durch den Schnittpunkt einer vertikalen linie S von der Turbinengeschwindigkeit 800 U/min (negative Rotation) ausgehend mit der Kurve der maximalen Flügelrad-Geschwindigkeit (2100 U/min) oder der Motorgeschwindigkeit bei schlüssiger Verbindung gegeben ist. Dieser Arbeitspunkt T gleitet dann auf der 2100 U/min-Kurve des Flügelrades nach unten, wobei die Schwenkgeschwindigkeit des Kranoberteils 13 auf null U/min verlangsamt wird mit einem Nutzdrehmoment, das das Wandlerdrehmoment plus das Getriebebremsmoment umfaßt. Wenn die Geschwindigkeit des Kranoberteils 13 Null ü/min erreicht, nimmt sie in positiver Richtung beschleunigt zu, bis sie wieder die Grenzgeschwindigkeit des Reglers erreicht.

Magnetbetätigtes Steuerventil

Fig.1 zeigt, daß die Steuerventile 33t 34 und 35 den Zulauf eines hydraulischen Arbeitsfluids von der Pumpe 72 zu den betreffenden Kupplungen steuern. Wie oben erläutert, sind die drei Steuerventile in Konstruktion und Funktion einander gleich. In der Praxis kann jedes Steuerventil die Form des in den Fig.9 und 10 gezeigten Ventils 33 haben. Das Steuerventil 33 weist einen Ventilkörper 185 auf, der eine Bohrung 186 hat, in der eine Ventilspindel 187 verschieblich aufgenommen ist. Der Ventilkörper 185 hat eine öleinlaßöffnung 188, die an die Pumpe 72 anschließbar ist, eine ölauslaßöffnung 189, die mit der durch das Ventil zu steuernden Kupplung verbindbar ist, und einen Auslaß 190, der mit dem Sumpf oder Reservoir 73 verbindbar ist. Die Ventilspindel 187 ist mit einer Nut 191 versehen, die in üblicher Weise eine Verbindung zwischen der Ein-

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laßöffnung 188 und der Auslaßöffnung 189 herstellt. Die Ventilspindel 187 ist zwischen einer Tollatändig geschlossenen Stellung oder nullstellung (in Pig.10 gezeigt) und einer vollständig geöffneten Stellung mit Hilfe eines elektrisch betätigten Proportionalsolenoids 35A axial verschiebbar. Das Proportionalsolenoid 35A hat einen Durchgang durch ein Teil 196, der den Ölfluß zu einer Kammer 196A nächst einem Ende der Spindel 187 steuert. Der Öldruck in der Kammer 196A bewirkt eine Verschiebung-der Spindel 187 gemäß Pig.10 nach links. Eine Vorspannfeder 197 liegt in der Bohrung 186 des Ventilkörpers 185 und dient dazu, die Ventilspindel 187 in die Nullstellung vorzubelasten. Wie leicht einzusehen ist, ist die Verschiebung der Ventilspindel 187 und damit die von dem Ventil 33 abgemessene Menge des Arbeitsfluids zum Betreiben oder Verstellen der zugehörigen Kupplung proportional zu dem an das Proportionalsolenoid 35A angelegten Arbeitsstrom. Das Proportionalsolenoid 35A kann beispielsweise mit Hi]JTe einer elektrischen Schaltung des Typs betrieben werden, wie er in Pig.11 gezeigt ist. Das Diagramm der Pig.12 veranschaulicht die Beziehung zwischen dem an das Proportionalsolenoid 35A angelegten Strom bzw. der angelegten Spannung und der Höhe des Pluiddruckes in engl· Pfund pro Quadratzoll (1 psi = 0,07 at), der an der Drucköffnung 189 (Linie E) und in der Kammer 196A (linie D) erscheint. Das Diagramm der Pig.12 dient hauptsächlich als Beispiel und es können auch andere elektrische Ventile verwendet werden, um die gewünschten öldruckhöhen für die richtige Betätigung oder Regulierung der von den Steuerventilen 33» 34 und 35 gesteuerten Kupplungen zu erzielen·

Steuerschaltung

In Pig.11 ist ein elektrisches Schaltbild zum Steuern der Pro portionalsolenoid e 33A, 34A und 35A für die Steuerventile 33, 34 und 35 dargestellt. Die Steuerschaltung umfaßt zwei Teile, die im wesentlichen gleich sind. Der untere Teil der elektrischen Steuerschaltung weist zwei Gleichstrom-Speiseleitungen

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200 und 201 (Erde) auf, die beispielsweise von einer 12 7 Gleichstromquelle gespeist werden. Zwischen den Leitungen 200 und 201 liegt ein Potentiometer 203 in Reihe mit einer Diode D1 und einem Widerstand R1 von 500 0hm. Das Potentiometer 203 hat einen beweglichen Kontakt 204, der mechanisch mit dem Bedienungshebel 37 verbunden ist und von diesem bewegbar ist. Der bewegliche Eontakt 204 des Potentiometers 203 liefert ein Torspannungssignal für die Basis eines Transistors Q^, der einen Transistor Q₂ steuert. Der Transistor Q^ verstärkt das Steuersignal für die Basis des Leistungstransistors Q₂, durch den die Betriebsenergie zum Proportionalsolenoid 34A geschickt wird. Das Solenoid 34A liegt zwischen den Speiseleitungen 200 und 201 in Reihe mit dem Emitter-Kollektorkreis des Leistungstransistors Q₂ ·

Der obere Teil der elektrischen Steuerschaltung umfaßt zwei Gleichstrom-Speiseleitungen 200A und 201A (Erde), die ebenfalls von der 12 Y Gleichstromquelle gespeist werden können. Ein Potentiometer 203A liegt zwischen den Leitungen 200A und 201A in Reihe mit einer Diode D1A und einem Widerstand K1A von 500 0hm. Das Potentiometer 203A hat einen beweglichen Kontakt 204A, der ebenfalls mechanisch mit dem Bedienungshebel 37 für den Kranführer gekuppelt und von diesem verstellbar ist. Der bewegliche Kontakt 204A des Potentiometers 203A schickt ein Vorspannungssignal zu der Basis eines Transistors Q, und der Transistor Q, steuert einen Transistor Q.. Der Transistor Q, verstärkt das Steuersignal für die Basis des Leistungstransistors Q-, durch den der Arbeitsstrom zum Proportionalsolenoid 35A geschickt wird. Das Solenoid 35A liegt zwischen den Speiseleitungen 200A und 201A in Reihe mit dem Emitter-Kollek-. torkreis des Leistungstransistors Q..

Wie !ig.11 zeigt, hat jedes Potentiometer 203 und 203A einen inaktiven Bereich und beide Potentiometer sind so konstruiert und montiert, daß, wenn sich beispielsweise der Kontakt 204 des Potentiometers 203 in dem inaktiven Bereich befindet, der Kontakt 204A des Potentiometers 203A im aktiven Bereich liegt

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und umgekehrt·

Wenn der Bedienungshebel 37 in der Neutralst ellung ist, befinden sich die Drehmoment wand ler-Kupplung 27 und die Schwenkkupplungen 30 und 31 in ihrer Mindest einrückst ellung· Wenn der Bedienungshebel 37 so verstellt wird, daß. er eine Rechtsschwenkung des Kranoberteils 13 hervorruft, wird der bewegliche Kontakt 204 des Potentiometers 203 proportional zur Bewegung des Bedienungshebels 37 in den aktiven Bereich bewegt, ein beweglicher Kontakt 204B eines Potentiometers 203B verstellt den Steuerpunkt des Reglers über Erde und ein Stromsignal, das zur Bewegung des Bedienungshebels proportional ist, wird zu dem Solenoid 33A der Drehmomentwandler-Kupplung und zu dem Solenoid 34A der Rechtsschwenkkupplung geschickt. Dadurch wird der an der Wandlerkupplung 27 angelegte Druck erhöht. Entsprechend wird, wenn der Bedienungshebel 37 aus der Neutral st ellung nach links bewegt wird, der bewegliche Kontakt 204A des Potentiometers 203A in den aktiven Bereich verschoben und der Kontakt 204B des Potentiometers 203B so verstellt, daß der Steuerpunkt des Reglers über Erde angehoben wird; ein zum Verstellweg des Bedienungshebels proportionaler Strom erregt die Proportionalsolenoide 33A und 35A, was eine entsprechende Aktion der zugehörigen Kupplungen zur Folge hat.

Wie bereits in Verbindung mit dem Diagramm der Pig.2 erläutert wurde, müssen die Schwenkkupplungen 30 und 31 vollständig eingerückt sein, bevor die Drehmomentwandler-Kupplung 27 voll in Eingriff kommt. Dies geschieht durch Einstellen der Hullposition der Ventilspindeln 187 in den Steuerventilen 34 und 35 für die Schwenkkupplungen 30 bzw. 31 in der Weise, daß von den Steuerventilen 34 und 35 ein höherer Druck zu ihren zugehörigen Kupplungen geschickt wird. Wie PigdO zeigt, kann die Uullposition einer Ventilspindel 187 mit Hilfe einer Einstellschraube 210 justiert werden, die das Ausmaß, mit dem die Vorspannfeder 197 komprimiert wird, einstellt. Eine derartige Einstellung hat die Wirkung, die Stromhöhe, die an das Proportio-

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nalsolenoid angelegt werden muß, um eine bestimmte axiale Verschiebung der Ventilspindel 187 zu ergeben, zu verändern. Das Diagramm der Fig. 12 zeigt Kurven D und E und veranschaulicht, wie ein bestimmter an das Proportionalsolenoid angelegter Strom einen unterschiedlichen Öldruck am Auslaß des Steuerventils ergibt.

Regler

Aus Pig.1 ist ersichtlich, daß das magnetbetätigte Steuerventil -33 die Drehmomentwandler-Kupplung 27 steuert. Aus praktischen Gründen ist es erwünscht, die Geschwindigkeit, mit der der obere Kranteil 13 geschwenkt werden kann, ungeachtet des Bewegungsausmaßes des Bedienungshebels 37 zu begrenzen. Deshalb wird das Betriebssignal von der Schwenksteuerung 40 dem Proportionalsolenoid 33A durch einen Regler 45 zugeführt, der seinerseits auf ein Geschwindigkeitssignal von dem Geschwindigkeitsfühler 42 anspricht, welcher die Geschwindigkeit der Ausgangswelle 43 des Drehmomentwandlers feststellt. Der Regler 45 und die Geschwindigkeitsmeßspule 42 können die 3?orm irgendeiner bekannten Vorrichtung haben. In der Praxis hat sich ein elektronischer Regler, der von der Barber Colman Co. 1300 Rock Street, Rockford Illinois unter der Teilnr. DYSTI-I0005 vertrieben wird, als geeignet erwiesen.

Die hierin beschriebene Erfindung verwendet elektrisch betätigte Solenoid ventile für die Regulierung der Kupplungen und es ist eine geeignete elektronische Steuerung vorgesehen, um die Solenoidventile zu betätigen. Selbstverständlich können jedoch auch andere Typen von Steuerungen für die Regulierung der Kupplungen im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein. Das erfindungsgemäße Kraftübertragungssystem ist zwar in einen Mobilkran eingebaut beschrieben, doch kann ein solches System auch in anderen Geräten und Ausrüstungen verwendet werden.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

1.,· Kraf tübertragungssystem, gekennzeichnet durch, einen Drehmomentwandler (26),
eine regulierbare Drehmomentwandler-Kupplung (27) in dem Drehmomentwandler (26),

ein Getriebe (28), das derart angeschlossen ist, daß es vom Drehmomentwandler (26) angetrieben wird, wenigstens eine regulierbare Getriebekupplung (30, 31) in dem Getriebe, und eine selektiv betätigbare Steuereinrichtung zum Regulieren der Kupplungen (27, 30, 3T) in der Weise, daß die Getriebekupplung (30 od. 31) voll eingerückt ist, bevor die Drehmomentwandler-Kupplung (27) in vollen Eingriff kommt.

2. Kraftübertragungssystem, gekennzeichnet durch einen Drehmomentwandler (26),

eine regulierbare Drehmomentwandler-Kupplung (27) in dem Drehmomentwandler,

ein Getriebe (28), das derart angeschlossen ist, daß es von dem Drehmomentwandler (26) angetrieben werden kann, zwei abwechselnd regulierbare Getriebekupplungen (30, 31) in dem Getriebe und

eine selektiv betätigbare Steuereinrichtung zum Regulieren der Drehmomentwandler-Kupplung (27) und einer aus den Getriebekupplungen ausgewählten Kupplung (30 od. 31) in der Weise, daß die ausgewählte Getriebekupplung voll eingerückt ist, bevor die Drehmomentwandler-Kupplung in den voll eingerückten Zustand kommt.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (27,·30, 31) von dem durch ein Fluid regulierbaren Typ sind und daß die Steuereinrichtung einstellbare Steuerventile (33, 34, 35) umfaßt, die den Fluiddruck an den Kupplungen regulieren·

ORIGINAL INSPECTED

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- ay -

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein bewegbare3 Steuerteil (37) aufweist, das aua einer Itfeutralstellung in entgegengesetzte Richtungen bewegbar ist, um die Regulierung der Drehmomentwandler-Kupplung (27) und die Regulierung einer ausgewählten Getriebekupplung (30 od. 31) vorzunehmen.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (33, 34, 35) von Proportionalsolenoiden (33A, 34A, 35A) betätigt werden und daß die Steuereinrichtung eine elektrische Schaltung enthält, die auf die Bewegung des bewegbaren Steuerteils (37) anspricht und die Solenoide steuert.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Regler (45) aufweist, der auf die Ausgangsgeschwindigkeit des Drehmomentwandlers (26) anspricht, U3. das Proportionalsolenoid (33A) für das Steuerventil (33) der Drehmomentwandler-Kupplung (27) derart zu steuern, daß das Ausmaß des Eingriffs der Drehmomentwandler-Kupplung und damit die Ausgangsgeschwindigkeit des Getriebes begrenzt wird.

7. Kran mit einem schwenkbaren Kranteil, der in wenigstens eine Richtung verschwenkbar ist, und mit einer Antriebsmaschine für die Schwenkbewegung des Kranteils, gekennzeichnet durch

ein zwischen der Antriebsmaschine (25) und dem schwenkbaren Kranteil (13) eingeschaltetes Kraftübertragungssystem,, das folgende Teile umfaßt:

. einen Drehmomentwandler (26), der derart angeschlossen ist, daß er von der Antriebsmaschine (25) antreibbar ist, ein Getriebe (28), das von dem Drehmomentwandler (26) antreibbar ist und derart angeschlossen ist, daß es eine Schwen—

. kung des Kranteile (13) bewirken kann, eine erste regulierbare Kupplung (27), die mit dem Drehmomentwandler (26)

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verbunden ist, **'

wenigstens eine zweite regulierbare Kupplung (30, 31)» die mit dem Getriebe (28) verbunden ist, und eine Steuereinrichtung, die derart betreibbar ist, daß sie einen voll eingerückten Zustand der zweiten Kupplung herstellt, bevor die erate Kupplung voll eingerückt ist·

8. Kran nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung auch ein Ausrücken der ersten Kupplung (27) Xn deren Mindesteinrückstellung bewirkt, bevor die zweite Kupplung (30 od. 31) in ihren Mindest einrückzustand reguliert ist.

9· Kran nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Regler (45) aufweist, der auf die Aus-. gangsgeschwindigkeit des !Drehmomentwandlers (26) reagiert, um das Ausmaß des Eingriffs der ersten Kupplung (27) zu begrenzen und damit die Geschwindigkeit, mit der der Kranteil (13) verschwenkt werden kann_s zu beschränken.

10. Kran mit einem schwenkbaren Kranteil, der in zwei entgegengesetzte Eichtungen schwenkbar ist, und mit einer Antriebsmaschine für die Schwenkbewegung des Kranteils, gekennzeichnet durch ein zwischen die Antriebsmaschine (25) und den schwenkbaren Kranteil (13) eingefügtes Kraftübertragungssystem, das folgende Seile umfaßt:

einen Drehmomentwandler (26), der derart angeschlossen ist, daß er von d@r Antriebsmaschine (25) angetrieben wird, ein Getriebe (28), das von dem Drehmomentwandler (26) antreibbar und derart verbunden ist, daß es eine Schwenkung des Kranteils (13) bewirken kann, eine erste Kupplung (27), die mit dem Drehmomentwandler (26) verbunden ist und zwischen einer Mindest einrücks teilung und einer voll eingerückten Stellung regulierbar ist,
zwei alternativ regulierbare zweite Kupplungen (30, 31),

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die mit dem Getriebe (28) verbunden sind und von denen jede zwischen einer Mindesteinrüokstellung und einer voll eingerückten Stellung regulierbar ist,

eine Steuereinrichtung, die betätigbar ist, um eine aus den beiden zweiten Kupplungen (30, 31) ausgewählte-Kupplung zum Schwenken de3 Kranteils in einer gewünschten Richtung zu regulieren, und die ferner derart betreibbar ist, daß sie die aus den zweiten Kupplungen ausgewählte Kupplung in die voll eingerückte Stellung bringt, bevor die erste Kupplung (27) den voll eingerückten Zustand erreicht.

11. Kran nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Regulierung der ersten Kupplung (27) in deren Mind eat einrückst ellung bewirkt, bevor sie die ausgewählte zweite Kupplung (30 od. 31) in deren Mindesteinrückstellung bringt.

12» Kran nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung auch noch einen Regler (45) aufweist, der auf die Ausgangsgeschwindigkeit des Drehmomentwandlers (26) reagiert, um den Einrückgrad der ersten Kupplung (27) zu "begrenzen und damit die Geschwindigkeit, mit der der Kranteil (13) verschwenkbar ist, zu beschränken.

13· Kran mit einem schwenkbaren Kranteil, der in entgegengesetzte Richtungen schwenkbar ist, und mit einer Antriebsmaschine für die Schwenkbewegung des Kranteils, die eine Abtriebwelle hat, gekennzeichnet durch ein zwischen die Antriebsmaschine (25) und den schwenkbaren Kranteil (13) eingefügtes Kraftübertragungssystem, das folgende Teile umfaßt:

einen Drehmomentwandler (26) mit einer Eingangswelle (65) und einer Ausgangswelle (80), ein Getriebe (28) mit einer Eingangswelle (101) und einer Ausgangswelle (102), eine erste Kupplung (27), die zwischen der Ausgangswelle (46) der Antriebsmaschine (25) und der Eingangswelle (65) des Dreh-

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momentwand1ers (26) liegt und zwischen einer Mindesteinrückstellung und einer voll eingerückten Stellung regulierbar ist,

zwei wechselweise regulierbare zweite Kupplungen (30, 31)» die zwischen der Eingangswelle (101) und der Ausgangswelle (102) des Getriebes (28) liegen und jeweils zwischen einer Mindest einrückst ellung und einer voll eingerückten Stellung regulierbar sind,

und eine Steuereinrichtung, die derart funktioniert, daß sie die erste Kupplung (27) und die für die Schwenkung des Kranteils in die gewünschte Sichtung aus den zweiten Kupplungen (30, 31) ausgewählte Kupplung reguliert, und zwar derart, daß sie die volle Einrückung der ausgewählten zweiten Kupplung bewirkt, bevor die erste Kupplung voll eingerückt ist, und eine Regulierung der ersten Kupplung in deren Mindest einrückst ellung bewirkt, bevor die ausgewählte zweite Kupplung in ihre Mind esteinrücks teilung reguliert wird.

14. Kran nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (27) und die zweiten Kupplungen (30, 31) von dem Typ mit Fluidregulierung sind und daß die Steuereinrichtung verstellbare Steuerventile (33, 34, 35) zum Hegulieren des Fluiddruckes für die erste Kupplung und die zweiten Kupplungen aufweist.

15· Kran nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein bewegbares Steuerteil (37) aufweist, das aus einer Neutralstellung in entgegengesetzte Eichtungen bewegbar ist, um eine Regulierung der ersten Kupplung und eine Regulierung einer aus den zweiten Kupplungen ausgewählten Kupplung zu bewirken*

16. Kran nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (33, 34, 35)'von Proportionalsolenoiden (33A, 34A, 35A) betätigt werden und daß die Steuereinrichtung eine elektrische Schaltung enthält, die auf die Bewegung

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des bewegbaren Steuerteils (37) reagiert, um die Solenoide zu steuern·

17. Kran nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung auch noch einen Hegler (45) aufweist, der auf die Ausgangsgeschwindigkeit des Drehmomentwandlers (26) anspricht, um das Proportionalsolenoid (33A) für das Steuerventil (33) für die erste Kupplung (27) zu regeln, um das Ausmaß des Eingriffs der ersten Kupplung zu begrenzen und damit die Geschwindigkeit, mit der der Kranteil (13) verschwenkbar ist, zu beschränken.

18. Kraftübertragungssystem, gekennzeichnet durch einen Drehmomentwandler (26),

eine regulierbare Drehmomentwandler-Kupplung (27) in dem Drehmomentwandler, die zwischen einer Mindesteinrüekstellung und einer voll eingerückten Stellung regulierbar ist,

ein Getriebe (28), das derart angeschlossen ist, daß es von dem Drehmomentwandler antreibbar ist, wenigstens eine regulierbare Getriebekupplung (30, 31) in dem Getriebe (28), die zwischen einer Mindesteinrückstellung und einer voll eingerückten Stellung regulierbar ist, und

eine wahlweise betätigbare Steuereinrichtung zum Regulieren der Kupplungen in der Weise, daß die Getriebekupplung voll eingerückt wird, bevor die Drehmomentwandler-Kupplung voll eingerückt wird.

19· Kraftübertragungssystem, gekennzeichnet durch einen Drehmomentwandler (26),

eine regulierbare Drehmomentwandler-Kupplung (27) in dem Drehmomentwandler, die zwischen einem Mindest einrückzustand und einem voll eingerückten Zustand regulierbar ist, ein Getriebe (28), das derart angeschlossen ist, daß es von dem Drehmomentwandler antreibbar ist, -

zwei wechselweise regulierbare Getriebekupplungen (30, 31)

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in dem Getriebe (28), die jeweils zwischen einem Mindesteinrückzustand und einem voll eingerückten Zustand regulierbar sind, und

eine selektiv betätigbare Steuereinrichtung zum Regulieren der Drehmomentwandler-Kupplung (27) und einer aus den Getriebekupplungen (30, 31) ausgewählten Kupplung in der Weise, daß sie die volle Einrückung der ausgewählten Getriebekupplung vor der vollen Einrückung der Drehmomentwandler-Kupplung bewirkt·

20. Kraftübertragungssystem, gekennzeichnet durch einen Drehmomentwandler (26), der ein Eingangsflügelrad (86) und eine Turbine (84) hat,

eine Einrichtung zum Antreiben des Eingangsflügelrades (86) mit konstanter Geschwindigkeit,

eine regulierbare Drehmomentwandler-Kupplung (27) in dem Drehmomentwandlerj die einen Mindesteinrückzustand hat, . ein Getriebe (28), das derart angeschlossen ist, daß es von der Turbine (84) des Drehmomentwandlers (26) antreibbar ist,

zwei wechselweise regulierbare Getriebekupplungen (30, 31) in dem Getriebe, die jeweils einen Mindesteinrüokzustand haben,

eine von dem Getriebe (28) angetriebene üast, die in einer Richtung bewegbar ist, wenn die Drehmomentwandler-Kupplung (27) und eine der Getriebekupplungen reguliert werden, und die in die entgegengesetzte Richtung bewegbar ist, wenn die Drehmomentwandler-Kupplung und die andere Getriebekupplung reguliert werden,

und eine wahlweise betätigbare Steuereinrichtung zum Regulieren der Drehmomentwandler-Kupplung und einer aus den Getriebekupplungen ausgewählten Kupplung in der Weise, daß die volle Einrückung der ausgewählten Getriebekupplung vor der vollen Einrückung der Drehmomentwandler-Kupplung zustandekommt, wobei jede Getriebekupplung, wenn sie sich in dem Mindesteinrückzustand befindet, eine Bremswirkung auaübt,

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um die Bewegung der last in der gewählten Bewegungsrichtung zu verlangsamen, und wobei die Drehmomentwandler-Kupplung in Verbindung mit der Getriebekupplung wirkt, um eine weitere Bremswirkung auszuüben, um die Bewegung der Last zu verlangsamen, wenn die Bewegung der last im Begriff ist, zu weit zu gehen und die Turbine (84) in Rückwärtsrichtung drehen will.

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