DE2824271A1

DE2824271A1 - Schleppgetriebe fuer bergwerksmaschinen

Info

Publication number: DE2824271A1
Application number: DE19782824271
Authority: DE
Inventors: Harry James Fruin; Paul Greenhough
Original assignee: Dresser Europe SPRL
Current assignee: Dresser Europe SPRL
Priority date: 1977-06-02
Filing date: 1978-06-02
Publication date: 1978-12-14
Also published as: FR2415245B1; GB1587294A; JPS5416302A; FR2415245A1; JPS619471B2; US4245526A

Description

BESCHREIBÜN&

Die Erfindung bezieht sich auf ein Förder- bzw. Schleppgetriebe für Bergwerksmaschinen.

Es sind Schleppgetriebe für Bergwerksmaschinen bekannt, bei denen eine Überlastungsschutzeinrichtung vorhanden ist, zu der eine zwischen der Krafteinleitungsseite und der Kraftabgabeseite des Getriebes angeordnete Entkupplungseinrichtung, z.B. eine Kupplung, gehört, die ausgerückt wird, wenn das überwachte Drehmoment einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Hierbei kann das Fluid, das durch eine Pumpe gefördert wird, welche durch den Krafteinleitungsteil des Getriebes angetrieben wird, über ein Überdruckventil der Kupplung so zugeführt werden, daß die Kupplung normalerweise eingerückt bleibt. Die Fördermenge der Pumpe richtet sich nach dem übertragenen Drehmoment. Beim Auftreten eines Überlastdrehmoments, das durch den an dem Überdruckventil eingestellten Überdruck bestimmt wird, wird die Förderseite der Pumpe zum Behälter kurzgeschlossen, und hierdurch wird die Kupplung ausgerückt.

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Eine solche Anordnung ist in der DT-OS 2 541 838 geoffenbart. Zum Teil deshalb, weil zum Betätigen der Kupplung die gleiche Antriebskraft dient, welche durch das übertragene Drehmoment aufgebracht wird und deren Größe sich direkt nach diesem Drehmoment richtet, und teilweise deshalb, weil es sich bei dieser Antriebskraft um hydraulische Energie handelt, kann es vorkommen, daß die Überlastungsschutzeinrichtung unzuverlässig und unstabil arbeitet.

Durch die Erfindung ist nunmehr zur Benutzung in Verbindung mit Bergwerksmaschinen ein Schleppgetriebe geschaffen worden, bei dem eine Überlastschutzeinrichtung vorhanden ist, zu der eine zwischen der Kräfteinleitungsseite und der Kraftabgabeseite des Getriebes angeordnete Ausrückeinrichtung gehört, die dann ausgerückt wird, wenn das überwachte Drehmoment einen bestimmten Schwellenwert erreicht, und gemäß der Erfindung ist dieses Schleppgetriebe dadurch gekennzeichnet, daß zu der Schutzeinrichtung eine Drehmomentfühleinrichtung gehört, die geeignet ist, das während des Betriebs des Getriebes übertragene Drehmoment dadurch zu überwachen, daß sie elektrische Signale erzeugt, die sich nach dem übertragenen Drehmoment richten; außerdem ist eine Einrichtung vorhanden, die nach Bedarf auf diese elektrischen Signale anspricht, um die Kupplung auszurücken.

Die Verwendung elektrischer Signale zum Steuern des Ausrückens der Kupplung führt zu einer Verbesserung der Empfindlichkeit und der Stabilität während des Betriebs.

Zu der auf die Signale ansprechenden Einrichtung kann eine Antriebseinrichtung gehören, die mit der Ausrückeinrichtung verbindbar ist, und es kann eine Steuereinrichtung vorhanden sein, die auf die elektrischen Signale anspricht, um die Verbindung zwischen der Antriebseinrichtung und der Ausrückeinrichtung zu steuern.

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Ferner ist durch die Erfindung ein Schleppgetriebe der genannten Art geschaffen worden, bei dem zwischen der Krafteinleitungsseite und der Kraftabgabeseite des Getriebes eine Überlastschutzeinrichtung angeordnet ist, die ausgerückt wird, sobald das überwachte übertragene Drehmoment einen bestimmten Schwellenwert erreicht, und ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zu der Schutzeinrichtung eine Drehmomentfühleinrichtung gehört, die geeignet ist, während des Betriebs des Getriebes das übertragene Drehmoment zu überwachen, wobei eine Antriebseinrichtung vorhanden ist, die es ermöglicht, die Ausrückeinrichtung zu betätigen, und wobei eine Steuereinrichtung dazu dient, in Abhängigkeit von der Tätigkeit der Drehmomentfühleinrichtung die Verbindung zwischen der Antriebseinrichtung und der Ausrückeinrichtung zu steuern.

Da die Ausrückeinrichtung unabhängig von der Erzeugung der Antriebskraft zum Betätigen der Ausrückeinrichtung gesteuert wird, arbeitet die Anordnung zuverlässig, und jede Unstabilität wird vermieden.

Bei einem Schleppgetriebe mit Antriebs- und Steuereinrichtungen der genannten Art kann die Ausrückeinrichtung mindestens eine hydraulisch betätigbare Kupplung aufweisen, wobei zu der Antriebseinrichtung eine hydraulische Pumpe gehört, die durch die Krafteinleitungsseite des Getriebes angetrieben wird, und wobei die Steuereinrichtung ein hydraulisches Steuerventil aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gehört zu der Drehmomentfühleinrichtung eine Druckkraftmeßdose, die bei einer gegebenen Eingangsspannung elektrische Ausgangssignale erzeugt, deren Größe in einer linearen Beziehung zum übertragenen Drehmoment steht. Zu der Drehmomentfühleinrichtung kann eine Antriebswelle gehören, die während des Betriebs dem zu überwachenden Drehmoment ausgesetzt ist, und es kann

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eine weitere WeIIIe vorhanden sein, die parallel zu der Antriebswelle angeordnet und durch sie antreibbar ist; diese beidenfaellen sind in einem gemeinsamen Rahmen gelagert, der unter der Wirkung des übertragenen Drehmoments schwenkbar ist, dessen Schwenkbewegungen jedoch durch die Druckkraftmeßdose entgegengewirkt wird.

Bei einer Anordnung, bei der das Schleppgetriebe in eine Bergwerksmaschine eingebaut ist und durch einen Elektromotor angetrieben wird, der auch dazu dient, mindestens ein arbeitendes Element der Maschine zum Abbauen mineralischen Materials anzutreiben, kann die Einrichtung, die auf die elektrischen Signale anspricht, bzw. die durch die Drehmomentfühleinrichtung betätigbare Steuereinrichtung eine Überwachungseinrichtung aufweisen, die dazu dient, den gesamten von dem Elektromotor während des Betriebs aufgenommenen Strom zu überwachen und die Ausrückeinrichtung zu betätigen, wenn der überwachte Strom einen bestimmten Schwellenwert erreicht.

Das Getriebe kann mit einer Schalteinrichtung versehen sein, die einen Antrieb sowohl in der Vorwärtsrichtung als auch in der Rückwärtsrichtung ermöglicht; zu der Ausrückeinrichtung gehört eine Antriebskupplung, die es nach Bedarf ermöglicht, die Schalteinrichtung in bzw. ausser Betrieb zu setzen; ferner sind Vorwärts- und Rückwärts-Antriebskupplungen vorhanden, die sich nach Bedarf betätigen lassen, um über die Schalteinrichtung einen Betrieb in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zu ermöglichen. Der Antriebskupplung kann eine Bremse zugeordnet sein, die es ermöglicht, das Zahnradgetriebe der Schalteinrichtung immer dann abzubremsen, wenn die Antriebskupplung ausgerückt wird, und den Vorwärts- und Rückwärts-Antriebskupplungen kann eine weitere Bremse zugeordnet sein, damit die Kraftabgabewelle des Getriebes nur dann abgebremst werden kann, wenn weder die Vorwärts-Antriebskupplung noch die Rückwärtsantriebskupplung eingerückt ist.

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Zweckmäßig können manuell zu betätigende hydraulische Steuerventile vorhanden sein, die es ermöglichen, die Antriebskupplung, die Vorwärtskupplung und die Rückwärtskupplung sowie die erste und die zweite Bremse zu steuern. Bei einer Anordnung läßt sich die Betätigungseinrichtung so betätigen, daß es nach Bedarf möglich ist, jeweils eine von mehreren Stellungen zu wählen, und zwar eine Rücksetzstellung, bei der sämtliche Kupplungen ausgerückt sind, sowie eine neutrale Stellung, eine Vorwärtsstellung und eine Rückwärtsstellung, wobei bei jeder dieser drei Stellungen die Antriebskupplung eingerückt ist, und wobei bei den beiden letzten Stellungen außerdem die Vorwärts- und Rückwärtskupplungen eingerückt sind.

Es ist vorteilhaft, wenn die Handbetätigungseinrichtung eine logische Steuereinrichtung aufweist, die geeignet ist, die Ausrückeinrichtung in ihrer Ausrückstellung zu halten, nachdem entweder das vorbestimmte Schwellendrehmoment oder der vorbestimmte Schwellenstrom erreicht worden sind, bis die Handbetätigungseinrichtung in ihre Ruhestellung gebracht worden ist. Die logische Steuereinrichtung kann so ausgebildet sein, daß dann, wenn der Elektromotor eingeschaltet wird, die Ausrückeinrichtung ihre Ausrückstellung beibehält, bis die Handbetätigungseinrichtung in ihre Ruhestellung gebracht worden ist. Die logische Steuereinrichtung weist zweckmäßig eine Zeitverzögerungsschaltung auf, und sie ist so ausgebildet, daß, wenn die Handbetatigungseinrichtugg nicht innerhalb einer bestimmten Zeit in die Vorwärts- oder Rückwärtsstellung gebracht wird, nachdem sie vorher in die Ruhestellung gebracht wurde, die Ausrückeinrichtung nach dem Ablauf einer durch die Schaltung bestimmten Verzögerungszeit in ihre Ausrückstellung gebracht wird. Die logische Steuereinrichtung kann auch geeignet sein, festzustellen, ob die Handbetätigungseinrichtung aus der Vorwärtsstellung in die Rückwärtsstellung oder in umgekehrter Richtung bewegt worden ist, ohne die Ruhestellung zu

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durchlaufen; wenn dies geschieht, kann die logische Steuereinrichtung die Ausrückeinrichtung in ihre Ausrückstellung bringen. Zweckmäßig sind einer oder mehreren Stellungen der Handbetätigungseinrichtung Annäherungsschalter zugeordnet, die so geschaltet sind, daß sie der logischen Steuereinrichtung Informationen über die jeweils gewählte Stellung der Handbetätigungseinrichtung zuführen.

Die logische Steuereinrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie auf den Zustand des hydraulischen Steuerventils anspricht, das zu der Steuereinrichtung gehört, so daß dann, wenn das überwachte übertragene Drehmoment oder der überwachte, von dem Elektromotor aufgenommene Strom den vorbestimmten Schwellenwert erreicht und das hydraulische Steuerventil nicht die Stellung einnimmt, die erforderlich ist, um die Ausrückeinrichtung in ihre Ausrückstellung zu bringen, die logische Steuereinrichtung eine Schalteranordnung öffnet, mit welcher der Elektromotor versehen ist, um diesen abzuschalten. Bei einer Weiterbildung kann die Drehmomentfühleinrichtung eine Einstelleinrichtung aufweisen, die es ermöglicht, die Druckkraftmeßdose zu belasten, so daß sie ein bestimmtes Ausgangssignal für den Wert Null des übertragenen Drehmoments liefert; hierbei ist die logische Steuereinrichtung so ausgebildet, daß sie das Ausgangesignal der Kraftmeßdose überwacht und die Ausrückeinrichtung in ihre Ausrückstellung bringt, sobald die Kraftmeßdose kein Ausgangssignal mehr liefert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert« Es zeigt:

Fig. 1 einen waagerechten Axialschnitt der Zahnradanordnung eines Schleppgetriebes für eine Bergwerksmaschine;

Fig. 2 den Teilschnitt X-X in Fig. 1;

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Fig. 3 eine vergrößerte Stirnansicht einer Drehmomentfühleinrichtung;

Fig. 4 den Schnitt B-B in Fig. 3;
Fig. 5 den Schnitt A-A in Fig. 3; und

Fig. 6 die hydraulische Steuereinrichtung des Schleppgetriebes .

Gemäß Fig. 1 treibt eine Kraftabgabewelie einer Antriebsmaschine, bei der es sich in diesem Fall um einen Elektromotor handelt, eine Antriebswelle 2 eines Synchronschaltgetriebes 3 über eine hydraulische betätigbare Antriebskupplung 4 und außerdem eine Antriebswelle 1 an, welch letztere dazu dient, eine Schneideinrichtung an einem Ende der Bergwerksmaschine anzutreiben. Auf der Antriebswelle 2 ist ferner eine unter Federspannung stehende Scheibenbremse 5 angeordnet, die ebenfalls durch hydraulischen Druck betätigt werden kann und so ausgebildet ist, daß sie durch Aufbringen eines hydraulischen Drucks zur Wirkung gebracht und beim Zurücknehmen des hydraulischen Drucks gelöst wird; im letzteren Fall wird die Bremse 5 durch Federkraft in ihre Lösestellung gebracht. Die hydraulische Kupplung 4 steht ebenfalls unter Federspannung und ist so ausgebildet, daß sie beim Aufbringen eines hydraulischen Drucks eingerückt und beim Zurücknehmen des hydraulischen Drucks ausgerückt wird.

Das Schaltgetriebe 3 hat eine Abtriebswelle 6, auf der eine Vorwärts-Antriebskupplung 7 und eine Rückwärts-Antriebskupplung 7a angeordnet sind, die sich beide hydraulisch betätigen lassen, der hydraulischen Kupplung 4 ähneln und so ausgebildet sind, daß die Abtriebswelle 6 beim Einrücken der Kupplung 7 im Uhrzeigersinne, jedoch beim Einrücken der Kupplung 7a entgegen dem Uhrzeigersinne umläuft, da im letzteren Fall in

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dem Getriebe 3 ein zusätzliches Zahnrad zur Wirkung kommt, um die Antriebskraft zu übertragen, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Außerdem sitzt auf der Abtriebswelle 6 ein Kettenrad 8, das über eine Kette ein weiteres Kettenrad 9 antreibt, welches seinerseits dazu dient, eine konische Bremsscheibe einer Kegelbremse 10 anzutreiben, die unter Federspannung steht und so ausgebildet ist, daß sie beim Beaufschlagen mit hydraulischem Druck und beim Zurücknehmen des hydraulischen Drucks durch die Federkraft betätigt wird.

Von der Abtriebswelle 6 aus wird die Antriebskraft über Kegelzahnräder 11 und 11a und eine flexible Kupplung 12 zu einer Drehmomentfühleinrichtung 13 und von dort aus weiter über eine flexible Kupplung 14 und eine mit fester Untersetzung arbeitende Zahnradanordnung zu der Abtriebswelle 15 übertragen, auf der ein Kettenrad 16 zum Schleppen der Bergwerksmaschine sitzt.

Das Schleppgetriebe nach Fig. 1 arbeitet in der nachstehend beschriebenen Weise. Befindet sich der Elektromotor in Betrieb, ist die Antriebskupplung 4 eingerückt, und die Scheibenbremse 5 ist gelöst, so daß das Schaltgetriebe 3 mit der vorgewählten Drehzahl angetrieben wird. Hierbei ist eine der Abtriebskupplungen 7 und 7a eingerückt, und die Kegelbremse 10 ist gelöst, so daß die Untersetzungszahnräder über die Drehmomentfühleinrichtung 13 angetrieben werden, um die Abtriebswelle 15 mit dem Kettenrad 16 anzutreiben.

Bei dem Schleppgetriebe ist es erforderlich, das auf die Abtriebswelle 15 aufgebrachte Drehmoment auf einen bestimmten Höchstwert zu begrenzen, und zwar ohne Rücksicht auf den jeweils gewählten Gang des Schaltgetriebes 3. Zu diesem Zweck kann man das auf der Eingangsseite der Untersetzungszahnräder zur Wirkung kommende Drehmoment auf einen vorbestimmten Höchstwert begrenzen, und diese Aufgabe wird durch die im folgenden näher beschriebene Drehmomentfühle inrichtu.ing 13 erfüllt.

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Gemäß Fig. 2 bis 4 gehört zu der Drehmomentfühleinrichtung ein Antriebsritzel 104, das mit einem Abtriebsritzel 105 kömmt; diese Ritzel sitzen auf zugehörigen Wellen 106 und 107, die mit Hilfe von Wälzlagern in einem Rahmen 108 gelagert sind. Der Rahmen 108 ist seinerseits mit Hilfe von Wälzlagern 109 und 110 in einem ortsfesten Hauptrahmen 111 schwenkbar gelagert. Das Antriebsritzel 104 wird über die flexiblen Kupplungen 12 und 14 nach Fig. 1 angetrieben. Gemäß Fig. 5 ist eine Druckkraftmeßdose 114, die bei einer gegebenen Eingangsspannung ein zur Belastung der Dose proportionales elektrisches Ausgangssignal erzeugt, zwischen zwei Halteteilen 115 und 116 in dem Rahmen 108 angeordnet; die Halteteile werden gerade eben in Berührung mit der Kraftmaßdose 114 gehalten, und zwar mit Hilfe von Stellschrauben 117 und 118, die in Gewindebohrungen des Hauptrahmens 111 eingeschraubt und durch Gegenmuttern 119 und 120 gesichert sind.

Wird die Antriebswelle gedreht, wird einer Schwenkbewegung des Rahmens 108 um die Achse der Lager 109 und 110 unter der Wirkung des übertragenen Drehmoments dadurch ein Widerstand entgegengesetzt, daß die Stellschraube 117 mit dem Halteteil 115 oder die Stellschraube 118 mit dem Halteteil 116 zusammenarbeitet, so daß die Kraftmeßdose 114 einer Druckkraft ausgesetzt wird. Das elektrische Ausgangssignal der Kraftmeßdose steht in einer linearen Beziehung zu dem übertragenen Drehmoment und wird gemäß Fig. 6 einer logischen Steuereinrichtung 20 zugeführt, deren Wirkungsweise im folgenden erläutert wird.

Das elektrische Eingangssignal für die Kraftmeßdose 114 der Drehmomentfühleinrichtung 13 wird der Stromversorgungseinrichtung für den Elektromotor in der Weise entnommen, daß beim Einschalten des Elektromotors durch die Kraftmeßdose ein vorbestimmtes Vorspannungs-Ausgangssignal erzeugt wird,

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wenn das durch die Fühleinrichtung 13 übertragene Drehmoment den Wert Null hat. Sobald das durch die Einrichtung 13 übertragene Drehmoment zunimmt, verstärkt sich das elektrische Ausgangssignal, das der logischen Steuereinrichtung 20 nach Fig. 6 zugeführt wird, welche in dem Elektromotor angeordnet ist. Sobald das elektrische Ausgangssignal der Kraftmeßdose 114 einen vorbestimmten Höchstwert erreicht, schaltet die logische Steuereinrichtung 20 ein Magnetventil ab, wodurch die hydraulischen Kupplungen in der nachstehend anhand von Fig. 6 beschriebenen Weise ausgerückt werden.

Somit wird das durch das Abtriebskettenrad 16 nach Fig. 1 übertragbare Drehmoment auf einen vorbestimmten Höchstwert begrenzt.

Ferner muß das Schleppgetriebe so ausgebildet sein, daß es keine Schleppkraft mehr erzeugt, wenn die durch den Elektromotor erzeugte Gesamtkraft einen vorbestimmten Höchstwert überschreitet, wobei zu berücksichtigen ist, daß dieser Motor nicht nur das Schleppgetriebe, sondern auch eine oder mehrere Schneid- oder Schrämeinrichtungen antreibt. Der insgesamt von dem Elektromotor aufgenommene Strom wird ständig überwacht, und wenn seine Stärke einen bestimmten Höchstwert überschreitet, wird der logischen Steuereinrichtung 20 ein elektrisches Signal zugeführt, um das erwähnte Magnetventil stromlos· zu machen, wodurch die hydraulischen Kupplungen in der nachstehend geschilderten Weise ausgerückt werden.

In der Praxis ist die von dem Elektromotor insgesamt abgegebene Leistung eine Funktion der Geschwindigkeit, mit der sich die Schrämmaschine oder dgl. längs des Kohlestoßes bewegt, d.h. der Schleppgeschwindigkeit. Wenn die hydraulischen Kupplungen infolge eines Überlaststroms ausgerückt werden, ist es daher erforderlich, eine niedrigere Schleppgeschwindigkeit zu wählen, so daß sich die Schrämmaschine weiter längs des Kohlestoßes bewegen kann, ohne daß erneut ein Überlaststrom auftritt.

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Gemäß Fig. 6, wo der hydraulische Steuerkreis für das Schleppgetriebe schematisch dargestellt ist, dient eine unmittelbar von dem Elektromotor aus angetriebene, mit fester Fördermenge arbeitende Pumpe 201 dazu, Öl über ein Magnetventil 202 zu einem Vierwegeventil 203 mit zwei verschiedenen Stellungen zu fördern. Zwischen der Pumpe 201 und dem Magnetventil 202 ist ein T-Stück angeordnet, das an ein Überdruckventil angeschlossen ist, welches auf den gewünschten Öffnungsdruck eingestellt ist, und ein weiteres T-Stück dient zum Anschließen eines Druckmessers. Das Zweistellungsventil 203 wird mit Hilfe eines durch eine Kulisse geführten Hauptsteuergriffs gesteuert, der sich in eine neutrale Stellung bzw. in eine Rücksetzstellung bringen läßt. Die vier Anschlüsse des Ventils 203 führen zum Einlaß der Pumpe bzw. zu dem zugehörigen Behälter bzw. zu einem dritten T-Stück 206 bzw. zu dem einfach wirkenden, unter Federspannung· stehenden Zylinder 205 zum Betätigen der Scheibenbremse 5.

Befindet sich das Ventil 203 in seiner neutralen Stellung, ist der Einlaß der Pumpe 201 mit dem T-Stück 206 verbunden, während der Zylinder 205 an den Behälter angeschlossen ist, und die Scheibenbremse 5 wird durch die zugehörige Feder in ihre Lösestellung gebracht.

Bringt man das Ventil 203 in die Rücksetzstellung, wird der Einlaß der Pumpe 201 mit dem Zylinder 205 verbunden, so daß die Bremse betätigt wird, während das T-Stück 206 mit dem Behälter verbunden wird. Ein Stutzen des T-Stücks 206 wird mit dem Zylinder 204 der Kupplung 4 verbunden, während der andere Stutzen mit einem Vierwegeventil 207 mit drei verschiedenen Stellungen verbunden ist, das die an das T-Stück 206 angeschlossene Leitung absperrt, wenn es in seine Mittelstellung gebracht wird.

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Wird der Hauptsteuergriff aus der neutralen Stellung in die Rücksetzstellung gebracht, wird die vorher gelöste Scheibenbremse 5 betätigt, und gleichzeitig wird die vorher eingerückte Antriebskupplung 4 ausgerückt.

Das Vierwegeventil 207 wird durch den Hauptsteuergriff betätigt, dessen Kulisse so ausgebildet ist, daß sich das Ventil 207 nicht betätigen läßt, während sich der Hauptsteuergriff in der Rücksetzstellung befindet. Somit kann das Ventil 207 mit Hilfe des Hauptsteuergriffs nach Bedarf in eine Vorwärtssteilung bzw. eine Rückwärtsstellung bzw. eine neutrale Stellung gebracht werden.

Die vier Anschlüsse des Ventils 207 führen über das T-Stück 206 zum Einlaß der Pumpe 201 bzw. zum Behälter bzw. zu dem einfach wirkenden, unter Federspannung stehenden Zylinder 208 der Vorwärtskupplung 7 bzw. zu dem einfach wirkenden, unter Federspannung stehenden Zylinder 209 der Rückwärtskupplung 7a.

T-Stücke, die in die Leitungen von dem Ventil 207 zum Zylinder 208 der Vorwärtskupplung 7 und zum Zylinder 209 der Rückwärtskupplung 7a eingeschaltet sind, stehen in Verbindung mit einem Pendelventil 210, an das die unter Federspannung stehende hydraulisch betätigbare Kegelbremse 10 angeschlossen ist.

Befindet sich der Hauptsteuergriff in seiner neutralen Stellung, und ist die Scheibenbremse 5 der Antriebskupplung in der beschriebenen Weise durch den Zylinder 205 betätigt worden, sind der Zylinder 208 der Vorwärtskupplung und der Zylinder 209 der Rückwärtskupplung mit dem Behälter verbunden und beide ausgerückt. Gleichzeitig ist der Zylinder 211 der Kegelbremse 10 an den Behälter angeschlossen, so daß die Kegelbremse durch die zugehörige Feder betätigt wird.

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Bringt man den Hauptsteuergriff in die Vorwärtsstellung, wobei die Antriebskupplung und die Scheibenbremse über die zugehörigen Zylinder in der beschriebenen Weise betätigt werden, wird das Öl auf der Saugseite der Pumpe von dem T-Stück 206 aus dem Zylinder der Vorwärtskupplung und dem Zylinder 211 der Kegelbremse über das Pendelventil 210 zugeführt. Gleichzeitig wird der Zylinder 209 der Rückwärtskupplung mit dem Behälter verbunden.

Das Bewegen des Hauptsteuergriffs in die Vorwärtsstellung gewährleistet somit, daß die Scheibenbremse 5 gelöst ist, daß die Antriebskupplung 4 eingerückt ist, daß die Vorwärtskupplung 7 eingerückt ist, daß die Rückwärtskupplung 7a ausgerückt ist und daß die Kegelbremse 10 gelöst ist.

Wird der Hauptsteuergriff in die Rückwärtsstellung gebracht, spielen sich die gleichen Steuerfunktionen ab, abgesehen davon, daß die Rückwärtskupplung 7a eingerückt und die Vorwärtskupplung 7 ausgerückt ist.

Wird das Magnetventil 202 stromlos gemacht, werden sämtliche Kupplungsbetätigungszylinder sowie der Zylinder 211 der Kegelbremse mit dem Behälter verbunden, so daß Gewähr dafür besteht, daß keine Antriebskraft übertragen und die Abtriebswelle gebremst wird. Dieser Betriebszustand ergibt sich immer dann, wenn das Magnetventil 202 abgeschaltet wird, und zwar ohne Rücksicht auf die jeweilige Stellung des Hauptsteuergriffs. Befindet sich der Hauptsteuergriff z.B. in der Vorwärtsstellung, und wird das Magnetventil 202 abgeschaltet, ergibt sich der beschriebene Betriebszustand selbst dann, wenn der Hauptsteuergriff in der Vorwärtsstellung belassen wird.

Damit das Magnetventil 202 wieder eingeschaltet werden kann, ist gemäß Fig. 6 ein elektrischer Näherungsschalter 21 vorhanden, der dann betätigt wird, wenn man den Hauptsteuergriff

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in seine Rücksetzstellung bringt. Der Schalter 21 ist an die logische Steuereinrichtung 20 angeschlossen, die das Magnetventil 202 so betätigt, daß dann, wenn es abgeschaltet wurde, während die Maschine in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung geschleppt wurde, die Abtriebswelle nur dann wieder angetrieben werden kann, wenn der Hauptsteuergriff aus der Vorwärts- bzw. Rückwärtsstellung in die neutrale Stellung und dann in die Rücksetzstellung gebracht worden ist. Bei dieser letzteren Stellung ist der elektrische Schalter geschlossen, und das Magnetventil 202 ist erneut eingeschaltet, doch kann die Abtriebswelle erst wieder angetrieben werden, wenn der Hauptsteuergriff über die neutrale Stellung in die Vorwärts- oder Rückwärtsstellung gebracht wird.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Getriebes besteht darin, daß das Einschalten des Elektromotors nicht als solches dazu führt, daß die Abtriebswelle betätigt wird, und zwar ohne Rücksicht auf die jeweilige Stellung des Hauptsteuergriffs. Dies wird durch die logische Steuereinrichtung 20 gewährleistet, die so ausgebildet ist, daß beim Einschalten des Elektromotors das Magnetventil 202 abgeschaltet bleibt, bis der Schalter 21 dadurch geschlossen wird, daß man den Hauptsteuergriff in die Rücksetzstellung bringt. Erst nachdem dies geschehen ist, kann die Abtriebswelle nach Bedarf in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung betätigt werden.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß zu der Steuereinrichtung 20 eine Zeitverzögerungsschaltung gehört, und daß von einer zweiten elektrischen Schalteinrichtung derart Gebrauch gemacht wird, daß dann, wenn der Hauptsteuergriff in die Vorwärts- oder Rückwärtsstellung gebracht wird, ein elektrischer Näherungsschalter 22 bzw. 23 geschlossen wird. Hierbei ist die Anordnung derart, daß der Schalter 22 bzw. 23 nach dem Betätigen des Schalters 21 innerhalb einer vor-

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bestimmten Zeit von z.B. 5s geschlossen werden muß, wenn das Magnetventil 202 nicht abgeschaltet werden soll. Hierdurch wird ein unbeabsichtigtes Bewegen des Hauptsteuergriffs aus der neutralen Stellung in die Vorwärtsstellung verhindert, damit keine unbeabsichtigte Bewegung der Haschine möglich ist.

Ferrer muß das Schlepp ge triebe so ausgebildet sein, daß es nicht möglich ist, die Maschine plötzlich in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen. Wird der Hauptsteuergriff aus der Vorwärts- oder Rückwärtsstellung heraus bewegt, wird der betreffende Schalter 22 oder 23 geöffnet, so daß der logischen Steuereinrichtung 20 ein Signal zugeführt wird, durch welches das Magnetventil 202 abgeschaltet wird. Daher muß man den Hauptsteuergriff zunächst in die Rücksetzstellung bringen, bevor die Abtriebswelle erneut angetrieben werden kann, so daß es unmöglich ist, plötzlich vom Antrieb in der Vorwärtsrichtung auf den Antrieb in der Rückwärtsrichtung überzugehen.

Da das durch das Schleppgetriebe übertragene Drehmoment aus Sicherheitsgründen begrenzt werden muß, ist gemäß der Erfindung dafür gesorgt, daß die Drehmomentregeleinrichtung nicht falsch betätigt werden kann. Die beabsichtigte Wirkungsweise der Steuereinrichtung könnte dadurch vereitelt werden, daß das Magnetventil 202 in einer Stellung verkeilt wird, die der Einschaltstellung entspricht, so daß zwar die Steuereinrichtung einwandfrei arbeiten könnte, jedoch das Magnetventil 202 nicht abgeschaltet würde, wodurch die gesamte Steuereinrichtung wirkungslos würde. Um dies zu vermeiden, wird die Stellung des Magnetventils 202 bei der Steuereinrichtung 20 durch einen elektrischen Näherungsschalter 24 überwacht, und wenn der Elektromagnet nicht tatsächlich in seine Ruhestellung zurückkehrt, obwohl der logi-

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sehen Steuereinrichtung ein entsprechendes Signal zugeführt wird, öffnet die Steuereinrichtung einen Schalter im Speisekreis des Elektromotors.

Normalerweise wird der logischen Steuereinrichtung durch die Druckkraftmeßdose stets ein Ausgangssignal zugeführt, denn selbst dann, wenn das übertragene Drehmoment den Wert Null hat, erzeugt die Kraftmeßdose in der beschriebenen Weise ein vorbestimmtes Vorspannungs-Ausgangssignal. Um jedoch zu gewährleisten, daß das Schleppgetriebe in der beabsichtigten Weise arbeitet, um das Magnetventil 202 abzuschalten, sobald die Verbindung zwischen der Kraftmeßdose und der logischen Steuereinrichtung bei einem Versuch durchtrennt wird, das Schleppgetriebe unter Überlastung zu betreiben, kann die Steuereinrichtung 20 das Magnetventil 202 abschalten, sobald von der Kraftmeßdose kein Ausgangssignal mehr eintrifft.

Ein Vorteil der Verwendung der Druckkraftmeßdose bei der Drehmomentfühleinrichtung besteht darin, daß sie sich so ausbilden läßt, daß selbst bei der Übertragung eines großen Drehmoments das Ausmaß der Zusammendrückung der Dose sehr gering ist. Ferner führt die Verwendung elektrischer Signale anstelle hydraulischer Signale in Abhängigkeit vom übertragenen Drehmoment zu einer hohen Empfindlichkeit und Stabilität der beschriebenen Überlastungsschutzeinrichtung. Zu diesem vorteilhaften Betriebsverhalten trägt auch die Verwendung elektrischer Signale bei, mittels welcher die Kupplungen im Fall einer Überlastung ausgerückt werden, und die unabhängig von dem zum Ausrücken der Kupplungen dienenden hydraulischen Druck erzeugt werden.

Der Patentanwalt:

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L e e r s e i f e

Claims

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-BODO MÖNCHEN 22 Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN Steinsdotfstraße 10 Dr. re,, „at. W. KÖRBER ® (089) *296684 Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS 2 Juni 19?8 PATENTANWÄLTE DRESSER EUROPE S.A. 2824271 Boulevard du Souverain 191-197 (B-3) B-1160 Brüssel / Belgien ANSPRÜCHE

1. Schleppgetriebe für eine Bergwerksmaschine mit einer Überlastungsschutzeinrichtung, zu der eine zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Getriebes angeordnete Kupplungsausrückeinrichtung gehört, die ein Auskuppeln dann bewirkt, wenn das überwachte übertragene Drehmoment einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Überlastungsschutzeinrichtung eine Drehmomentfühleinrichtung (13) gehört, die geeignet ist, das während des Betriebs durch ddas Getriebe übertragene Drehmoment dadurch zu überwachen, daß sie sich nach dem übertragenen Drehmoment richtende elektrische Signale erzeugt, und daß Einrichtungen (20, 201, 202, 204, 208, 209) vorhanden sind, die auf die elektrischen Signale ansprechen, um das Auskuppeln zu bewirken.

2. Schleppgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu den auf die elektrischen Signale ansprechenden Einrichtungen eine Antriebseinrichtung (201) gehört, die es ermöglicht, die Auskuppeleinrichtungen (2, 7, 7a) zu betätigen, und daß Steuereinrichtungen (20, 202) vorhanden sind, die auf die elektrischen Signale ansprechen, um die Verbindung zwischen der Antriebseinrichtung und den Auskuppeleinrichtungen zu steuern.

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3. Schleppgetriebe für eine Bergwerksmaschine mit einer Überlastungsschutzeinrichtung, zu der zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Getriebes angeordnete Auskuppeleinrichtungen gehören, die ausgerückt werden, wenn das überwachte übertragene Drehmoment einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, dadurch gekennzeichnet , daß zu der Überlastungsschutzeinrichtung eine Drehmomentfühleinrichtung (13) gehört, die geeignet ist, das durch das Getriebe während des Betriebs übertragene Drehmoment zu überwachen, ferner eine Antriebseinrichtung (201) zum Betätigen der Auskuppeleinrichtungen (2, 7, 7a) sowie Steuereinrichtungen (20, 202, 204, 208, 209), die durch die Drehmomentfühleinrichtung betätigt werden, um die Verbindung zwischen der Antriebseinrichtung und den Auskuppeleinrichtungen zu steuern.

4. Schleppgetriebe nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß zu den Auskuppeleinrichtungen mindestens eine hydraulisch betätigbare Kupplung (2, 7, 7a) gehört, daß die Antriebseinrichtung eine durch die Antriebswelle des Getriebes antreibbare hydraulische Pumpe (201) aufweist, und daß zu der Steuereinrichtung ein hydraulisches Steuerventil (202) gehört.

5. Schleppgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Drehmomentfühleinrichtung (13) eine Druckkraftmeßdose (114) gehört, die so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie bei einer gegebenen Eingangsspannung während des Betriebs elektrische Ausgangesignale erzeugt, deren Größe in einer linearen Beziehung zum übertragenen Drehmoment steht.

6. Schleppgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Drehmomentfühleinrichtung (13) eine Antriebswelle (106) gehört, die während des Betriebs dem zu überwachenden Drehmoment ausgesetzt ist, daß eine weitere Welle (107) parallel zu der Antriebswelle angeordnet und durch sie

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antreibbar ist, und daß die beiden Wellen in einem geraeinsamen Rahmen (108) angeordnet sind, der so gelagert ist, daß es ihm möglich ist, unter der Wirkung des übertragenen Drehmoments Schwenkbewegungen auszuführen, denen jedoch durch die Druckkraftmeßdose (114) ein Widerstand entgegengesetzt wird.

7. Bergwerksmaschine mit einem Schleppgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis β sowie einem Elektromotor zum Antreiben sowohl des Schleppgetriebes als auch mindestens eines Arbeitselements der Maschine zum Abbauen von mineralischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Einrichtungen (20, 201, 202, 204, 208, 209), die auf die elektrischen Signale ansprechen, bzw. zu den Steuereinrichtungen (20, 202, 204, 208, 209), die durch die Drehmomentfühleinrichtung (13) betätigt werden, eine Überwachungseinrichtung gehört, die geeignet ist, den gesamten während des Betriebs von dem Elektromotor aufgenommenen Strom zu überwachen und die Auskuppe!einrichtungen (2, 7, 7a) auszurücken, wenn der überwachte Strom einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht.

8. Schleppgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bzw. Bergwerksmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Schleppgetriebe ferner ein Schaltgetriebe (3) gehört, das die Übertragung einer Antriebskraft in einer Vorwärtsrichtung bzw. einer Rückwärtsrichtung ermöglicht, und daß zu den Auskuppeleinrichtungen eine Antriebskupplung (2) gehört, die sich betätigen läßt, um eine Antriebsverbindung zu dem Schaltgetriebe herzustellen bzw. zu unterbrechen, sowie eine Vorwärts-Antriebskupplung (7) und eine Rückwärts-Antriebskupplung (7a), die sich nach Bedarf betätigen lassen, um über das Schaltgetriebe eine Antriebskraft in der Vorwärtsbzw. Rückwärtsrichtung zu übertragen.

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9. Schleppgetriebe nach Anspruch 8 in Abhängigkeit von einem der Ansprüche 1 bis 6 bzw. Bergwerksmaschine nach Anspruch 8 in Abhängigkeit von Anspruch 7$ dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskupplung (2) eine Bremse (5) zugeordnet ist, die geeignet ist, das Schaltgetriebe (3) mit seinen Zahnrädern immer dann abzubremsen, wenn die Antriebskupplung ausgerückt ist, und daß der Vorwärtsantriebskupplung (7) sowie der Rückwärts-Antriebskupplung (7a) eine weitere Bremse (10) zugeordnet ist, die geeignet ist, die Abtriebswelle des Getriebes nur dann abzubremsen, wenn weder die Vorwärts -Antrqibskupplung noch die Rückwärts-Antriebskupplung eingerückt ist.

10. Schleppgetriebe nach Anspruch 8 oder 9 in Abhängigkeit von Anspruch 4 bzw. Bergwerksmaschine nach Anspruch 8 oder 9 in Form eines Schleppgetriebes nach Anspruch 4 oder einem der Ansprüche 5 und 6 in Abhängigkeit von Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Handbetätigungseinrichtung betätigbare hydraulische Steuerventile (202, 203, 207) vorhanden sind, die dazu dienen, die Antriebskupplung (2), die Vorwärts-Antriebskupplung (7), die Rückwärts-Antriebskupplung (7a), die zuerst genannte Bremse (5) und die an zweiter Stelle genannte Bremse (10) zu steuern.

11. Schleppgetriebe nach Anspruch 10 bzw. Bergwerksmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Handbetätigungseinrichtung nach Bedarf in eine Rücksetzstellung bringen läßt, bei der sämtliche Kupplungen (2, 7, 7a) ausgerückt sind, sowie in eine neutrale Stellung, eine Vorwärtsstellung und eine Rückwärtsstellung, daß bei den drei zuletzt genannten Stellungen die Antriebs kupplung (2) eingerückt ist, und daß bei den beiden zuletzt genannten Stellungen zusätzlich die Vorwärts-Antriebskupplung (7) bzw. die Rückwärts-Antriebskupplung (7a) eingerückt ist.

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12. Schleppgetriebe nach Anspruch 11 bzw. Bergwerksmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Handbetätigungseinrichtung eine logische Steuereinrichtung (20) gehört, die geeignet ist, die Auskuppeleinrichtungen (2, 7, 7a) in ihrer Ausrückstellung zu halten, nachdem entweder der vorbestimmte Schwellenwert des Drehmoments oder der vorbestimmte Schwellenwert des von dem Elektromotor aufgenommenen Stroms erreicht worden ist, bis die Handbetätigungseinrichtung in ihre Rücksetzstellung gebracht worden ist.

13. Bergwerksmaschine mit einem Schleppgetriebe nach Anspruch 12 und einem Elektromotor zum Antreiben mindestens des Schleppgetriebes bzw. Bergwerksmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Steuereinrichtung (20) so ausgebildet ist, daß dann, wenn der Elektromotor eingeschaltet wird, die Auskuppeleinrichtungen (2, 7, 7a) ausgerückt bleiben, bis die Handbetätigungseinrichtung in die Rücksetzstellung gebracht worden ist.

14. Schleppgetriebe nach Anspruch 12 bzw. Bergwerksmaschine nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet, daß die logische Steuereinrichtung (20) mit einer Zeitverzögerungsschaltung versehen und so ausgebildet ist, daß dann, wenn die Handbetätigungseinrichtung nicht in die Vorwärtsoder Rückwärtsstellung gebracht worden ist, bevor eine vorbestimmte, durch die Zeitverzögerungsschaltung festgelegte Verzögerungszeit abgelaufen ist, nachdem die Handbetätigungseinrichtung vorher in die Rücksetzstellung gebracht wurde, die Auskuppeleinrichtungen (2, 7, 7a) ausgerückt werden.

15. Schleppgetriebe nach Anspruch 12 oder 14 bzw. Bergwerksmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Steuereinrichtung (20) so ausgebildet ist, daß sie feststellt, ob die Handbetätigungseinrichtung aus der Vorwärtsstellung in die Rückwärtsstellung

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oder in umgekehrter Richtung bewegt worden ist, ohne daß die Rücksetzstellung durchlaufen wurde, und daß sie dann, wenn dies geschehen ist, die Auskuppeleinrichtungen (2, 7, 7a) in ihre Ausrückstellung bringt.

16. Schleppgetriebe nach Anspruch 12, 14 oder 15 bzw. Bergwerksmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehreren Stellungen der Handbetätigungseinrichtung Näherungsschalter (21, 22, 23) zugeordnet und so angeschlossen sind, daß sie der logischen Steuereinrichtung (20) Informationen über die Jeweils gewählte Stellung der Handbetätigungseinrichtung zuführen.

17. Bergwerksmaschine nafch einem der Ansprüche 12 bis 16 in Abhängigkeit von Anspruch 7 mit einem Schlepp ge triebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Steuereinrichtung (20) auf den jeweiligen Zustand des hydraulischen Steuerventils (202) der Steuereinrichtung anspricht, so daß dann, wenn das überwachte übertragene Drehmoment bzw. der überwachte, von dem Elektromotor aufgenommene Strom den vorbestimmten Schwellenwert erreicht, das hydraulische Steuerventil nicht den Zustand annimmt, der erforderlich ist, um das Ausrücken der Auskuppeleinrichtungen (2, 7, 7a) zu bewirken und daß die logische Steuereinrichtung einen Schalter öffnet, mit dem der Elektromotor versehen ist, um die Stromzufuhr zu dem Elektromotor zu beenden.

18. Schleppgetriebe nach Anspruch 12, 14, 15 oder 16 in Abhängigkeit von Anspruch 5 bzw. Bergwerksmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 17 mit einem Schleppgetriebe nach Anspruch 5 oder einem davon abhängigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Drehmomentfühleinrichtung (13) eine verstellbare Einstelleinrichtung gehört, die es ermöglicht, die Druckkraftmeßdose (114) so zu belasten, daß sie ein be-

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stiramtes Ausgangssignal erzeugt, wenn das übertragene Drehmoment den Wert Null hat, und daß die logische Steuereinrichtung (20) geeignet ist, das Ausgangssignal der Druckkraftmeßdose zu überwachen und die Auskuppeleinrichtungen (2, 7, 7a) auszurücken, wenn die Druckkraftmeßdose kein Ausgangssignal erzeugt.

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