DE3008517C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für einen Schürfkübelbagger gemäß dem Gattungsbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Ein derartiges Antriebssystem für einen Schürfkübel­ bagger ist aus der DE-OS 28 06 615 bekannt. Dabei ist das bekannte System so ausgebildet, daß bei Betätigung des jeweiligen Steuerelements der Hubsteuereinrichtung und der Schleppsteuereinrichtung in einer vorgegebenen Richtung eine Modulation bzw. Änderung der Ausgangs­ leistung beider Drehmomentwandler herbeigeführt wird, wenn die Leistungsverblockung wirksam ist.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Antriebssystem für einen Schürfkübelbagger anzugeben, welches hinsicht­ lich der Bedienungsmöglichkeiten noch flexibler ist und bei dem insbesondere unter bestimmten Betriebsbedingungen noch eine Leistungsreserve bereitstellbar ist, wenn eine vorgegebene Leistungsgrenze erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Antriebs­ system gemäß der Erfindung durch die Merkmale nach dem kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand von Unteransprüchen.

Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Antriebssystems nach der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schürfkübel­ baggers mit einem Antriebssystem,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilseitenansicht des Baggers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilseitenansicht der Ausleger­ spitze des Baggers gemäß Fig. 1 mit hochgezogenem Schürfkübel,

Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht einer Rollenanordnung für das Schleppseil des Baggers und

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Antriebssystems mit seinen Steuer­ kreisen.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Schürfkübelbagger 10 mit dem Antriebssystem. Der Bagger 10 selbst besitzt einen Unterwagen 11 mit eigenem Antrieb und einen darauf drehbar montierten Oberwagen 12.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Unterwagen 11 eine demontierbare Transportvorrichtung mit Eigenan­ trieb. Der Unterwagen 11 weist einen Motor 13 auf, der über einen doppelten hydraulischen Motorantrieb zwei Ketten 14 antreibt. Außerdem besitzt der Unterwagen 11 einen Kranz 15, auf dem Rollen des Oberwagens 12 laufen, welcher zu einer Drehbewegung an­ treibbar ist.

Der Oberwagen 12 besitzt einen schwenkbar montierten Ausleger 16, der durch Abspannungen 17 gehalten wird, die am oberen Ende eines schwenkbaren Masts 18 befestigt sind. Der Ausleger 16 und der Mast 18 sind gemeinsam mittels eines Ausleger-Hubseils 19 schwenkbar, dessen beide Enden auf getrennte Trommeln einer Doppeltrommel- Winde 20 aufgewickelt sind, wobei mehrere Tums des Hub­ seils 19 zwischen Ausgleicheranordnungen 21 und 22 verlaufen, die am oberen Ende des Mastes 18 bzw. an einer nach hinten abstehenden Strebe 23 befestigt sind, welche am Oberwagen 12 durch rückwärtige Stützen 24 ge­ halten wird.

An dem Ausleger 16 ist ein Schürf- oder Schleppkübel 25 mittels eines Hubseils 26 gehaltert, welches über eine Rollenanordnung 27 an der Auslegerspitze läuft und auf eine Trommel 28 einer Hubseilwinde am Oberwagen 12 aufwickelbar ist. Ein Schleppseil 29 ist am vorderen - in Fig. 1 linken - Ende des Schleppkübels 25 zusammen mit einem Schließseil 30 befestigt und dient der Steue­ rung der Entleerung des Schleppkübels 25 in üblicher Weise. Das Schleppseil 29 wird in den Oberwagen 12 mittels einer Halterungsanordnung 31 eingeführt, die zwei Rollen 32 und 33 aufweist, die hintereinander montiert sind (Fig. 4). Die hintere Rolle 32 ist dabei in einem festen Rahmen montiert, während die vordere Rolle 33 in einem daran angelenkten Rahmen 34 montiert ist, so daß sich für das Schleppseil 29 eine Ablenkung für das Aufwickeln auf einer Schleppseiltrommel 35 ergibt.

Das Schleppkübel-Hubseil 26 wird von der Oberseite der Trommel 28 abgezogen, während das Schleppseil 29 von der Unterseite der Schleppseiltrommel 35 abgezogen wird. Wenn also das Schleppseil 26 aufgewickelt wird (in diesem Fall dreht sich die Trommel 28 - in Fig. 1 und 2 - im Gegenuhrzeigersin), dann wird das Schleppseil 29 abge­ wickelt (die Schleppseiltrommel 35 dreht sich in den ge­ nannten Figuren ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn). Wenn umgekehrt das Schleppseil aufgewickelt wird (die Schlepp­ seiltrommel 35 dreht sich im Uhrzeigersinn), dann wird das Hubseil 26 abgewickelt (die Trommel 28 dreht sich ebenfalls im Uhrzeigersinn).

Für die zum Aufwickeln des Schleppkübel-Hubseils vorge­ sehene Trommel 28 und die Schleppseiltrommel 35 ist ein spezielles Antriebssystem vorgesehen. Wie in Fig. 5 schematisch dargestellt, werden die beiden Trommeln 28 und 35 normalerweise von einem einzigen Motor 36 über getrennt regelbare Drehmomentenwandler 37 bzw. 38 ange­ trieben, die ihrerseits durch den Motor 36 über ein Hauptvorgelege 39 mittels Ketten angetrieben werden. Der Drehmomentenwandler 37 dient dem Antrieb der Trommel 28 (im Uhrzeigersinn) mittels einer Antriebskette 40, die mittels einer selektiv betätigbaren Kupplung 41 mit einer Welle 42 verbindbar ist, die ein Zahnrad trägt, das mit einem weiteren Zahnrad an der Trommel 28 kämmt. Der zweite Drehmomentenwandler 38 treibt die Schlepp­ seiltrommel 35 (im Uhrzeigersinn) über ein Reduzierge­ triebe 43 (welches gleichzeitig eine Drehrichtungsumkehr bewirkt) mittels einer Antriebskette 44, die mittels einer selektiv betätigbaren Kupplung 45 mit einer Welle 46 kuppelbar ist, die ein Zahnrad trägt, das mit einem Zahnrad der Schleppseiltrommel 35 kämmt. Die beiden Wellen 42 und 46, bei denen es sich um Vorgelegewellen handelt (und damit auch die Trommeln 28 und 35), können gegenseitig verblockt werden, wenn man eine Trommel-Ver­ blockungskupplung 47 erregt, welche daraufhin ein Ketten­ rad 48 mit der hinteren Vorgelegewelle 46 koppelt, wel­ ches wiederum über eine Kette 48′ ein Kettenrad 49 an­ treibt, das fest auf der vorderen Vorgelegewelle 42 sitzt.

Der Bagger 10 weist außerdem eine Leistungsverblockungs­ kupplung 50 auf, mit deren Hilfe die Ausgänge beider Drehmomentenwandler 37 und 38 miteinander verblockt wer­ den können. Mittels der Leistungsverblockungskupplung 50 ist ein Kettenrad 51 mit der Abtriebswelle 52 des Dreh­ momentenwandlers 37 koppelbar, so daß das Kettenrad 51 nunmehr über eine Kette 53 ein Kettenrad 54 auf der Ab­ triebswelle 55 des zweiten Drehmomentenwandlers 38 an­ treiben kann. Wenn die Leistungsverblockungskupplung 50 eingeschaltet ist, dann kann die Leistung von beiden Dreh­ momentenwandlern 37, 38 selektiv entweder an die Trommel 28 für das Schleppkübel-Hubseil oder an die Schleppseil­ trommel 35 übertragen werden, wenn man die nachstehend zu beschreibende Steuerung in entsprechender Weise be­ tätigt.

Zwei getrennte Bremspedale 56 und 57 betätigen pneumati­ sche Ventile (denen Luft von einem Bremstank zuführbar ist), um so Betätigungselemente 58, 59 für Bandbremsen an den Trommeln 28, 35 zu betätigen.

Zum Anlegen von Leistung an die Trommeln 28 und 35 sind getrennte Steuerhebel 60 bzw. 61 vorgesehen, welche ein pneumatisches Hubseilventil 62 bzw. ein pneumatisches Schleppseilventil 63 betätigen, denen Luft mit geregeltem Druck von einem Kupplungstank zugeführt wird. Zu Beginn einer Rückwärtsbewegung des Steuerhebels 60 für das Hub­ seil (in Fig. 5 im Uhrzeigersinn) wird Druckluft über eine Leitung 64, ein Wechselventil 64 a und eine Leitung 64 b zu einem Betätigungselement 65 geleitet, welches das Greifen der Kupplung 41 einleitet. Wird der Steuerhebel 60 noch weiter nach hinten bewegt, dann wird Druckluft über eine Leitung 66, ein Wechsel- bzw. Doppelkegelventil 67 und eine Leitung 68 einem Betätigungselement 69 zuge­ führt, welches den Drehmomentenwandler 37 beeinflußt. Die Kupplung 41 ist dabei stets ausreichend eingekuppelt, um das Drehmoment zu übertragen, welches von dem Drehmomentenwandler 37 bei dessen jeweiliger Einstellung geliefert wird. In entsprechender Weise wird bei Beginn einer Rückwärtsbewegung (im Uhrzeigersinn) des Schlepp­ seil-Steuerhebels 61 Druckluft über eine Leitung 70 einem Betätigungselement 71 zugeführt, wodurch das Ein­ kuppeln der Kupplung 45 eingeleitet wird. Eine weitere Rückwärtsbewegung des Steuerhebels 61 führt dazu, daß über eine Leitung 72, ein Doppelkegelventil 73 und eine Leitung 74 Druckluft zu einem Betätigungselement 75 ge­ langt, mit dessen Hilfe der Schleppseil-Drehmomentenwandler 38 im Sinne einer Veränderung des ausgangsseitig abge­ gebenen Drehmomentes beeinflußbar ist.

Außerdem ist ein zusätzlicher Steuerhebel 80 vorgesehen, mit dessen Hilfe ein Ventil 81 betätigbar ist, um Druck­ luft aus einem weiteren Kupplungstank über eine Leitung 82 und ein normalerweise offenes Ventil 83 einem Be­ tätigungselement 84 zuzuführen, durch welches die Ver­ blockungskupplung 50 zum Verblocken der Abtriebswellen der Drehmomentenwandler 37 und 38 betätigbar ist.

Bei einer Vorwärtsbewegung des Steuerhebels 61 wird Druck­ luft über eine Leitung 76 einem Betätigungselement 79 zu­ geführt, welches die Verblockungskupplung 47 betätigt. In entsprechender Weise wird bei einer Rückwärtsbewegung des Steuerhebels 60 Druckluft über eine Leitung 66, das Doppelkegelventil 73 und die Leitung 74 dem Betätigungs­ element 75 zugeführt, um den Drehmomentenwandler 38 zu beeinflussen.

Wenn die Verblockungskupplung 50 betätigt ist, können so­ mit die Drehmomentenwandler 37 und 38 durch Betätigung des Steuerhebels 60 parallel beeinflußt werden, wobei ihre zusammengefaßte Ausgangsleistung über die Ver­ blockungskupplung 50 auf die Welle 42 der Hubseiltrommel 28 übertragen wird. Außerdem kann eine gemeinsame Drehung von Hubseiltrommel 28 und Schleppseiltrommel 35 erreicht werden, wenn man die Trommel-Verblockungskupplung 47 dadurch betätigt, daß man den Steuerhebel 61 nach vorn bewegt.

Eine Rückwärtsbewegung des Steuerhebels 61 führt dazu, daß eine zunehmend stärkere Beeinflussung der Drehmomen­ tenwandler 37 und 38 erfolgt, wenn gleichzeitig der Steuer­ hebel 60 in seiner neutralen Stellung gelassen wird. Für diese zunehmende Beeinflussung ist eine regelbare Druckluftquelle vorgesehen, beispielsweise ein einstell­ bares Ventil 77, dessen einer Anschluß mit der Drucklei­ tung verbunden ist und dessen anderer Anschluß mit einem einstellbaren Ausgleichventil 78 verbunden ist. An diesem Ausgleichventil 78 ist außerdem der Druck in der Leitung 74 über ein normalerweise offenes Ventil 83′ wirksam. Das Ausgangssignal des Ausgleichventils 78 wird über eine Leitung 87 einem weiteren Eingang des Doppel­ kegelventils 67 zugeführt und über die Leitung 68 an dem Betätigungselement 69 des Drehmomentenwandlers 37 wirksam.

Das Ausgleichventil 78 besteht aus zwei pneumatischen Rechenrelais, wie sie beispielsweise von der Firma Fair­ child Hiller unter der Typenbezeichnung "Modell 22" ver­ trieben werden, die in Serie zwischen die Leitungen 74 und 85 eingefügt sind, wobei der Kontroll- oder Ver­ gleichsdruck durch das einstellbare Ventil 77 geregelt wird. Durch Einstellung des einstellbaren Ventils 77 kann der Druck an dem mit der Leitung 85 verbundenen Ausgang des Ausgleichventils 78 auf Null gehalten werden bis in der Leitung 74 ein vorgegebener Druck erreicht ist. Wenn der Druck in der Leitung 74 dann weiter an­ steigt kann durch entsprechende Programmierung, d. h. durch Voreinstellung des Ausgleichventils 78 und des ein­ stellbaren Ventils 77 ein Ausgangssignal des Ausgleich­ ventils 78 erhalten werden, welches von Null bis zum vollen Druck ansteigt, während in der Leitung 74 der volle Druck aufgebaut wird. Eine andere Möglichkeit be­ steht darin, das Ausgleichventil so einzustellen, daß es bei einem vorgegebenen Druck in der Leitung 74 zu öffnen beginnt und dann zunehmend weiter öffnet, bis ein Endwert des Drucks erreicht wird, der unter dem vollen Ausgangsdruck liegt, und zwar dann, wenn der Druck in der Leitung 74 seinen Maximal-Wert erreicht. Auf diese Weise kann das Drehmoment vom Ausgang des Drehmomenten­ wandlers 37 in einem vorgegebenen Bereich genutzt werden, um das von dem Drehmomentenwandler 38 gelieferte Dreh­ moment automatisch und zunehmend zu ergänzen, derart, daß die Schlepptrommel 35 unter Steuerung durch den Steuerhebel 61 mit der Summe der Drehmomente angetrieben wird, wenn die Ausgänge der Drehmomentenwandler 37 und 38 über die Leistungs-Verblockungskupplung 50 miteinander gekoppelt sind.

Nachstehend sollen zur weiteren Erläuterung der zunehmen­ den Drehmomenterzeugung für die Schleppseiltrommel 35 mit Hilfe beider Drehmomentenwandler 37, 38 einige Beispiele näher betrachtet werden, wobei davon ausgegangen wird, daß die Betätigungselemente 69 und 75, über die das Aus­ gangsdrehmoment der Drehmomentenwandler 37 und 38 beein­ flußt wird, so eingestellt sind, daß sie bei einem Druck von etwa 1,4 kp/cm² zu öffnen beginnen und bei einem Druck von etwa 8,4 kp/cm² voll geöffnet sind. Außerdem wird vorausgesetzt, daß das Ventil 63 der Schleppseilsteuerung so eingestellt ist, daß es die Leitung 72 anfangs mit einem Druck von etwa 1,4 kp/cm² beaufschlagt und in voll geöffnetem Zustand an diese Leitung einen Druck von etwa 8,4 kp/cm² oder mehr lie­ fert.

Weiterhin soll angenommen werden, daß der Drehmomenten­ wandler 37 dann wirksam werden soll, wenn der Drehmomen­ tenwandler 38 bei einem Druck von etwa 4,9 kp/cm² in der Leitung 74 seine halbe Ausgangsleistung erreicht hat. Es soll ferner angenommen werden, daß der Drehmo­ mentenwandler 37 seine volle Ausgangsleistung liefert, wenn der Drehmomentenwandler 38 sein maximales Ausgangs­ drehmoment liefert. Diese Betriebsbedingungen werden erreicht, indem man das Ausgleichventil 78 und das ein­ stellbare Ventil 77 so einstellt, daß das Ausgleichven­ til 78 bei einem Druck von etwa 4,2 kp/cm² zu öffnen beginnt und bei einem Druck von etwa 8,4 kp/cm² voll ge­ öffnet wird. Dabei wird daran erinnert, daß das Betäti­ gungselement 69 des Drehmomentenwandlers 37 nicht zu öffnen beginnt, ehe nicht ein Druck von etwa 1,4 kp/cm² erreicht ist. Wenn dann der Druck in der Leitung 74 etwa 4,9 kp/cm² beträgt, dann beträgt der Druck in den Leitungen 85 und 68 etwa 1,4 kp/cm², so daß das Betätigungselement 69 des Drehmomentenwandlers 37 zu öffnen beginnt. Während an­ schließend der Druck in der Leitung 74 von etwa 4,9 kp/cm² auf etwa 8,4 kp/cm² ansteigt, steigt der Druck in der Leitung 85 am Ausgang des Ausgleichventils 78 von etwa 1,4 kp/cm² auf etwa 8,4 kp/cm² an, so daß beide Drehmo­ mentenwandler 37 und 38 voll durchgesteuert werden und das gesamte an ihren Ausgängen zur Verfügung stehende Drehmoment für den Antrieb der Schleppseiltrommel 35 bereitstellen.

Nimmt man andererseits an, daß es erwünscht ist, den Drehmomentenwandler 37 zunehmend wirksam werden zu lassen, das von seinem Ausgang abgenommene Drehmoment als Zusatz zu dem von dem Drehmomentenwandler 38 gelie­ ferten Drehmoment jedoch auf die Hälfte des maximalen Drehmoments zu begrenzen, dann können das Ausgleich­ ventil 78 und das einstellbare Ventil 77 so eingestellt werden, daß das Ausgleichventil bei einem Druck von et­ wa 3,5 kp/cm² in der Leitung 74 zu öffnen beginnt und an seinem Ausgang, d. h. auf der Leitung 85, einen Druck von etwa 4,9 kp/cm² erzeugt, wenn in der Leitung 74 ein Druck von etwa 8,4 kp/cm² erreicht wird. Unter diesen Bedingungen ist es möglich, die Schlepptrommel mit einem erhöhten Drehmoment anzutreiben und das restliche verfüg­ baren Drehmoment zum Anheben des Schleppkübels zu verwen­ den.

Wenn unter den genannten Voraussetzungen beim Schürfen ein Stillstand der Drehmomentenwandler 37 und 38 droht, dann kann der Baggerführer nunmehr kurzfristig den Steuer­ hebel 60 der Hubseilsteuerung nach rückwärts ziehen und damit Druck auf die Leitung 66 gehen, wodurch das Doppel­ kegelventil 73 nicht verstellt wird, da in der Leitung 73 der volle Druck vorhanden ist. Aufgrund des niedrigeren Druckes in der Ausgangsleitung 87 des Ausgleichventils 78 erfolgt jedoch eine Verstellung des Doppelkegelventils 67. Der volle Betätigungsdruck in der Leitung 66 erreicht nun über das Doppelkegelventil 67 die Leitung 68 und verstellt das Betätigungselement 69 auf volle Ausgangsleistung. Hierdurch wird die Reserveleistung des Drehmomentenwandlers 37 freigegeben und automatisch die Kupplung 41 für die Hub­ trommel 28 in Eingriff gebracht, so daß der Schleppkübel 25 angehoben wird.

Wenn der Schleppkübel 25 gefüllt ist, dann ist es erfor­ derlich, beim Anheben des Schleppkübels eine Spannung in dem Schleppseil 29 aufrechtzuerhalten, um zu verhindern, daß der Schleppkübel entleert wird. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, beim Anheben der Last die Betätigungselemente bzw. Bremsen 59 für die Schlepp­ seiltrommel 35 durch Niederdrücken des Bremspedals 57 zu betätigen. Dieses Vorgehen ermöglicht der Bedienungsper­ son eine weitgehende Kontrolle des Weges, längs welchem sich der Schleppkübel 25 bei seiner Aufwärtsbewegung be­ wegt. Andererseits entsteht beim Durchrutschen der Brem­ sen 59 eine beträchtliche Reibungswärme, während gleich­ zeitig die Bremsbeläge im Verlauf der aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen des Baggers 10 schnell verschlissen werden.

Wenn die Trommelverblockungskupplung 47 betätigt wird, dann beginnt der Hubvorgang, wie oben beschrieben, damit, daß die Bedienungsperson die Kupplung 41 betätigt und die Bremsen 59. Wenn der Hubvorgang dann begonnen hat, be­ tätigt die Bedienungsperson die Trommelverblockungskupp­ lung 47 und gibt das Bremspedal 57 frei. Wenn die Trom­ melverblockungskupplung 47 in Eingriff gebracht ist, dann zieht das Gewicht des Schleppkübels 25 das Schleppseil 29 von der Schleppseiltrommel 35 ab, so daß diese sich rück­ wärtsdreht. Über die Kettenverbindung zwischen den Ket­ tenrädern 48 und 49 wird nunmehr der Zug des Schleppseils auf die Hubseiltrommel 28 übertragen, wodurch die für das Anheben des Schleppkübels 25 benötigte Leistung ver­ ringert wird.

Bei einem betrachteten Ausführungsbeispiel betragen zum Beispiel bei einem Neigungswinkel des Auslegers 16 von 30° und bei in der Position B befindlichem Schleppkübel 25 (Fig. 1) die Zugkräfte am Schleppkübelhubseil 26 und am Schleppseil 29, bezogen auf das Gewicht des Schlepp­ kübels mit Inhalt (100%) etwa 214% bzw. 165%. An dem Hubseil 26 muß dann zum Anheben des Schleppkübels 25 eine Zugkraft angreifen, die 214% der Gewichtskraft des gefüllten Schleppkübels ausmacht. Dies ist auf die Rück­ haltezugkraft an dem Schleppseil 29 und dem Schließseil 30 zurückzuführen, die erforderlich ist, um den Schlepp­ kübel in der richtigen Lage zu halten, so daß ein Aus­ kippen seines Inhalts verhindert wird. Bei dem betrach­ teten Ausführungsbeispiel werden nun die Trommeln 28 und 35 durch die Kettenverbindung und die Verblockungskupp­ lung 47 "zusammengespannt". Dies hat zur Folge, daß die Rückhalte-Zugkraft in dem Schleppseil 29 zwar immer noch vorhanden ist, jedoch durch die Verblockung auf die Hub­ seiltrommel 28 übertragen wird.

Die nach wie vor erforderliche Rückhaltezugkraft von 214% der Gewichtskraft unterstützt bei geschlossener Verblockungskupplung 47 den Hubvorgang. Die Zugspannung im Hubseil von etwa 145% (165% abzüglich 20% Reibungs­ verluste) wird daher dazu benutzt, die Leistung zu ver­ ringern, die für das Anheben des Schleppkübels 25 er­ forderlich ist. Die für das Anheben des Schleppkübels erforderliche Leistung beträgt nunmehr nur noch 214% minus 145%, d. h. 69% der Gewichtskraft des gefüllten Schleppkübels. Aus diesem Beispiel wird deutlich, daß bei einem Schürfkübelbagger, der mit einer Schleppseil- Verblockungskupplung 47 ausgerüstet ist, lediglich ¹/₃ der Leistung (⁶⁹/₂₁₄) erforderlich ist, um den Schlepp­ kübel 25 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit anzuheben bzw. daß ein Bagger mit Trommel-Verblockungskupplung eine gegebene Last schneller anheben kann als ein Bagger mit üblichem Antriebssystem, bei dem Bremsen 59 zum Er­ zeugen der Rückhalte-Zugkraft eingesetzt werden.

Darüber hinaus müssen bei einem konventionellen Bagger die Bremsen für die Schleppseiltrommel eine beträchtliche Energie aufnehmen, um die Rückhalte-Zugspannung an dem Schleppseil zu erzeugen, wodurch an den Bremsen eine hohe Wärmeentwicklung und ein hoher Verschleiß auftritt. Bei Einsatz der Trommel-Verblockungskupplung ist es dagegen nicht erforderlich, für die Erzeugung der Zugkraft die Bremsen zu betätigen, da die Reibungsverluste im Antriebs­ system und die gegenseitige Verblockung ausreichen, um die Spannung in dem Schleppseil 29 aufrechtzuerhalten. Dies führt dazu, daß bei dem betrachteten Bagger weniger Wartungsarbeiten erforderlich sind, während gleichzeitig auch die Treibstoffkosten geringer werden, da zum Anheben des Schleppkübels nur eine geringe Leistung benötigt wird.

Durch das gegenseitige Verblocken der Trommeln 28 und 35 ergeben sich auch beim Zurückführen des Schleppkübels zur Schürfstelle Vorteile. Bei diesem Vorgang wird die Ver­ blockungskupplung 47 betätigt, und die Bremsen 58 für die Trommel 28 werden gelöst. Da das Gewicht des Schleppkübels - über die Verblockungskupplung - das Einziehen bzw. Auf­ wickeln des Schleppseils unterstützt, kann die Bedienungs­ person den Schleppkübel gleichzeitig absenken und ein­ ziehen, ohne die Bremsen zu betätigen, wodurch der Ver­ schleiß an den Bremsen 58 verringert wird.

Der Drehmomentenwandler 38 für den Antrieb der Schlepp­ seiltrommel 35 kann aufgrund dessen, daß getrennte Dreh­ momentenwandler 37 und 38 für die beiden Trommeln 28 und 35 vorhanden sind, teilweise dazu vorgesehen werden, bei enem Hubvorgang die erforderliche Rückhalte-Zugkraft an dem Schleppseil zu erzeugen. Dies eröffnet für die Be­ dienungsperson eine große Flexibilität bei der Steuerung des Weges des Schleppkübels 25 beim Anheben desselben. Ferner vermeidet diese Maßnahme einen unzulässigen Ver­ schleiß der Bremstrommel, da die Rückhalte-Zugspannung des Schleppseils teilweise von dem Drehmomentenwandler 38 aufgenommen wird. Der Drehmomentenwandler 37 für das Antreiben der Trommel 28 für das Schleppkübelhubseil 26 muß jedoch mehr Leistung liefern (im Vergleich zu dem Betriebszustand, bei dem die Verblockungskupplung 47 be­ tätigt ist), da von der Trommel 35 über die Verblockungs­ kupplung 47 keine zusätzlichen Antriebskräfte auf die Trommel 28 übertragen werden.

Wenn maximale Leistung (wie z. B. beim Einholen des Schlepp­ kübels) oder maximale Geschwindigkeit gefordert werden (wie z. B. beim Anheben des Schleppkübels), kann durch Betätigung des Steuerhebels 81 die Leistungs-Verblockungs­ kupplung 50 in Eingriff gebracht werden. Hierdurch werden die Abtriebswellen 52 und 54 der beiden Drehmomentenwandler 37 und 38 zusammengeschaltet und können nunmehr gemeinsam die maximal mögliche Leistung entweder auf die Trommel 28 oder auf die Trommel 35 übertragen, je nachdem, welche der Kupplungen 41 bzw. 45 durch Betätigung ihre zugehö­ rigen Steuerhebels 60 bzw. 61 geschlossen ist. Man erkennt, daß beim schnellen Heben des Schleppkübels bei geschlosse­ ner Leistungs-Verblockungskupplung 50 entweder die Bremsen 59 oder die Verblockungskupplung 47 betätigt werden kann, um die erforderliche Zugspannung im Schleppseil zu er­ zeugen, so daß ein Auskippen des Schleppkübels verhindert wird. Der Drehmomentenwandler 38 kann jedoch nicht dazu benutzt werden, die Rückhalte-Zugspannung zu erzeugen, da er über die Leistungs-Verblockungskupplung 50 dem Antreiben der Trommel 28 dient.

Beim normalen Betrieb wird der gefüllte Schleppkübel 25 hochgezogen, woraufhin der Oberwagen 12 mit dem Ausleger 16 von der Schürfstelle weggedreht wird, so daß der Schleppkübel 25 nunmehr auf einen Lastwagen oder auf eine neben der Schürfstelle befindliche Halde entleert werden kann. Der Oberwagen 12 mit dem Ausleger 16 wird dann wieder über die Schürfstelle zurückgeschwenkt, während der Schleppkübel 25 durch Freigabe der Bremsen 58 abge­ senkt wird. Wenn die Bedienungsperson mit Gefühl und mit richtiger Zeiteinteilung arbeitet, dann kann der Schlepp­ kübel 25 beim Zurückschwenken des Auslegers 16 vor des­ sen vorderem Ende abgeworfen werden, wodurch die Reich­ weite des Schleppkübels ohne eine Fahrbewegung des Bag­ gers vergrößert wird.

Andererseits besteht auch die Möglichkeit, in den Fällen, in denen ein Schürfen dicht am Bagger erwünscht ist, die Trommel-Verblockungskupplung 47 zu schließen, woraufhin das Schleppseil 29 auf die Schleppseiltrommel 25 aufge­ wickelt wird, wenn der Schleppkübel 25 aufgrund seines Gewichts das Schleppkübelhubseil 26 von der Trommel 28 abzieht.

In Ausgestaltung der Erfindung kann der Drehmomentenwand­ ler 37 auch dazu verwendet werden, beim Absenken des Schleppkübels 25 eine vorgegebene Rückhaltekraft zu erzeugen. Im einzelnen wird beim Vorwärtsschieben des Steuerhebels 60 zum Absenken des Schleppkübels 25 der Druck über die Leitung 90, das Doppelkegelventil 64 a und die Leitung 64 wirksam, um über das Betätigungs­ element 65 die Kupplung 41 zu schließen. Außerdem wird der Druck über die Leitung 91 wirksam, um das normaler­ weise offene Ventil 83 zu schließen und damit die Lei­ stungsverblockungseinrichtung 50 zu öffnen. Außerdem wird der Druck über die Leitung 92 wirksam und schließt das normalerweise offene Magnetventil 83′, wodurch das Ausgleichventil 78 unwirksam gemacht wird.

Zur Regelung der Größe der von dem Drehmomentenwandler 37 erzeugten Rückhaltekraft wird der Druck außerdem über die Leitung 93 wirksam, um das normalerweise geschlossene Ventil 94 zu öffnen. Auf diese Weise kann der Druck in der Druckleitung über ein Einstellventil 95 an dem Doppelkegelventil 86 wirksam werden und erreicht über die Leitung 87, das Doppelkegelventil 67 und über die Leitung 68 das Betätigungselement 69. Die Höhe des wirksam wer­ denden Druckes und damit die Höhe der Rückhaltekraft können dabei durch Einstellung des Ventils 95 vorgegeben werden.

In Fig. 1 stellt die Kurve ABC den typischen Transport­ weg für den Schleppkübel 25 von dem Punkt A (etwa der Punkt, an dem der Schleppkübel am weitesten eingeholt ist) zu dem Punkt C dar (dieser Punkt liegt etwa in der höchsten Hubposition), wobei die Kurve ABC bei einge­ schalteter Verblockungskupplung 47 und einem Verblockungs­ verhältnis von 1 : 1 gilt. Wenn der Schürfkübel 25 jedoch bereits an einem Punkt D gefüllt ist und die Hubphase dann bei eingeschalteter Verblockungskupplung 47 beginnt, dann folgt der Schleppkübel der Kurve DEFG. In diesem Fall wird, wie in Fig. 1 erkennbar ist, auch die maximale Hubhöhe für den Schleppkübel verringert. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Summe der Längen des Hubseils 26 und des Schleppseils 29 beim Einschalten der Verblockungs­ kupplung 47 am Punkt D größer ist als am Punkt A. Wenn der Schleppkübel 25 noch früher gefüllt ist, beispiels­ weise an einem Punkt H, und die Hubphase unter Einschal­ tung der Verblockungskupplung 47 eingeleitet wird, dann bewegt sich der Schleppkübel längs einer Kurve HI. In die­ sem Fall ist jedoch, wie aus Fig. 1 deutlich wird, die Hubhöhe so stark begrenzt, daß der Schleppkübel 25 nicht einmal auf das Niveau des Untergrunds angehoben wird, auf dem der Bagger steht.

Wenn nun, ausgehend von dem Punkt D in Fig. 1, eine grö­ ßere Hubhöhe erwünscht ist, dann können während der An­ fangsphase des Hubvorgangs die Bremsen 59 für die Schlepp­ seiltrommel 35 betätigt werden, so daß der Schleppkübel zunächst der gestrichelten Kurve DB folgt. Wenn dann die Verblockungskupplung 47 betätigt wird, folgt der Schlepp­ kübel anschließend der Kurve BC. Wenn die Bremsen 59 noch früher betätigt werden, beispielsweise wenn sich der Schleppkübel 25 am Punkt H befindet, dann kann sich der Schleppkübel zunächst längs der gestrichelten Kurve HF bewegen und dann nach Betätigen der Verblockungskupplung 47 längs der Kurve FG.

Andererseits besteht die Möglichkeit dann, wenn der Schleppkübel bereits am Punkt H gefüllt ist, den Hubvor­ gang einzuleiten, während die Schleppseiltrommel 35 den Schleppkübel noch immer einholt. In diesem Fall folgt der Schleppkübel unter der Voraussetzung, daß die Trommeln 28 und 35 mit gleicher Geschwindigkeit laufen, der strichpunktierten Kurve HEB in Fig. 1. Bei Erreichen des Punktes B kann dann die Verblockungskupplung 47 be­ tätigt werden, so daß der Schleppkübel nunmehr dem Kur­ venstück BC folgt.

Das Antriebssystem ermöglicht noch andere Varianten. Wenn man beispielsweise einen Schlupf der Bremsen 59 zuläßt, dann führt dies - in Fig. 1 - zu einer Schwenkung der Kurven DB oder HF im Uhrzeigersinn. Wenn man einen solchen Schlupf der Bremsen 59 zuläßt, daß das Ausgeben des Schleppseils 29 und das Einziehen des Hubseils 26 im Ver­ hältnis 1 : 1 erfolgt, dann ergibt sich statt der Kurve DB die Kurve DF. Wenn man von einer Position beim Punkt A ausgeht, dann würde ein Schlupf der Bremsen 59 in noch stärkerem Maße eine Bewegung des Schleppkübels 25 von Punkt A zum Punkt E zur Folge haben. Dabei wäre jedoch ein beträchtliches Geschick des Baggerführers erforder­ lich, um eine vorzeitige Entleerung des Schleppkübels zu vermeiden. Wegen der großen Flexibilität des beschriebe­ nen Antriebssystems lassen sich ähnliche Laufwege des Schleppkübels auch dann erreichen, wenn man das von dem Drehmomentenwandler 38 abgegebene Drehmoment verändert, anstatt die Bremsen 59 durchrutschen zu lassen. Beispiels­ weise wird dann, wenn der Drehmomentenwandler 38 bei vol­ ler Leistung mit der gleichen Geschwindigkeit läuft, wie der Drehmomentenwandler 37, die Kurve HF - in Fig. 1 - im Gegenuhrzeigersinn auf die Kurve HE verschwenkt.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß er­ findungsgemäß ein sehr flexibles Antriebssystem für einen Schleppkübelbagger geschaffen wird, bei dem getrennte Drehmomentenwandler 37, 38 für die mit der Kupplung 47 zusammenschaltbaren Trommeln 28 und 35 vorgesehen sind, wobei die Leistungsverblockungskupplung 50 zusätzlich die Übertragung der Gesamtleistung auf jede der beiden Trommeln 28, 35 ermöglicht.

Claims (6)

1. Antriebssystem für einen Schürfkübelbagger mit einer bremsbaren Schleppseilwinde und einer brems­ baren Hubseilwinde, mit einem Antriebsmotor, mit einem ersten Drehmomentwandler mit einer Abtriebs­ welle und einer zugeordneten ersten, selektiv be­ tätigbaren Kupplung zum Verbinden des Antriebsmotors mit der Hubseilwinde, mit einem zweiten Drehmoment­ wandler mit einer Abtriebswelle und einer zugeord­ neten, zweiten, selektiv betätigbaren Kupplung zum Verbinden des Antriebsmotors mit der Schleppseil­ winde, mit einer Hubsteuereinrichtung zum Betätigen der ersten Kupplung und zum Verändern der Ausgangs­ leistung des ersten Drehmomentwandlers, mit einer Schleppsteuereinrichtung zum Betätigen der zweiten Kupplung und zum Verändern der Ausgangsleitung des zweiten Drehmomentwandlers, mit einer Trommelver­ blockungseinrichtung zum Zusammenkuppeln der Hub­ seilwinde und der Schleppseilwinde, mit einer Leistungsverblockungseinrichtung zum Zusammenkuppeln der Abtriebswellen der Drehmomentwandler und mit je einem Steuerelement der Hubsteuereinrichtung und der Schleppsteuereinrichtung, wobei das Steuerelement der Hubsteuereinrichtung in einer vorgegebenen Rich­ tung betätigbar ist, um die erste Kupplung zu be­ tätigen und um die Ausgangsleistung des ersten und des zweiten Drehmomentwandlers zu verändern und wobei das Steuerelement der Schleppsteuereinrich­ tung in einer vorgegebenen Richtung betätigbar ist, um die zweite Kupplung zu betätigen und die Ausgangsleistung des ersten und des zweiten Dreh­ momentwandlers zu verändern, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche, progressiv wirksam werdende, einstellbare Steuereinrichtung (77, 78, 85, 86, 87) vorgesehen ist, durch die die Schleppsteuereinrich­ tung (61, 63, 70 bis 75) und die Hubsteuereinrichtung (60, 62, 64 bis 69) bei betätigter Leistungsver­ blockungseinrichtung (80, 81, 82, 84, 50) derart mit­ einander verbunden sind, daß bei Betätigung des Steuerelements (61) der Schleppsteuereinrichtung (61, 63, 70 bis 75) in der vorgegebenen Richtung automatisch eine Änderung der Ausgangsleistung des zweiten Drehmomentwandlers (38) zunehmend bis zu einer vorgegebenen Ausgangsleistung und dann eine Änderung der Ausgangsleistung des ersten Drehmoment­ wandlers (37) zunehmend bis zu einer vorgegebenen Ausgangsleistung herbeiführbar ist.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1 mit pneumatisch be­ tätigbaren Schlepp- und Hubsteuereinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Steuer­ einrichtung (77, 78, 85, 86, 87) Einstelleinrichtungen (77, 78) aufweist, mit deren Hilfe die vorgegebene Ausgangsleistung des zweiten Drehmomentwandlers (38) einstellbar ist, bei der die Veränderung der Ausgangsleistung des ersten Drehmomentwandlers (37) einsetzt und durch die der pneumatische Druck für eine druckabhängige Änderung der Ausgangsleistung des zweiten Drehmomentwandlers (37) beeinflußbar ist.

3. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubsteuereinrichtung (60, 62, 64 bis 69) der­ art ausgebildet ist, daß sie bei Betätigung in der vorgegebenen Richtung automatisch von der Schlepp­ steuereinrichtung (61, 63, 70 bis 75) die Steuerung der Änderung der Ausgangsleistung des ersten Drehmoment­ wandlers (37) übernimmt.

4. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leistungsverblockungseinrichtung (50) bei Betätigung der Hubsteuereinrichtung (60, 62, 64 bis 69) in zu der vorgegebenen Richtung ent­ gegengesetzter Richtung zur Aufhebung der Leistungs­ verblockung betätigbar ist, um die Änderung der Ausgangsleistung des ersten Drehmomentwandlers (37) in Abhängigkeit von der Betätigung der Schlepp­ steuereinrichtung (61, 63, 70 bis 75) aufzuheben, um den ersten Drehmomentwandler (37) in Abhängig­ keit von dieser Betätigung der Hubsteuereinrichtung (60, 62, 64 bis 69) mit vorgegebener Ausgangsleistung zu betreiben.

5. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen die Hubsteuereinrichtung (60, 62, 64 bis 69) und die zusätzliche Steuerein­ richtung (77, 78, 85, 86, 87) ein normalerweise offe­ nes Ventil (83′) geschaltet ist und daß dieses Ventil (83′) durch Betätigung der Hubsteuerein­ richtung (60, 62, 64 bis 69) in zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzter Richtung zur Desakti­ vierung der zusätzlichen Steuereinrichtung (77, 78, 85, 86, 87) schließbar ist.

6. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen die Einrichtungen (86, 87, 95) zum Ändern der Ausgangsleistung des ersten Drehmoment­ wandlers (37) und die Einstelleinrichtungen (77, 78) ein normalerweise geschlossenes Ventil (94) eingefügt ist und daß dieses Ventil bei Betätigung des Steuer­ hebels (60) der Hubsteuereinrichtung (60, 62, 64-69) in zur vorgegebenen Richtung entgegengesetzter Rich­ tung schließbar ist.