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Antriebsvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Antriebskupplung für einen Motor und insbesondere
Antriebsvorrichtungen mit strömungsmittelbetätigten Scherkupplungen, um einen Antriebsmotor
mit einer durch die Kupplung angetriebenen Vorrichtung zu verbinden, sowie mit der
zugehörigen Steuereinrichtung, um wahlweise der Kupplung das Betätigungsströmungsmittel
zuzuführen.
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Bei vielen Anwendungen ist es wünschenswert, eine anqetriebene Einrichtung
von einem statischen Zustand gleich bis zur vollen Betriebsdrehzahl zu beschleunigen,
ohne die Einrichtung den häufig übermäßigen Spannungen und Belastunqen auszusetzen,
die mit einem ungleichmäßigen oder abrupten Start verbunden sind.
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Diesem Wunsch nach einem weichen, allmählichen Start der anaetriebenen
Einrichtung steht der Wunsch entgegen, die volle Betriebsdrehzahl so schnell wie
möglich zu erreichen sowie der Wunsch, übermäßigen Verschleiß zu vermeiden, die
sich aus unnötig langem Schleifenlassen der Kupplung beim Einrasten ergibt.
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Außerdem können weiche Starts besonders zweckmäßig bei Einrichtungen
mit mehreren voneinander im Abstand angeordneten Antrieben sein, wie sie beispielsweise
bei Freilandfördereinrichtungen Verwendung finden, die bei verschiedenen Arten von
Montanbetrieben eingesetzt werden, um z.B. ein Verlagern oder Uberschwappen der
Last oder auch eine übermäßige Spannung des Förderbandes und einen möglicherweise
daraus entstehenden Rückprall zu vermeiden. Bei solchen Fördereinrichtungen müssen
die verschiedenen Antriebe normalerweise der Reihe nach fortschrittlich mit einer
kleinen Verzögerung zwischen jedem aufeinanderfolgenden Start angelassen werden,
damit die Abschnitte des Förderbandes zwischen den einzelnen Antriebseinrichtunaen
richtig
gespannt bleiben. Das Aufbringen der Antriebskräfte durch
entsprechende Kupplungsbetätigung für einen weichen Start ermöglicht eine gleichmäßige
Spannung des Förderbandes, wodurch dessen Rückprall oder Rückfederung weitgehend
herabgesetzt werden. Um diese wichtige Spannung der Förderanlage zu gewährleisten,
müssen dixe Beschleunigungskurven der einzelnen Antriebseinheiten stetig, voraussagbar
und sehr genau kontrollierbar sein.
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Da die Betätigungssteuerung der Kupplung nahe an den Antriebseinheiten
und daher auch nahe an der Fördereinrichtung angebracht sein muß, sind sie äußerst
widrigen Betriebsbedingungen infolge eines hohen Anteils von Schadstoffen in der
umgebenden Atmosphäre unterworfen. Diese Schwierigkeit kommt besonders bei Anlagen
vor, die für den Kohlentransport sowohl in den Minen als auch bei kohlenbeheizten
Kraft- oder E-Werken vorherrschen. So traten Schwierigkeiten infolge Verschmutzung
des Betätigungsströmungsmittels der Kupplung auf, die zu einem Verstopfen der Steuerventile
führt, woraus sich ein Verlust der vollen Betriebskontrolle, erhöhte Wartungskosten
sowie lange Rüstzeiten ergeben. Daher ist es sehr zweckmäßig, Steuerventile vorzusehen,
die für eine solche Verschmutzung weniger empfindlich sind.
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Erfindungsgemäß ist eine Antriebseinrichtung vorgesehen, die sich
besonders gut für eine sehr weiche und doch schnelle Beschleunigung des angetriebenen
Aggregates sowohl bei Einzelals auch bei Mehrfachantrieben eignet. Die Antriebseinrichtung
enthält einen verbesserten Drehschieber, der äußerst widerstandsfähig gegen ArbeitsverschleiB
infolge von Verschmutzung des Betätigungs- oder Betriebsströmungsmittels ist, und
das so betriebssicher arbeitet, daß es das Betriebs- oder Steuerströmungsmittel
der Kupplung in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Querschnitt Betriebsströmungsmittel
zuführt, um die angetriebene Einrichtung weich auf die volle Arbeitsdrehzahl innerhalb
einer Minimalzeit und mit minimalem Kupplungsrutschen zu bringen. Der Drehschiedas
ber oder Steuerventil soll durch einen Schrittmotor mit zu-
geordneter
Steuer schaltung über mehrere Stufen angetrieben werden, wobei eine Nocke wahlweise
an einer Einlaßöffnung angeordnet ist, um den Strömunssmittelfluß durch den Drehschieber
fortschreitend einzuschränken, woraus sich ein Betriebsströmunqsmittel mit erhöhtem
Druck ergibt, das zur Betätigung der Kupplung dient. Die Kombination dieses Steuerdrehschiebers
mit dem Schrittmotorantrieb schiebt eine äußerst genaue und betriebssichere Steuerung
zur Betätigung der Kupplung, die im wesentlichen selbstreinigend ist, wodurch der
Betriebsverschleiß infolge von Verschmutzungen des Betriebsströmungsmittels wesentlich
herabgesetzt wird.
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Die Steuerschaltung ist auch zur Steuerung des Schrittmotors vorgesehen,
um eine genaue Steuerung des Starts und des Beschleunigungsquerschnitts zu ermöglichen.
Die Steuerschaltung gestattet eine leichte Einstellung der Geschwindigkeit der Beschleunigung
zur Anpassung an bestimmte Arbeitsbedingungen, und nach der Einstellung gewährleistet
sie eine Wiederholbarkeit der Beschleuniqungszunahme. Die Steuerschaltung kann Vorrichtungen
enthalten, um die Kupplung auszurücken oder abzuschalten, falls anormale Betriebsbedingungen,
besonders während des Startes, herrschen,um eine Beschädigung der Kupplung zu vermeiden,
wie sie von einem übermäßigen Schleifen herrühren kann.
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Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung
enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein.
Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Freilandförderanlage
mit mehreren Motorantriebskupplungen, welche die erfindungsgemäße verbesserte Steuerung
enthält, Fig. 2 eine Schemazeichnung einer erfindungsgemäßen Kupplung mit zugeordnetem
Steuerventil, das mit einer Pumpe in Kreislauf gesteuert ist, Fig. 3 einen Schnitt
durch ein erfindungsgemäßes Steuerventil für den Antrieb der Fig. 1 längs einer
Radialebene parallel zur Drehachse des Ventils,
Fig. 4 einen Schnitt
durch das Ventil der Fig. 3 längs der Linie 4-4, Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt
der einen Teil des Ventils der Fig. 3 bildenden Nocke, Fig. 6 einen Querschnitt
durch das Ventil der Fig. 3 mit Begrenzungen oder Anschläaen, wobei der Schnitt
längs der Linie 5-5 der Fig. 3 erfolgt, Fig. 7 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Steuerschaltung für den Schrittmotor, der zum Antrieb des erfindungsgemäßen Steuerventils
der Fig. 3 dient.
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Fig. 1 zeigt eine Freilandförderanlage 10 mit einem ziemlich langen
Förderband 12, das auf mehreren Rollen 14 läuft und mehrere über die Länge der Anlage
verteilte Antriebe 16 aufweist. Die einzelnen Antriebe umfassen einen Motor 18,
beispielsweise einen Verbrennungs- oder Elektromotor, der mit einer Kupplung 20
in Wirkverbindung steht, die gesteuert die Antriebskräfte des Motors 18 auf das
Förderband 12 übertragen. Die Länge dieser Förderanlage kann je nach dem Anwendungszweck
zwischen mehreren 100 m und mehreren km betragen.
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Die Kupplungen 20 sind vorzugsweise Ölscherkupplungen nach den US-Patentschriften
3 696 898 und 4 171 038, die hier mit einbezogen sind. Diese Kupplungen weisen mehrere
abwechselnd angeordneten Scheiben und Platten auf, wobei die Scheiben sich mit einer
Antriebs- und Abtriebswelle der Kupplung drehen und die Platten mit der anderen
Antriebs-und Abtriebswelle. Meist ist ein Betätigungs- oder Steuerzylinder vorgesehen,
der mit unter Druck stehendem Strömungsmittel wie einem Öl versorgt wird, welches
die abwechselnd angeordneten Scheiben und Platten in Wechselwirkung betätigt, wodurch
die Antriebskraft des Motors auf die Abtriebswelle übertragen wird und dadurch die
mit ihr verbundene Einrichtung antreibt. Konstruktion und Arbeitsweise der Kupplung
sind näher in der vorstehend erwähnten Patentschrift beschrieben.
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Um die Betätigung der Kupplung 20 zu steuern und damit einen glatten
"weichen" Start der Förderanlage oder einer anderen angetriebenen Einrichtung zu
ermöglichen, ist eine schematisch in Fig. 2 dargestellte Pumpe 22 vorgesehen, die
einen Vorrat von Druckströmungsmittel aus einem nicht gezeigten Reservoir über eine
Leitung 24 der Kupplung 20 zu deren Betätigung zuführt. Im Betrieb kann die Pumpe
laufend arbeiten, um dadurch die Pumpe mit Schmiermittel und Kühlmittel zu versorgen,
wobei nur ein Teil ihrer Ausgabe für Steuerzwecke verwendet wird. Für Steuerzwecke
kann auch eine eigene Pumpe vorgesehen sein. In beiden Fällen wird die Pumpe zuerst
angelassen, um einen Vorrat von Druckströmungsmittel zu erzeuqen, wobei ein Druckbegrenzungsventil
26 über eine Leitung 28 an die Leitung 24 angeschlossen ist, durch welches das von
der Pumpe 22 kommende Druckströmungsmittel zurück zu einem Reservoir geleitet wird,
wenn es ganz offensteht, um den Aufbau eines Steuerdrucks an der Kupplung 20 zu
verhindern. Wenn das Ventil oder der Schieber 26 schließt, wird sein Strömungsmitteldurchsatz
fortschreitend gesperrt, wodurch ein ansteigender Strömungsmitteldruck auf die Kupplung
20 einwirkt. Wenn sich dieser fortlaufend erhöht, werden die Platten und Scheiben
der Kupplung zunehmend axial bewegt, so daß sie ein Drehmoment übertragen, wobei
die relative Drehung zwischen ihnen fortschreitend abnimmt, bis die Abtriebswelle
ihre volle Betriebsdrehzahl erreicht hat.
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In den Fig. 3 bis 6 ist ein erfindungsgemäßes Druckbegrenzungsventil
oder ein Druckbegrenzungsschieber 26 gezeigt, der ein rechteckiges Langgehäuse 30
mit einer Mittelbohrung 32 aufweist, die sich längs durch das Gehäuse erstreckt
und an ihren entgegengesetzten Enden 38 und 40 Abschnitte mit vergrößertem Durchmesser
34 und 36 aufweist.
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Eine Einlaß öffnung 42 ist in einer oberen Seitenwand 44 vorgesehen,
die sich radial nach innen zur Bohrung 32 hin öffnet und mit einer Strömungsmittelversorgungsleitung
wie der Leitung 28 der Fig. 2 verbunden ist. Zwei sich radial erstreckende Auslaßöffnungen
44 und 46 sind
in der unteren Seitenwand 48 des Gehäuses 30 vorgesehen
und in Längsrichtung in gleichem Abstand gegenüber der Einlaßöffnung 42 angeordnet.
Die Auslaßöffnungen 44 und 46 öffnen sich zu einem Verteilerhohlraum 50 in der unteren
Seiten-Wand des Gehäuses 30. Eine Platte 50 ist mit entsprechenden Befestigungsmitteln
53 an der unteren Seitenwand 48 des Gehäuses 30 angebracht, das zum Teil den Verteilerhohlraum
50 bildet und umschließt, der eine einzige Auslaßöffnung 54 aufweist, an welche
eine Strömungsmittelversorgungsleitung angeschlossen ist, um das Steuerströmungsmittel
zum Reservoir zurückzuleiten.
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Ein langer drehbarer Ventileinsatz 56 ist beweglich in der Längsbohrung
32 angeordnet und weist einen Flanschabschnitt 58 mit erweitertem Durchmesser neben
dem Außenende 60 auf, das mit einem sich radial erstreckenden Flanschabschnitt 62
im Eingriff steht, welcher die Bohrung 32 und den erweiterten Teil 34 miteinander
verbindet, um den Ventileinsatz 56 im Gehäuse 30 axial zu positionieren. Eine Sicherungsplatte
64 ist durch Befestigungsmittel 65 am Außenende 38 des Gehäuses 30 befestigt und
weist einen Abschnitt 66 auf, der in den Abschnitt 34 mit erweitertem Durchmesser
der Bohrung 32 hineinragt und dort mit der Außenfläche 68 des Flansches 58 im Eingriff
steht, um den Ventileinsatz mit den Axialbewegungen zu sichern. Der Abschnitt 66
ist auch mit einer Ringnut 70 versehen, in der eine Dichtungsvorrichtung 72 wie
ein O-Ring angeordnet ist, der dichtend mit der Seitenwand des Abschnitts 34 mit
vergrößertem Durchmesser im Eingriff steht und damit ein Lecken des Strömungsmittels
verhindert. Ferner ist eine Öffnung 74 im Gehäuse 30 vorgesehen, die sich radial
vom Unterteil des Abschnitts 34 mit vergrößertem Durchmesser nach außen erstreckt
und- in den Hohlraum 50 mündet, der es der sich im Abschnitt 34 mit vergrößertem
Durchmesser ansammelnden Steuerflüssigkeit ermöglicht, zum Reservoir zurückgeleitet
zu werden.
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Der Ventileinsatz 56 besitzt auch an seinen entgegengesetzten Enden
zwei Lagerzapfen 76 und 78, welche mit den Seitenwänden
der Längsbohrung
32 im Eingriff stehen, um den Ventileinsatz drehbar zu lagern. Der Ventileinsatz
56 weist auch eine Nocken- oder Kurvenerhöhung 80 auf, die etwa halbwegs zwischen
den Lagerzapfen 76 und 78 angeordnet ist und radial mit der Einlaßöffnung 42 fluchtet
Nach den Fig. 4 und 5 weist die Nockenerhöhung 80 einen gekerbten Einschnitt 82
an ihrem Umfang auf, der mit der Einlaßöffnung 42 zum Fluchten gebracht werden kann,
um einen praktisch ungehinderten vollen Strömungsmittelfluß zuzulassen, wenn das
Ventil 36 voll geöffnet ist. Die Nockenerhöhung 80 weist auch einen praktisch gleichmäßiqen
Anstieg oder einen Umfangsflächenteil mit wachsendem Radius 84 auf, der sich nach
Fig. 5 um etwa 270 Winkelgrade gemessen von etwa der Mittellinie der Kerbe 82 nach
links erstreckt, wobei die restliche Umfangsfläche 86 einen konstanten Radius aufweist.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die gesamte Nockenerhöhung ca. 0,09 Zoll
(ca. 2,28 mm), doch sei bemerkt,daß sowohl der Umriß als auch die Gesamterhöhung
verändert werden können, um eine beliebige gewünschte Beschleunigungskurve zu bilden.
Sollte beispielsweise ein äußerst langsamer Anfangsstart gewünscht werden, so kann
die Nockenerhöhung mit einem ersten leichter ansteiaenden Abschnitt versehen werden,
dem ein Abschnitt mit steileren Anstieg folgt, wodurch die angetriebene Einrichtung
nach dem Start schneller beschleunigt werden könnte. Andere Varianten für bestimmte
Anwendungen können leicht durch Wahl einer entsprechenden Nockenerhöhung eingeführt
werden. Der Umfangsabschnitt 86 mit dem maximalen Radius oder die Nockenerhöhunq
84 sind so beschaffen, daß bei einer Drehung des Ventileinsatzes 56 in eine Stellung,
in welcher der Umfangsabschnitt 86 mit maximalem Radius mit der Einlaßöffnung 42
fluchtet, praktisch kein Strömungsmittelfluß zum Ventil 26 stattfindet. Entsprechende
Dichtungen 88 sind auch im Abschnitt 36 mit erweitertem Durchmesser angeordnet,
durch welche der Endabschnitt 90 des Ventileinsatzes 56 vom Gehäuse 30 aus nach
außen ragt.
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Eine Öffnung 92 ist auch vorgesehen, um eine Ansammlung von Strömungsmittel
zwischen dem Lagerzapfen 78 und der Dichtung 88 zu verhindern, wobei sich die öffnung
radial von der
Bohrung 32 nach außen erstreckt und in den Verteilungshohlraum
50 mündet, damit Strömungsmittel zum Reservoir zurückgeleitet werden kann.
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Nach Fig. 3 ist das Ventilgehäuse 30 mit mehreren Befestigungsmitteln
93 an einem Kupplungsgehäuse 94 befestigt, das seinerseits an einem Steuergehäuse
96 fest angebracht ist.
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Ein Schrittmotor 98 mit der zugehörigen Steuerschaltung, die nachstehend
näher beschrieben wird, sind im Steuergehäuse 96 angeordnet, wobei der Schrittmotor
98 eine Antriebswelle 100 besitzt, die durch eine Öffnung 102 in einem Seitenwandabschnitt
104 in das Kupplungsgehäuse 94 hineinragt. Der Endabschnitt 90 des Ventileinsatzes
56 ragt ebenfalls in das Kupplungsgehäuse 94 durch eine Öffnung 106 in dessen Seitenwand
108 hinein und fluchtet axial mit der Antriebswelle 100 des Schrittmotors. Eine
entsprechende Kupplung 110 ist vorgesehen, um den Endabschnitt 90 des Ventileinsatzes
56 kraftschlüssig mit der Antriebswelle 100 zu verbinden, wobei die Kupplung 110
einen ersten am.Endabschnitt 90 befestigten Abschnitt 112 und einen zweiten an der
Antriebswelle 100 befestigten Abschnitt 114 aufweist.
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Die Kupplung 110 ist vorzugsweise so ausqestaltet, daß eine Buchse
111 aus elastischem Gummi oder einem Elastomer zwischen den sich überlappenden,
axial erstreckenden Armteilen angeordnet ist, die am ersten und zweiten Abschnitt
112 und 114 ausgeformt sind. Solche Kupplungen sind frei auf dem Markt erhältlich
und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.
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Der erste Teil 112 der Kupplung 110 (Fig. 3 und 6) ist mit einem radial
nach außen ragenden Ausleger 116 versehen, der mit einem Anschlag 118 in Eingriff
kommt, der in den Innenraum des Kupplungsgehäuses parallel zum Endabschnitt 90 des
Ventileinsatzes 56 hineinragt, um dessen Drehbewegung zu begrenzen. Im Betrieb ist
der Ausleger 116 gegenüber der Nockenerhöhung 80 so angeordnet, daß die Kerbe 82
mit der Einlaßöffnung 42 fluchtet, wenn der Ausleger mit dem Anschlag 118 in Linksdrehrichtung
in Eingriff kommt (Fig. 6)
und der Umfangsabschnitt 86 mit dem
maximalen Radius dann mit der Einlaßöffnung 42 fluchtet, wenn der Ausleger 116 mit
dem Anschlag 118 in der entgegengesetzten Drehrichtung in Eingriff kommt. Die G.mmi-
oder Elastomerbuchse 111 in der Kupplung 110 isoliert den Schrittmotor 98 gegen
den Schlag, der auftritt, wern der Ausleger 116 am Anschlag 118 auftrifft.
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Vorzugsweise weist der Schrittmotor eine verhältnismäßig große Schrittzahl
je Umdrehung in der Größenordnung von 200 auf und besitzt ein verhältnismäßig niedriges
Abtriebsmoment, das hinreicht, den Ventileinsatz 56 zu drehen, jedoch klein genug
ist, um Schäden zu vermeiden, die sich aus dem Aufprall am Anschlag ergeben könnten.
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Eine als Blockschaltbild in Fig. 7 gezeigte Steuerschaltung 120 dient
zur Steuerung des Schrittmotors 98 und damit auch des Steuerventils 26. Die Steuerschaltung
122 umfaßt sowohl einen Vorwärts- als auch einen Rückwärtsantrieb 22 und 124, die
mit dem Schrittmotor verbunden sind und Schrittimpulse für den Antrieb des Schrittmotors
in Rechts- (Vorwärts-) oder Linksrichtunq (rückwärts) erzeugen. Eine Schaltungslöschvorrichtung
126 ist vorgesehen, welche den Rückwärtsantrieb 124 beaufschlagt, um den Schrittmotor
98 durch eine volle Serie von Schaltschritten in Längsrichtung laufen zu lassen,
um zu gewährleisten, daß der Ventileinsatz 56 voll geöffnet oder in vollem Rücklauf
(Bypass) arbeitet, wobei die Kerbe 82 der Kurvenerhöhung 80 mit der Einlaßöffnung
42 im Ventilgehäuse 30 fluchtet, wozu es sichergestellt ist, daß kein Steuerströmungsmittel
zur Kupplung 20 gelangt.
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Wenn der Ventileinsatz 56 in dieser Stellung ist, wird praktisch der
gesamte Strömunpsmittelauslaß der Pumpe 22 von einem nicht gezeigten Reservoir durch
die Leitungen 24 und 28 zum Ventileinlaß 42 am Ventileinsatz 56 beiderseitai der
Nockenerhöhun 80 vorbei durch die beiden Auslaßöffnungen 44 und 46 zum Verteilerhohlraum
50 und zur Auslaßöffnung 54 in einen Kanal geleitet, der das Strömuns-
mittel
zum Reservoir zurückführt. Da die Einkerbung 82 an der Nockenerhöhung 80 des Ventileinsatzes
56 mit der Einlaßöffnung 42 fluchtet, ist der Strömungsmittelfluß hier praktisch
unbehindert, wobei kein Steuerdruck auf die Kupplung einwirkt. Da zwei praktisch
parallele StrömungsmittelfluB-wege um die entgegengesetzten axialen Seiten der Nockenerhöhung
80 des Ventileinsatzes 56 vorgesehen sind, werden axial gerichtete, auf den Ventileinsatz
56 wirkende Kräfte des Strömungsmittelflusses, die zu einem Verklemmen des Ventileinsatzes
56 führen und damit dessen Drehung verhindern könnten, praktisch ausgeglichen.
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Nach Beendigung dieses Rückleitungsvorgangs und nachdem die Stellung
des Ventileinsatzes 56 gegenüber der Fogesteuerung durch die Steuerschaltung festgestellt
wurde, wird ein Taktgeber für niedrige Drehzahlen 128 beaufschlagt,wobei er ein
Signal für den Vorwärtsantrieb 122 abaibt, wodurch der Schrittmotor 98 in Vorwärtsrichtung
fortgeschaltet wird, wobei der Ventileinsatz 56 aus seiner voll offenen Stellung
herausbewegt wird. Während der Anfangsbewegung der Kerbe 82 auf der Nockenerhöhung
80 des Ventileinsatzes 56 aus der Fluchtungsstellung mit der Einlaßöffnung 42 heraus
ist die Erhöhungsgeschwindigkeit des an der Kupplung anliegenden Drucks des Steuerströmungsmittels
verhältnismäßig hoch, da eine relativ geringe Bewegung des Ventileinsatzes 56 eine
merkliche Verengung der Einlaßöffnung 42 mit sich bringt, wodurch der Durchsatz
des Strömungsmittels durch das Steuerventil 26 verringert wird.
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Der Taktgeber für niedrige Drehzahlen 128 gibt weiter Signale an den
Vorwärtsantrieb 122 ab, um Antriebsimpulse für den Schrittmotor 98 zu erzeugen,
wodurch das Steuerventil 26 weiterhin fortschreitend schließt und dadurch den Steuerdruck
an der Kupplung 20 erhöht, bis ein Druckmesser 130 in der Leitung 24 einer Druckeinstellvorrichtun
132 meldet,daß ein bestimmter Steuerdruck des Strömungsmittels auf die Kupplung
20 einwirkt. Dieser Solldruck kann auf jeden gewünschten Pegel eingestellt werden,
vorzugsweise entspricht
er jedoch einer Stellung des Ventileinsatzes
56, in welcher die Einkerbung 82 auf der Nockenerhöhunq 80 vollkommen aus dem Bereich
der Einlaßöffnung 42 herausbewegt wurde. Anschließend schaltet die Druckeinstellvorrichtung
132 den Taktgeber 128 für niedrige Drehzahlen ab und beaufschlagt den Taktgeber
134 für hohe Drehzahlen, der weiterhin den Schrittmotor 98 in Vorwärtsrichtung antreibt,
bis das Steuerventil 26 ganz geschlossen ist und der volle Betriebsdruck an der
Kupplung 20 ansteht. Ist dies der Fall, so drehen sich die abwechselnd angeordneten
Scheiben und Platten mit der gleichen Drehzahl, wodurch die volle Antriebskraft
des Motors an die angetriebene Einrichtung übertragen wird.
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Das Ausgangssignal des Taktgeber 134 für hohe Drehzahlen liegt auch
über eine Umkehrstufe 136 am Rückwärtstrieb 124 an.
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Die Umkehrstufe 136 ist zugeschaltet, weil der Vorwärts- und Rückwärtstrieb
122 und 124 nur auf positive Schaltsignale ansprechen. Wenn somit das Steuerventil
26 geöffnet werden soll, wird der Taktgeber 134 für hohe Drehzahlen beaufschlagt
und erzeugt eine Reihe negativer Impulse, die sowohl den Vorwärts- als auch dem
Rückwärtstrieb 122 und 124 eingespeist werden. Da jedoch die Umkehrstufe 136 die
Polarität des negativen Impulses umkehrt, wird nur der Rückwärtstrieb 124 beaufschlagt,
so daß der Schrittmotor 98 im Gegensinne läuft, wodurch das Steuerventil 26 der
Reihe nach von volltzu nach voll offen läuft, woraus sich ein ansteigender Strömungsmittelfluß
im Ventil und eine Abnahme des Drucks des Steuerströmungsmittels an der Kupplung
20 ergibt.
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Die erfindungsgemäße Steuerung besitzt auch eine Sicherheitskorrektureinrichtung,
und im Falle unnormaler Zustände der angetriebenen Einrichtung, z.B. eines Blockierens
oder einer Uberlast, einen Start dieser angetriebenen Einrichtung zu unterbinden.
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Die Sicherheitskorrektureinrichtung weist eine erste Schal-.
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tung für die Unterbrechung des Startanlaufs auf, falls sich die Abtriebswelle
der Kupplung nicht dreht, nachdem der
Schrittmotor 98 eine bestimmte
Zahl von Schritten hochgelaufen ist. Diese Schaltung enthält einen Drehzahlmesser
138 für die Abtriebswelle der Kupplung 20, der deren Drehbewegung abgreift, worauf
in Abhängigkeit davon ein Signal an eine Zählschaltung 140 gelangt. Am Zähler 140
liegen auch dieselben Impulse vom Vorwärtsantrieb 122 an, die an den Schrittmotor
98 gelangten. Falls der Zähler 140 kein Signal vom Drehzahlmesser .138 erhält, nachdem
der Vorwärtsantrieb 122 den Schrittmotor 98 über eine bestimmte Anzahl von Schritten
fortqeschaltet hat, beaufschlagt der Zähler 140 den Rückwärtstrieb 124, um den Schrittmotor
98 auf die Ausgangsstellung zurückzuschalten, in welcher das Steuerventil 26 voll
geöffnet ist und praktisch kein Steuerdruck an der Kupplung 20 ansteht. Falls gewünscht,
kann der Zähler 140 auch eine Alarmvorrichtung auf einem zentralen, entfernt angeordneten
Meldeschaltbrett auslösen, so daß der anormale Zustand untersucht und Reparaturen
durchgeführt werden können.
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Die Sicherheitskorrektureinrichtung enthält auch eine Schaltung zur
Unterbindung des Starts, falls die angetriebene Einrichtung innerhalb einer bestimmten
Zeitspanne nicht auf die volle Betriebsdrehzahl beschleunigt wird, was beispielsweise
vorkommen kann, wenn die Einrichtung überladen ist.
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Diese Schaltung weist eine Vorrichtung 142 zum Einstellen der Volldrehzahl
auf, an der auch das drehzahlabhängige Signal des Drehzahlmessers 138 anliegt, das
mit einem Volleinstellwert für die Volldrehzahl verglichen wird. Wenn das Ausgangssignal
des Drehzahlmessers 138 nicht anzeigt, daß die Einrichtung ihre volle Betriebsdrehzahl
nach einer bestimmten Zeitspanne erreicht hat, beaufschlagt die Vorrichtung für
die volle Drehzahleinstellung 142 den Rückantrieb 124, um den Schrittmotor 98 in
Linksrichtung impulszusteuern, wodurch das Steuerventil 26 voll öffnet und der Steuerdruck
an der Kupplung 20 abgebaut wird, um mögliche Schäden an der Kupplung oder den anderen
Antriebsteilen zu verhindern. Die Einstellungsvorrichtungvorrichtung 142 für die
volle DrehzMlkann auch an eine Alarmeinrichtung gekoppelt werden, welche die Notwendigkeit
für eine Korrektur meldet.
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Im Betrieb ermöglicht das Steuerventil 26 und die zugeordnete Steuerschaltung
120 eine Beaufschlagung der Kupplung 20 so, daß sich verhältnismäßig "weiche" Starts
ergeben, jedoch noch einen relativ schnellen Eingriff der Kupplungsplatten und -scheiben
oder -lamellen zuläßt, um einen Schlupf und damit auch den Verschleiß und die Erhitzung
durch Reibung weitgehend herabsetzt. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung eignet
sich daher besonders gut für viele Anwendunaen, bei denen große Lasten während des
Starts vorhanden sind, wie beispielsweise bei Fördereinrichtungen. Außerdem eignet
sich das erfindungsgcmäße Steuerventil 26 besonders für den Einsatz in Bereiche
mit starker Staubbildung oder Verschmutzung, wo das Drucksteuerströmungsmittel verunreinigt
werden kann. Da das erfindungsgemäße Steuerventil eine verhältnismäßig große öffnung
aufweist und außerdem in einzelnen Zuwachsschritten gesteuert wird, ist es erheblich
weniger empfindlich für Verkleben oder Verstopfen infolge eines stark verunreinigten
Strömungsmittels. Selbst wenn eine solche Verklebung oder Verstopfuna auftritt,
wie z.B. nach längeren Betriebsperioden bei voll geschlossenem Ventil, ergab bereits
der Anfangsschritt des Ventils in Richtung einer Offenstellung eine schnelle Ausspülung
der Verschmutzung, wodurch eine genaue und betriebssichere Steuerung geschaffen
wird.
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Das Steuerventil und die zuqeordnete Steuerschaltung können leicht
preisgünstia hergestellt werden und doch eine sehr zuverlässige und dauerhafte Kupplunqssteuerung
bilden, die gut bei Einzel- und Mehrfachantriebsvorrichtunen eingesetzt werden können.
Beispielsweise muß bei Freilandfördereinrichtungen, die sich über mehrere Kilometer
erstrecken können und mehrere Förderbänder über ihre Länge verteilt aufweisen, der
Start der Antriebe so folgegestertwerden, daß sich eine richtige Spannung des Förderbandes
ergibt. Außerdem bietet die Sicherheitskorrekturvorrichtung einen in die Kupplungssteuerung
mit eingebauten Schutz, die unter anormalen Bedingungen Starts verhindert und die
Anlage abschaltet, wodurch ein außergewöhnliches Schleifen der Kupplung, die zu
einem vorzeitigen Ausfall der Kupplung führen könite sowie auch andere mögliche
Schäden an der angetriebenen oder der
antreibenden Einrichtung
vermieden werden.
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Außer dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind noch weitere
möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.