DE3536619A1

DE3536619A1 - Drehmomentuebertragung und steuersystem dafuer

Info

Publication number: DE3536619A1
Application number: DE19853536619
Authority: DE
Inventors: Lewis Robert Barnes Skelmanthorpe Huddersfield West Yorkshire Bower
Original assignee: Fletcher Sutcliffe Wild Ltd
Current assignee: Fletcher Sutcliffe Wild Ltd
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1985-10-15
Publication date: 1986-04-24
Also published as: CA1263285A; GB2167818B; US4836362A; ZA857873B; GB8524924D0; FR2571806A1; GB2167818A; AU582591B2; FR2571806B1; IN162909B; NZ213831A; GB8426283D0; AU4871585A

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung betrifft ein Drehmoment-Übertragungssystem und ein Steuersystem für dieses übertragungssystem. Das übertragungs- und das Steuersystem eignen sich für den Einbau in eine Antriebsübertragung für den Antrieb eines sich drehenden Organes beispielsweise eines Förderers (Kratzerkettenförderer, Bandförderer usw.), einer Winsch, einer Riemenscheibe oder eines Seilfordersystems.

Bei einem herkömmlichen Antriebsübertragungssystem, wie es weitgehend für den Antrieb von Förderern für Schüttgut wie beispielsweise Kohle, Eisenerz, Sand und dgl. verwendet wird, benutzt man einen Elektromotor, gewöhnlich einen Kurzschlußläufermotor von beispielsweise 150 bis 200 Ps in erforderlichenfalls geschützter Ausbildung, welcher über eine zwischengeschaltete Flüssigkeitskupplung ein Untersetzungsgetriebe antreibt, dessen Ausgangswelle eine Antriebsverbindung mit einem Drehorgan eines Förderers herstellen soll. Das Hauptübertragungsproblem ergibt sich bekanntlich im Augenblick des Anlaufes des Förderers, wobei, abgesehen von der Eigenträgheit des Förderers und der beträchtlichen Reibung, wenn es sich um einen Kratzerkettenförderer handelt, die Übertragung fähig sein muß, einen leeren oder einen voll beladenen Förderer ausreichend anlaufen zu lassen. Abgesehen von dem nachteiligen Spitzenstrombedarf des Motors beim Anlauf ergibt die Verwendung der Flüssigkeitskupplung, welche durch Schlupf den Anlaufzustand oder den Zustand der Überlastung "abschwächen soll, einen Drehmomentverlust, während außerdem die Notwendigkeit besteht, die in der Flüssigkeitskupplung insbesondere im Zustand der Überlastung erzeugte Wärme abzuführen. Die Wärme-

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zufuhr darf nicht direkt oder offen erfolgen und kann tatsächlich eine Gefahr bilden, wenn der Förderer sich in einem Kohlebergwerk befindet.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein verbessertes Drehmoment-Übertragungssystem sowie ein Steuersystem für ein derartiges Drehmoment-übertragungssystem zu schaffen.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Drehmomentübertragungssystem mit einem Drehmomentwandler und einer demit in Antriebsbeziehung stehenden Naßkupplung, welche wenigstens eine Drehmoment-Eingangsscheibe und wenigstens eine Drehmoment-Ausgangsscheibe besitzt, wobei der Eingriffsdruck der Kupplung derart moduliert wird, daß das Ausgangsdrehmoment der Kupplung zwischen Null und 100% ohne Schlupf bei vollem Ausgangsdrehmoment steuerbar ist, vorgesehen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß für den Antrieb der Naßkupplung eine Eingangswelle vorgesehen ist und die Kupplung über ein Ausgangsorgan mit dem Drehmomentwandler in Verbindung steht, der seinerseits über ein Ausgangsorgan in Antriebsverbindung mit einem Getriebe steht, welches eine mit einer Bremseinrichtung versehene Vorgelegewelle und ein Organ für den Antrieb eines anzutreibenden Bauteiles aufweist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Steuersystem für das vorbeschriebene Drehmoment-übertragungssystem vorgesehen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das System einen Steuerkreis mit einem ersten Ventil zur Steuerung des

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Zuflusses von Druckflüssigkeit zwecks Modulation der Kupplung hei Normalbetrieb sowie mit einem identischen zweiten Ventil aufweist, welches bei Normalbetrieb offen bleibt, während für den Betrieb mit geringerer Leistung das erste Ventil offen bleibt und der Maximaldruck des zweiten Ventils durch einen voreingestellten Druckregler in einer Flüssigkeitsleitung, welche die beiden Ventile verbindet, begrenzt wird, um das bei geringerer Leistung vom übertragungssystem übertragbare maximale Drehmoment zu bestimmen.

Bei dem erfindungsgemäßen übertragungssystem kann eine Flüssigkeitskupplung entfallen, da die Erfindung unter anderem eine genaue Steuerung der Kupplungsschlupffläche zwischen zwei extremen Kupplungszuständen des Eingriffs und der Lösung (nachstehend als Modulation) bezeichnet, vorsieht, da die Modulation tatsächlich im Steuersystem vorprogrammiert werden kann, um dem speziellen geforderten Anlaufbetrieb zu entsprechen. Dazu wird im einzelnen ein Öl einer verschleißhindernden Art, welches ein hydroviskoses Medium bildet, zwischen die Eingangsscheibe und die Ausgangsscheibe der Kupplung gespritzt, wobei zwischen den Scheiben während der Schlupfphase durch Schichtung des eingelagerten Ölfilms ein Drehmoment übertragen wird, bis der Schlupf ausgeschaltet wird, wenn die volle DrehmomentIeistung erzielbar ist.

Bei einem Kratzerkettenförderer handelt es sich bei dem anzutreibenden Bauteil um eine Kettentrommel, während es sich bei einem Bandförderer um eine oder mehrere Antriebsrollen handelt. Das anzutreibende Bauteil kann allerdings

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auch die Eingangswelle eines Getriebes beispielsweise eines Untersetzungsgetriebes sein, welches in einem Antriebs-übertragungssystem eingebaut werden könnte.

Das Drehmoment-Übertragungssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung spricht sehr schnell auf Steuersignale seitens des Steuersystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung an und kann ohne weiteres durch Einsatz von Microprozessor-Steuerungen und Transducer wirklich sicher gemacht werden, sodaß es in explosionsgefährdeter Umgebung beispielsweise in einem Kohlebergwerk eingesetzt werden kann.

Wenn auch dadurch, daß im erfindungsgemäßen übertragungssystem eine Bremseinrichtung vorgesehen ist, erforderlichenfalls die Möglichkeit besteht, das übertragungssystem abzubremsen, so ist diese Bremseinrichtung auch dann noch vorteilhaft, wenn dieses Abbremsen der übertragung nicht erforderlich ist, d.h. wenn man sich auf Reibungskräfte verlassen kann, um das Drehorgan zum Stillstand zu bringen. So kann beim Antrieb für einen Fördere die Bremseinrichtung während des Spannens oder Lockerns der Kette oder der Ketten eines Kratzerkettenförderers oder des Bandes eines Bandförderers ausgenutzt werden. So kann beispielsweise bei ausgeschalteter Bremseinrichtung und festgeklemmter Kette oder festgeklemmtem Förderband das übertragungssystem auf Langsamlauf gebracht werden, um eine Vorspannung zu erzielen, bis bei einem vorgegebenen Drehmoment die Antriebskupplung schlupft, wobei die Bremseinrichtung dann eingeschaltet wird, um die voreingestellte Spannung zu halten. Daraufhin wird

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ein Kraftantrieb beispielsweise ein Elektromotor, welcher die Eingangswelle zur Naßkupplung antreibt, abgeschaltet, sodaß an der Kette oder den Ketten bzw. dem Förderband die Wartungsarbeiten durchgeführt werden können. Nach Abschluß dieser Arbeiten kann die Bremseinrichtung wieder abgeschaltet werden. Ein Kupplungsschlupf bei einem vorgegebenen Drehmoment kann durch geeignete Steuerung des Flüssigkeitsdruckes zur Antriebskupplung (durch das zweite, Niederdruckventil) erreicht werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Bremseinrichtung als Mehrplatten- oder Mehrscheibenbremse ausgebildet werden, welche hydraulisch, manuell, durch Federkraft oder durch Totlast betätigt werden kann.

Zur Erzeugung einer Druckflüssigkeit beispielsweise zur Kupplungsmodulation und/oder zum Lösen einer Platten- oder Scheibenbremse treibt eine Welle des übertragungssystems zweckmäßigerweise wenigstens eine Hydraulikpumpe an. Irgendeine zweite Pumpe kann zur Schmierung und Kühlung der Kupplungsplatten oder -scheiben eingesetzt werden. Außerdem kann dieselbe oder eine andere Welle eine dritte Pumpe antreiben, um Kühlwasser unter Druck in Umlauf zu bringen und/oder um die angetriebenen Zahnräder eines Nebengetriebes zu schmieren.

Ein weiterer Aspekt bezüglich der Möglichkeiten der Bremseinrichtung besteht darin, daß, wenn das übertragungssystem fpr den Antrieb eines Drehorganes vorgesehen ist, welches

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freilaufen kann wie beispielsweise eines Schienensystems oder eines Förderers mit einem abwärtslaufenden Abschnitt aufweist, ein sogenannter Regenerativ-Antrieb abgebremst werden kann. Alternativ, wenn eine Bremseinrichtung für die Übertragung definitiv benötigt wird, dann besitzt das System vorzugsweise auch eine Bremseinrichtung (bei welcher es sich entweder um die gleiche Plattenbremse oder Scheibenbremse handeln kann, wie sie zum vorgenannten Spannen oder Entspannen verwendet wird, oder um eine getrennte Bremse), welche das übertragungssystem anhalten kann und infolgedessen als Betriebsbremse dient. Zwischen der Bremse und der zugeordneten Kraftmaschine, wie beispielsweise einem Elektromotor, wird eine Sperre benötigt. Somit kann ohne eine Betriebsbremse das übertragungssystem nur durch sein Steuersystem im Antriebszustand gesteuert werden, wobei die Reibung ausgenutzt wird, um eine Drehzahlminderung hervorzurufen, wenn die eingestellte Drehzahl oder Geschwindigkeit verringert werden soll, und, während wie bereits erwähnt dieses Verfahren für einige Zwecke, wie beispielsweise für Kratzerkettenförderer ausreicht, so kann für andere Zwecke das Vorhandensein einer Betriebsbremse erforderlich sein.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel besitzt das übertragungssystem eine Bremseinrichtung in Form eines zweiten Drehmoment-ümwandlers (vorzugsweise als Verzögerer) und eine zweite modulierte Kupplung, welche in entgegengesetzter Richtung zum (ersten) Drehmomentwandler und seiner modulierten Kupplung laufen können, und zwar unter der Steuerung eines geregdten Flüssigkeitsdrucks zwischen dem zweiten Drehmoment-

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wandler und seiner modulierten Kupplung und dem ersten Drehmomentwandler und seiner modulierten Kupplung, um je nach Wunsch das erforderliche Bremsen oder den Antrieb zu erreichen.

Da der Drehmomentwandler nur in einer Richtung wirksam läuft, muß das Getriebe sowohl ein Zahnrad für den Vorwärtslauf wie ein Zahnrad für den Rückwärtslauf aufweisen, welche selektiv betätigbar sind. Außerdem kann eine Blockierkupplung mit dem Drehmomentwandler verbunden werden, welche dann in Tätigkeit tritt, wenn der Antriebszustand erreicht ist, daß kein Schlupf am Drehmomentwandler erforderlich ist.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehmoment-übertragungssystem ist ein Außengehäuse vorgesehen, in welchem die modulierte Naßkupplung und das Getriebe untergebracht sind. Dabei ist eine Eingangsmuffe vorgesehen, welche zur Aufnahme einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine um eine erste Achse verdrehbar durch ein erstes Lager, welches in einer Stirnwand des Gehäuses eingebaut ist, und ein zweites Lager abgestützt ist, welches in einer ersten Querwand des Gehäuses eingebaut ist, wobei die Eingangsmuffe über die erste Querwand hinausragt und am Ende ein Stirnritzel aufweist, welches mit einem angetriebenen Stirnritzel kämmt, das um eine parallele Achse verdrehbar ist und als Eingabe des Antriebsdrehmoments an die Näßkupplung dient, welche zwischen einer zweiten und einer dritten Querwand des Gehäuses untergebracht ist. Die Naßkupplung besitzt ein Abtriebsritzel, welches hinter der dritten Querwand des Gehäuses angeordnet'ist und mit einem angetriebenen Ritzel

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einer Vorgelegewelle kämmt, die ein erstes und ein zweites Ritzel sowie eine Bremse trägt, wobei das erste Ritzel in direktem Eingriff mit einem antreibbaren Ritzel einer Ausgangswelle steht, sodaß diese in einer Richtung verdrehbar ist, und wobei das zweite Ritzel über ein Schieberitzel mit einem zweiten antreibbaren Ritzel der Ausgangswelle in indirektem Eingriff steht, sodaß diese in entgegengesetzter Richtung verdrehbar ist, wenn eine Klauenkupplung zur Auswahl der Drehrichtung entsprechend betätigt wird. Die Ausgangswelle ist in der zweiten und der dritten Querwand des Gehäuses in Lagern drehbar gelagert. Das angetriebene Stirnritzel sitzt auf dem einen Ende der Eingangswelle zur Naßkupplung, wobei auf diesem Ende außerdem ein Antriebsritzel sitzt, welches über ein Zwischenritzel mit einem angetriebenen Ritzel einer Antriebswelle für wenigstens eine Hydraulikpumpe in Eingriff steht.

Bei dem Steuersystem ist der voreingestellte Druckregler vorzugsweise als versiegeltes Bauteil ausgebildet, und als Sicherheitsmerkmal wird vorzugsweise bei Ausfall dieses voreingestellten Druckreglers das Steuersystem unwirksam und die gesamte Druckflüssigkeit läuft zum Tank zurück.

Das Steuerteil besitzt vorzugsweise außerdem ein Anzeigegerät mit Meßfühler für den Flüssigkeitsdruck, wobei ein Ausgang vorgesehen ist, um die Antriebsmaschine automatisch anzuhalten, wenn ein vorgegebener überdruck innerhalb des Drehmoment-übertragungssystem überschritten und von diesem Meßfühler festgestellt wird.

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Das Steuerteil des Steuersystems kann elektrisch sein, wobei das erste und das zweite Ventil zweckmäßigerweise als elektrohydraulische Ventile ausgebildet sind. Dies bedeutet für das Steuersystem, daß zum Eintritt in den Betrieb mit niedriger Leistung keine elektrische Leistung benötigt wird, jedoch zum Verlassen dieses Zustandes.

Das Steuersystem läßt sich auch ohne weiteres mit einer Fernsteuereinrichtung versehen.

Das Steuersystem besitzt vorzugsweise außerdem eine Voreinstellung für ein maximales Drehmoment und eine Voreinstellung für eine maximale Drehzahl. Bei Verwendung in gefährlicher Atmosphäre wie beispielsweise einem Kohlebergwerk soll das System intern sicher ausgebildet sein. Das Steuersystem besitzt vorzugsweise auch einen vorwählbaren mittleren Drehzahl- oder Zwischendrehzahl-Einstellpunkt, was bei einem Fördererantrieb nützlich sein kann, welcher hin und wieder zur Seilfahrt verwendet wird. Außerdem besitzt das Steuersystem vorzugsweise auch Steuerungen für eine Schrägrampe oder einen progressiven Antriebs-Start und/oder erforderlichenfalls für den "Stop". Erforderlichenfalls kann auch eine Steuerung für eine Minimalgeschwindigkeit vorgesehen werden. Elektrische Signale (entweder Stromspannungs-, Stromstärke- oder Digitalsignale) werden zweckmäßigerweise in ein Steuerteil des Steuersystems eingespeist, wobei dieses Steuerteil den Ausgang der Übertragung bis zu einem voreingestellten Leistungs- oder Drehmomentpegel regelt, wobei dieser Drehmomentpegel seinerseits die Drehzahl regelt.

ORIGINAL INSPECTED

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Bei einer Antriebsübertragung für einen Bandförderer beispielsweise werden nach dem Anlassen des Elektromotors und seinem Anlaufen bis zur vollen Drehzahl Signale dem Steuerteil zugeleitet, welches seinerseits die Drehzahl des Ausgangsantriebs (a) bei einer automatischen Arbeitsweise von einem voreingestellten Programmstartprofil oder (b) von Eingangssignalen einer "Band"-Waage oder (c) von Meßfühlern im Bunker oder (d) von irgendwelchen anderen Meß- bezw. Überwachungsstellen steuert, oder (e) kann alternativ das Steuerteil manuell gesteuert werden und zwar je nach Wunsch bis zu einer voreingestellten maximalen Drehmomentgrenze.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den beiliegenden Zeichnungen dargestellter Beispiele im einzelnen erläutert; es zeigt

Fig.1 einen Axialschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungssystems entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung, welches mit dem Steuersystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung betätigbar ist;

Fig.2 ein zweites Ausführungsbeispiel in dem oberen Teil von Fig.1 entsprechender Darstellung;

Fig.3 einen schematischen Schnitt durch das Gehäuse mit dem Drehmomentwandler und der Kupplung aus Fig.1;

Fig.4 einen elektrohydraulischen Steuerkreis des Steuersystems gemäß dem zweiten Auspekt der Erfindung in schematischer Darstellung; und

Fig.5 den linken Teil der Fig.4 im vergrößertem Maßstabe.

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Das Drehmoment-Übertragungssystem 1 besitzt ein Außengehäuse mit einer Stirnwand 3 am Eingangsende und einer Stirnwand 4 am Ausgangsende, wobei zwischen diesen beiden Stirnwänden drei parallele Querwände 5, 6 und 7 angeordnet sind.

Ein Kraftantrieb in Form eines Elektromotors 8 ist mit einem Tragflansch 9 durch Schraubbolzen auf Achsen 10 an der Stirnwand 3 befestigt, wobei dieser Motor eine außen genutete Antriebswelle 11 besitzt, welche in eine entsprechende jedoch innen genutete Eingangskupplungsmuffe 12 eingeschoben ist, welche um eine erste Achse 13 verdrehbar ist und durch ein erstes Lager 14 in der Stirnwand 13 sowie ein zweites Lager in der ersten Querwand 5 abgestützt ist. Die Eingangsmuffe 12 ragt über die erste Querwand 5 hinaus und endet vor der Querwand 6 in einem Antriebsritzel 16, welches mit einem angetriebenen Stirnritzel 17 kämmt, welches um eine parallele Achse verdrehbar ist und zur Eingabe des Antriebsdrehmoments an ein Universalsteuerteil 19 dient, welches zwischen der zweiten und der dritten Stirnwand 6 und 7 angeordnet ist und einen Drehmomentwandler 20 und eine modulierte Naßkupplung 21 enthält. Das Stirnritzel 17 sitzt am einen Ende 22 einer Eingangswelle 23 zur Naßkupplung 21, wobei diese Welle 23 durch die Querwand 6 hindurchgeht, in welcher sie in einem Lager 24 verdrehbar abgestützt ist. Das andere Ende der Eingangswelle 23 trägt einen Wellenbund 25, welcher in axialen Abständen Stahlplatten 26 trägt, zwischen denen Reibungsplatten 27 sitzen, welche von einem Außengehäuse 28 des Universalsteuerteils 19 getragen werden, wobei dieses Gehäuse das Kupplungsausgangsorgan bildet und verdrehbar auf Kugellagern 29 und 30

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abgestützt ist. Das Gehäuse 28 trägt ein Laufrad 31 des Drehmomentwandlers, während ein Stator 32 von einer feststehenden Hülse getragen wird, welche durch einen Flansch 33 an der dritten Querwand 7 des Gehäuses befestigt ist, während eine Turbine 34 mit einer selektiv betätigbaren Klauenkupplung kraftschlüssig mit einer Ausgangswelle 36 verbunden ist, welche ebenfalls um die Achse 18 verdrehbar ist, wobei ein Teil 37 der Ausgangswelle 36 durch die dritte Querwand 7 hindurchgeht, in welcher die Welle durch ein Lager 38 verdrehbar abgestützt ist. Die Ausgangswelle 36 steht in Antriebsverbindung mit dem Getriebe des Drehmoment-Übertragungssystems 1 und insbesondere ist das Teil 37 mit einem Ausgangsritzel 39 versehen, welches hinter der dritten Querwand 7 sitzt und mit einem angetriebenen Ritzel 40 einer Vorgelegewelle 41 kämmt, welche ein erstes Antriebsritzel 42 und ein drittes Antriebsritzel 43 sowie eine Bremse 44 trägt, wobei das erste Antriebsritzel 42 in direktem Eingriff mit einem antreibbaren Ritzel 45 einer Ausgangswelle 46 steht, um letztere in einer Richtung zu verdrehen, und das zweite Antriebsritzel 43 in indirektem Eingriff über ein Schieberitzel 47 mit einem zweiten antreibbaren Ritzel 48 der Ausgangwelle 46 steht, um letztere in der entgegengesetzten Richtung zu verdrehen, wobei eine Klauenkupplung 49 vorgesehen ist, um die Drehrichtung zu wählen. Die Ausgangswelle 46 ist in der zweiten Querwand 6 und der dritten Querwand 7 in Lagern 50 bzw. 51 drehbar abgestützt. Die Ausgangswelle 46 endet in einer innen genuteten Kupplungsmuffe 52 zur Aufnahme einer entsprechenden jedoch außen genuteten Eingangswelle eines anzutreibenden Bauteiles, welches jedoch nicht dargestellt

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ist. Ein derartiges Bauteil kann eine Eingangswelle zu einem Getriebe 53 bilden, welches ein nicht dargestelltes Nebengetriebe bildet.

Das Ende 22 der Kupplungseingangswelle 23 trägt außerdem ein Antriebsritzel 54, welches mit einem Zwischenritzel 55 kämmt, das mit einem angetriebenen Ritzel 56 kämmt, welches antreibbar auf einer Antriebswelle 57 sitzt, die verdrehbar in der ersten Querwand 5 und der dritten Querwand 7 durch Lager 58 bzw. 59 abgestützt ist. Die Antriebswelle 57 geht durch die Stirnwand 3 hindurch und treibt eine an dieser Stirnwand 3 befestigte Hydraulikpumpe 60 an. Auf dem anderen Ende der Antriebswelle 57 kann eine Hilfspumpe 61 zur Schmierung des Getriebes 53 und/oder für den Kühlwasserumlauf befestigt sein.

Wie Fig.3 zeigt, besitzt das Gehäuse 28 außerdem eine Reihe von Kolben 62, welche hydraulisch unter der Steuerung hydraulischer Flüssigkeit, welche in den Kammern 63 unter Steuerung des Steuersystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung zugeleitet oder von diesen Kammern abgesogen wird, axial verschiebbar sind. Gleichzeitig werden die Platten 26 und 27, welche eine modulierte Naßkupplung 21 bilden, axial verschoben.

Fig.3 zeigt auch die grundlegende Arbeitsweise der modulierten Kupplung 21, wobei öl von der Pumpe 60 durch ein Pilot-Prioritätssystem längs des Kanals 64 den Kupplungsplatten und 27 zugeleitet wird, wobei diese Platten auseinander-

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gedrückt werden, um einen Antrieb durch Scherwirkung des ölfilmes zu erreichen. Die Steuerung des Kupplungsdruckes, welcher die Drehzahl des Ausgangsritzels 39 steuert, wird durch einen Servobegrenzer erreicht, welcher ein elektrisches Signal in hydraulischen Druck umwandelt, der längs einer Leitung 65 verläuft und den Kupplungsdruck durch die Kolben 62 steuert.

Der elektrohydraulisch^ Kreislauf gemäß Fig.5 besitzt einen Wechselstromeingang 66 (Fig.4) für eine elektronische Steuertafel 67 mit einem ersten Gleichstromausgang 68 zur Betätigung eines ersten elektrohydraulischen Ventils 69 zur Steuerung des Übertragungssystems 1 bei Normalbetrieb, wodurch dieses übertragungssystem 1 ein Drehmoment bis zu seiner vollen Abgabeleistung übertragen kann, und einen zweiten Gleichstromausgang 70 zur Betätigung eines zweiten elektrohydraulischen Ventils 71, welches mit dem vorgenannten Ventil 69 identisch ist und das übertragungssystem 1 bei geringem Leistungsbetrieb steuert. Die Pumpe 60 saugt öl aus einem Ölbehälter 72 über ein Filter 73 an und liefert Drucköl an eine Abgabeleitung 74 mit einem Filter 75 und einem Einwege-Filter/Bypassventil 76 (45 psi), wobei die Leitung 74 zuerst in eine Kupplungs-Modulationsleitung 77 mit einem Strömungsbegrenzer 78 (1,8 mm) abzweigt und den Antriebsdruck, wenn er so durch das Ventil 69 und/oder 71 gesteuert wird, den Kammern 63 der Kupplung 21 zuführt. Zweitens liefert die Leitung öl in eine Kupplungs-Schmierleitung 79 mit einem Einwegeventil 80 (150 bis 350 psi). Aus den Kupplungskammern 63 ausströmendes öl läuft über die Druckleitung 81 zum Behälter 72 zurück, wobei

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ein Strömungsbegrenzer 82 (1,2 mm) zwischengeschaltet ist. öl von den Kupplungsplatten strömt durch den Drehmomentwandler 20 über eine Rückleitung 83 mit einem Einwegeventil 84, einem Temperatursensor 85 und einem Ölkühler 86 zum Behälter 72 zurück. Alles durch das Ventil 84 oder 80 ausströmende öl läuft über die Leitungen 87 und 88 zum Behälter 72.

Bei voll geöffnetem Ventil 69 läuft das ganze Öl über die Leitung 89 zum Behälter 72, sodaß bei Normalbetrieb das Ausmaß der Öffnung des Ventils 69 den Steuerdruck innerhalb der Kupplungs-Modulationsleitung 77 bestimmt. Wie am besten Fig.5 zeigt, erfolgt dieser Rückstrom durch das zweite Ventil 71, welches vollkommen geöffnet bleibt, wenn die Steuerung über das erste Ventil 79 erfolgt, da die Leitung 89 die beiden Ventile 69 und 71 verbindet. Verbunden mit der Ausgangswelle 36 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 ist ein Drehzahlsensor 91, welcher über eine Leitung 92 an die Steuertafel 67 ein elektrisches Signal abgibt.

^ Für einen Betrieb bei geringer Leistung der Drehmomentübertragungseinrichtung 1, beispielsweise zum Spannen und Entspannen der Ketten eines Kratzerkettenförderers wird die Steuerung manuell von der Tafel 67 zum zweiten Ventil 71 geschaltet, während die Leitung 89 ein vorher eingestelltes, versiegeltes Bauteil, einen Druckregler 90, aufweist, durch welchen ein vorgegebener Anteil der Flüssigkeit zum Behälter 72 zurückgeleitet wird, sodaß das zweite Ventil 71 nur den Kupplungsbetriebsdruck bis zu dem voreingestellten Niedrigleistungsdruck steuern kann, welcher durch den Regler 90

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eingestellt ist, da durch diesen Regler die Druckflüssigkeit abgelassen wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 ist ein zweiter Drehmomentwandler 2O0und eine zweite modulierte Kupplung 21A vorgesehen, welche in entgegengesetzter Richtung zum (ersten) Drehmomentwandler 20 und seiner modulierten Kupplung 21 laufen. Infolgedessen steuert die Aktivierung des ersten Drehmomentwandlers und seiner Kupplung die Antriebsart, während die Aktivierung des zweiten Drehmomentwandlers und seiner Kupplung den Bremsvorgang steuert. Durch diese Ausführung ist es daher möglich, die Zahnräder 43 und 46 bis 49 für den Rückwärtsgang gemäß Fig.1 fortzulassen.

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— Leerseite

Claims

Andrejewski, Honke & Partner

Patentanwälte -

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-Ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Karl Gerhard Masch

Anwaltsakte:

64 297/Ti-th

4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 100254

9. Oktober 1985

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung FLETCHER SUTCLIFFE WILD LIMITED Universal Works, Horbury, Wakefield WF4 5HR, Yorkshire, England

Drehmomentübertragung und Steuersystem dafür.

Patentansprüche.

1. Drehmoment-Übertragungssystem mit einem Drehmomentwandler und einer damit in Antriebsbeziehung stehenden Naßkupplung, welche wenigstens eine Drehmoment-Eingangsscheibe und wenigstens eine Drehmoment-Ausgangsscheibe besitzt, wobei der Eingriffsdruck der Kupplung derart moduliert wird, daß das Ausgangsdrehmoment der Kupplung zwischen Null und 100% ohne Schlupf

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bei vollem Ausgangsdrehmoment steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß für den Antrieb der Naßkupplung (21) eine Eingangswelle (23) vorgesehen ist und die Kupplung über ein Ausgangsorgan (28) mit dem Drehmomentwandler (20) in Verbindung steht, der seinerseits über ein Ausgangsorgan (36) in Antriebsverbindung mit einem Getriebe (39, 40, 42, 45) steht, welches eine mit einer Bremseinrichtung (44) versehene Vorgelegewelle (41) und ein Organ (52) für den Antrieb eines anzutreibenden Bauteiles (53) aufweist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (44) aus einer hydraulisch, manuell, durch Federkraft oder durch Totlast betätigbaren Mehrplatten- oder MehrScheibenbremse besteht.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Welle (57) für den Antrieb wenigstens einer Hydraulikpumpe aufweist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Welle (57) eine zweite Pumpe (62) zur Schmierung und Kühlung der Kupplungsscheiben (26, 27) antreibbar ist.

5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Pumpe zur Kühlung des Druckwasserumlaufs und/oder zur Schmierung der Zahnräder eines Nebengetriebes (53) vorgesehen ist.

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6. System nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bremseinrichtung (44) und einer Antriebsmaschine (8) eine Verriegelung vorgesehen ist.

7. System nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Drehmomentwandler (2 OA) und eine zweite modulierte Kupplung (21A) vorgesehen sind, welche entgegengesetzt zum ersten Drehmomentwandler (20) und seiner modulierten Kupplung (21) unter dem Druck einer Steuerflüssigkeit antreibbar sind, die bedarfsweise zur Erzielung einer Brems- oder einer Antriebswirkung zwischen dem zweiten Drehmomentwandler (20A) und seiner modulierten Kupplung (21A) und dem ersten Drehmomentwandler (20) und seiner modulierten Kupplung (21) regelbar ist,

8. System nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (39, 40, 42, 45) selektiv betätigbare Zahnräder für den Vorwärtsgang (45) bzw. den Rückwärtsgang (48) aufweist.

9. System nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außengehäuse (2) vorgesehen ist, in welchem die modulierte Naßkupplung (21) und das Getriebe (39, 40, 42, 45, 48) untergebracht sind.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsmuffe (12) vorgesehen ist, welche zur Aufnahme einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine (8) um eine erste Achse (13) verdrehbar durch ein erstes Lager (14), welches in einer

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Stirnwand (3) des Gehäuses (2) eingebaut ist, und ein zweites Lager (15) abgestützt ist, welches in einer ersten Querwand (5) des Gehäuses (2) eingebaut ist, daß die Eingangsmuffe (12) über die erste Querwand (5) hinausragt und am Ende ein Stirnritzel (16) aufweist, welches mit einem angetriebenen Stirnritzel (17) kämmt, das um eine parallele Achse (18) verdrehbar ist und als Eingabe des Antriebsdrehmoments an die Naßkupplung (21) dient, welche zwischen einer zweiten (6) und einer dritten Querwand (7) des Gehäuses (2) untergebracht ist.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentwandler (20) ein hinter der dritten Querwand (7) angeordnetes Abtriebsritzel (39) besitzt, welches mit einem angetriebenen Ritzel (40) einer Vorgelegewelle (41) kämmt, die ein erstes und ein zweites Ritzel (42, 43) und eine Bremse (44) trägt, wobei das erste Ritzel (42) in direktem Eingriff mit einem antreibbaren Ritzel (45) einer Ausgangswelle (46) steht, sodaß diese in einer Richtung verdrehbar ist, und wobei das zweite Ritzel (43) über ein Schieberitzel (47) mit einem zweiten antriebbaren Ritzel (48) der Ausgangswelle (46) in indirektem Eingriff steht, sodaß diese bei entsprechender Betätigung einer Klauenkupplung (49) in entgegengesetzter Richtung verdrehbar ist.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (46) in der zweiten und der dritten Querwand (6, 7) des Gehäuses (2) in Lagern (50, 51) drehbar gelagert ist.

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13. System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Stirnritzel (17) auf dem einen Ende (22) der Eingangswelle (23) zur Naßkupplung (.21) sitzt und auf diesem Ende außerdem ein Antriebsritzel (54) sitzt, welches über ein Zwischenritzel (55) mit einem angetriebenen Ritzel

(56) einer Antriebswelle (57) für wenigstens eine Hydraulikpumpe (60, 61) in Eingriff steht.

14. Steuersystem für das Drehmoment-übertragungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das System (19) einen Steuerkreis mit einem ersten Ventil (69) zur Steuerung des Zuflusses von Druckflüssigkeit zwecks Modulation der Kupplung bei Normalbetrieb sowie mit einem identischen zweiten Ventil (71) aufweist, welches bei Normalbetrieb offen bleibt, während für den Betrieb mit geringerer Leistung das erste Ventil (69) offen bleibt und der Maximaldruck des zweiten Ventils (71) durch einen voreingestellten Druckregler (90) in einer Flüssigkeitsleitung (89), welche die beiden Ventile (69, 71) verbindet, begrenzt wird, um das bei geringerer Leistung vom übertragungssystem übertragbare maximale Drehmoment zu bestimmen.

15. Steuersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der voreingestellte Druckregler (90) ein versiegeltes Bauteil ist.

16. Steuersystem nach Anspruch 14, oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anzeigegerät mit Meßfühler für den Flüssigkeitsdruck vorgesehen ist.

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

17. Steuersystem nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Ventil (69 und 71) elektrohydraulische Ventile sind.