DE3631483A1 - Antriebseinrichtung fuer einen schubrostkuehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für einen Schubrostkühler entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Zum Transport des Kühlgutes in einem Schubrostkühler muß der Schwingrahmen des Kühlers ständig in Richtung des Gutflusses vor- und zurückbewegt werden. Dabei wird die Hubbewegung von beiden Seiten des Schubrostkühlers in den Schwingrahmen eingeleitet. Dieses Antriebsprinzip erfordert damit einen Hub-Gleichlauf (Gleichgang) der auf den beiden Seiten des Schubrostkühlers angeordneten Antriebssysteme.

Wird die Schwingbewegung mechanisch mit einem Kurbeltriebpaar erzeugt, so ist der Gleichlauf gewährleistet, wenn die beiden Kurbel-Exzenter der gemeinsamen Antriebswelle dieselbe Kröpfrichtung haben.

Aus Kostengründen wird heute jedoch überwiegend ein hydraulischer Kühlerantrieb eingesetzt. Hierbei finden mit Kolbenventilen versehene Gleichgangzylinder (mit beidseitig herausgeführter Kolbenstange) Verwendung, um in den Endlagen der Kolben eine Hubkorrektur zu bewirken, wenn während des Hubes durch Leckage Wegdifferenzen eingetreten sind. Endschalter bewirken dabei eine Umsteuerung der Hydraulik-Anlage. Die Beschleunigung und Verzögerung des Schwingrahmenhubes werden über eine elektronisch arbeitende Rampe vorgegeben. Die Arbeitsgeschwindigkeit des Hydraulik-Systems wird durch elektrische Einstellung von Mengenstrom-Regelventilen beeinflußt.

Der wesentliche Nachteil dieses bekannten hydraulischen Schubrostkühlerantriebes besteht in dem verhältnismäßig hohen Aufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art so auszubilden, daß eine wesentliche Vereinfachung und damit eine deutliche Verringerung der Herstellungskosten erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung beruht auf dem Prinzip der Folgesteuerung. Hierbei folgt die Arbeitshydraulik, d. h. das mit dem Schwingrahmen verbundene Hubzylindersystem, als Stellgröße der Bewegung der Steuereinheit als Sollgröße. Diese Beziehung zueinander setzt einen ständigen Vergleich zwischen Soll- und Ist-Zustand voraus. Er kommt beispielsweise dadurch zustande, daß das Zylindergehäuse des Steuerzylinders die Ist-Bewegung ausführt, also etwa fest mit dem bewegten Zylindergehäuse des Hubzylinders verbunden ist, während der Kolben des Steuerzylinders die Sollbewegung vorgibt. Große Abweichungen dieser Steuerelemente zueinander bewirken, daß dem Hubzylinder große Hydraulikmengen zugeführt werden, während bei kleinen Abweichungen entsprechend geringe Mengen zugeführt werden.

Die Sollgröße für den Antrieb des Schubrostkühlers kann dabei mit einem Kurbeltrieb von sehr geringer Antriebsleistung erzeugt werden. Einfach wirkende Hubzylinder mit einseitig herausgeführter Kolbenstange übertragen dabei die Bewegung des Kurbeltriebes auf den Schwingrahmen. Zur Änderung der Rost-Schubzahl ist lediglich eine Drehzahländerung am Kurbeltrieb, d. h. am Steuerantrieb, vorzunehmen. Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge werden zwangsweise vom Kurbeltrieb vorgegeben.

Damit besitzt die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung wesentliche Vorteile gegenüber dem bekannten hydraulischen Antrieb: Anstelle von Gleichgangzylindern können einfach wirkende Zylinder mit einseitig herausgeführter Kolbenstange verwendet werden. Die Zylinder (Plungerzylinder) können hierbei für die halbe Hubkraft dimensioniert werden. Da außerdem Endschalter, eine Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsrampe sowie elektronische Steuereinrichtungen entfallen, ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der gesamten Antriebseinrichtung.

Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung sind in der Zeichnung schematisch veranschaulicht, in deren Fig. 1 bis 3 typische Beispiele mit hydraulisch erzwungenem Gleichlauf und in deren Fig. 4 ein Beispiel mit mechanisch erzwungenem Gleichlauf der Hubzylindersysteme gezeigt sind.

Zum Antrieb des Schwingrahmens 1 eines im übrigen nicht veranschaulichten Schubrostkühlers dienen gemäß Fig. 1 zwei zu beiden Seiten des Schubrostkühlers angeordnete hydraulische Hubzylindersysteme 2, 2′, die identisch ausgebildet sind, so daß die Beschreibung des Hubzylindersystems 2 genügt.

Das Hubyzlindersystem 2 enthält zwei einfach wirkende, in entgegengesetzter Richtung am Schwingrahmen 1 angreifende Hubzylinder 3, 4, die aus je einem Zylindergehäuse 3 a bzw. 4 a, einem Kolben 3 b bzw. 4 b und einer den Kolben mit einem ortsfesten Widerlager 3 c bzw. 4 c verbindenden Kolbenstange 3 d bzw. 4 d bestehen.

Dem Hubzylindersystem 2 ist eine hydraulische Steuereinheit 5 zugeordnet. Eine entsprechende Steuereinheit 5′ gehört zum Hubzylindersystem 2′.

Die Steuereinheit 5 wird durch einen hydraulischen Steuerzylinder gebildet, der aus einem Zylindergehäuse 5 a und einem Steuerkolben 5 b besteht. Der Steuerzylinder 5 a der Steuereinheit 5 ist mit dem Zylindergehäuse 3 a des zum Hubzylindersystem 2 gehörenden Hubzylinders 3 kraftschlüssig verbunden, bewegt sich daher synchron mit diesem Zylindergehäuse 3 a und damit auch synchron mit dem Schwingrahmen 1.

Der Steuerkolben 5 b der Steuereinheit 5 ist über eine Gelenkstange 6 mit einer Kurbelstange 7 verbunden, die von einem Antriebsmotor 8 mit einstellbarer Drehzahl angetrieben wird. Die Steuerkolben 5 b, 5 b′ der Steuereinheiten 5, 5′, sind dabei an die gleiche Kurbelstange 7 angeschlossen, werden somit durch einen für beide Steuereinheiten 5, 5′ gemeinsamen Steuerantrieb betätigt.

Die Anlage enthält weiterhin durch Motoren 9 bzw. 10 angetriebene Ölpumpen 11, 12, 13, 14, über Rückschlagventile 15, 16 angeschlossene Überdruckventile 17, 18, zwei parallelgeschaltete Filter 19, 20 sowie einen Ölvorratsbehälter 21.

Die einzelnen Anlagenteile sind in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise durch Leitungen verbunden, wobei die gekrümmt dargestellten Leitungsteile (z. B. 22) flexible Leitungsstücke darstellen.

Die Funktion der Antriebseinrichtung ist wie folgt:
Die Steuereinheit 5 steuert die Druckmittelversorgung des Hubzylindersystemes 2 und die Steuereinheit 5′ die Druckmittelversorgung des Hubzylindersystemes 2′.

Dabei ist die Steuereinheit 5 (ebenso wie die gleich ausgebildete Steuereinheit 5′) mit drei Anschlüssen 5 c, 5 d, 5 e versehen. Die Anschlüsse 5 c und 5 d dienen zur Zuführung des Druckmittels und sind über die Leitungen 23, 24 an die Ölpumpen 12 bzw. 14 angeschlossen. Der Anschluß 5 e ist mit der zum Vorratsbehälter 21 führenden Leitung 25 verbunden.

Der Zylinderraum des Hubzylinders 3 ist an die mit dem Anschluß 5 d verbundene Leitung 24 angeschlossen, während der Zylinderraum des Hubzylinders 4 mit der Leitung 23 verbunden ist, die auch mit dem Anschluß 5 c in Verbindung steht.

Bei einer Relativbewegung zwischen dem Zylindergehäuse 5 a und dem Steuerkolben 5 b der Steuereinheit 5 können nun entweder beide Anschlüsse 5 c, 5 d mit dem mittleren Anschluß 5 e verbunden sein, oder es kann wahlweise nur einer der beiden Anschlüsse 5 c, 5 d in Verbindung mit dem Anschluß 5 e stehen. Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Relativlage von Zylindergehäuse 5 a und Steuerkolben 5 b sind die Anschlüsse 5 c und 5 e miteinander verbunden, der Anschluß 5 d dagegen abgesperrt.

Die Hubzylinder 3, 4 werden nun jeweils dann mit Druckmittel versorgt, wenn der zugehörige Anschluß 5 d bzw. 5 c der Steuereinheit 5 verschlossen ist. In der dargestellten Lage wird das Druckmittel beispielsweise dem Hubzylinder 3 zugeführt, da der Anschluß 5 d abgesperrt ist. Das Zylindergehäuse 3 a des Hubzylinders 3 bewegt infolgedessen den Schwingrahmen 1 nach links. Aus dem Hubzylinder 4 kann das Druckmittel über die miteinander in Verbindung stehenden Anschlüsse 5 c, 5 e der Steuereinheit 5 zum Vorratsbehälter 21 abströmen.

Durch den Antriebsmotor 8 und den von der Kurbelstange 7 gebildeten Kurbeltrieb wird nun der Steuerkolben 5 b hin- und herbewegt. Die Druckmittelzufuhr zu den Hubzylindern 3 und 4 wird hierdurch derart gesteuert, daß die Zylindergehäuse 3 a, 4 a der Hubzylinder 3, 4 der Bewegung des Steuerkolben 5 b folgen. Das mit dem Zylindergehäuse 3 a des Hubzylinders 3 verbundene Zylindergehäuse 5 a der Steuereinheit 5 wird hierbei synchron mitgenommen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind für die einander entsprechenden Bauteile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Es genügt daher eine Erläuterung der unterschiedlichen Konstruktionsmerkmale.

Die Zylindergehäuse 3 a, 4 a der Hubzylinder 3, 4 sind bei diesem Ausführungsbeispiel ortsfest angeordnet, während die Kolben 3 b, 4 b der Hubzylinder mit dem Schwingrahmen 1 verbunden sind.

Die Zylindergehäuse 5 a, 5 a′ der Steuereinheiten 5, 5′ sind gleichfalls an den Schwingrahmen 1 angeschlossen, während die Steuerkolben 5 b, 5 b′ wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit dem gemeinsamen Steuerantrieb verbunden sind, der vom Antriebsmotor 8 und von der Kurbelstange 7 gebildet wird.

Die Funktion der Antriebseinrichtung gemäß Fig. 2 entspricht der des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind die Zylindergehäuse 3 a, 4 a der Hubzylinder 3, 4 gleichfalls ortsfest gelagert und die Kolben 3 b, 4 b mit dem Schwingrahmen 1 verbunden.

Die Zylindergehäuse 5 a, 5 a′ der Steuereinheiten 5, 5′ sind ortsfest angeordnet. Die Steuerkolben 5 b, 5 b′ stehen über je eine Gelenkstange 6, 6′ mit einer gemeinsamen Kurbelstange 7 in Verbindung, die bei diesem Ausführungsbeispiel im Schwingrahmen 1 drehbar gelagert ist und sich (ebenso wie der Antriebsmotor 8) zusammen mit dem Schwingrahmen 1 bewegt.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel resultiert daher die Relativbewegung zwischen dem Steuerkolben 5 b und dem Steuerzylinder 5 a aus einer Bewegungsüberlagerung des Steuerantriebes (Drehung der Kurbelstange 7) und des hin- und herbeweglichen Schwingrahmens 1. Die grundsätzliche Funktion der Antriebseinrichtung gemäß Fig. 3 entspricht daher der der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 und 2.

Bei den drei zuvor anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterten Ausführungsbeispielen wird der Gleichlauf der beiden Hubzylindersysteme 2 und 2′ hydraulisch dadurch erzwungen, daß jedem Hubzylindersystem in der erläuterten Weise eine hydraulische Steuereinheit 5 und 5′ zugeordnet ist, wobei dann auf jeder Seite des Schwingrahmens 1 der einleitend erwähnte Vergleich zwischen Soll- und Ist-Zustand (Sollweg- Istweg-Vergleich) vorgenommen wird. Bei diesen drei Ausführungsbeispielen (Fig. 1 bis 3) sind ferner die beiden Steuerkolben 5 b und 5 b′ über je eine Gelenkstange 6, 6′ in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise mit je einem kurbelarmartigen Ende der Kurbelstange 7 verbunden. Bei jedem dieser drei Ausführungsbeispiele ergibt sich auf dem ganzen Hub ein lastunabhängiger Gleichgang der Zylinder, wobei Leckagen kompensiert werden und nicht den Gleichgang beeinträchtigen.

Anhand der Fig. 4 sei ein weiteres Ausführungsbeispiel der Antriebseinrichtung für einen Schubrostkühler erläutert, bei dem das Druckmittel ebenfalls nach Art einer Folgesteuerung den beiden Hubzylindersystemen zugeführt und dosiert wird. Der Einfachheit halber werden auch in diesem Falle Einrichtungsteile, die im wesentlichen gleichartig wie in den vorhergehenden Beispielen ausgeführt sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß deren ausführliche Erläuterung sich erübrigen dürfte.

Zum Antrieb des hin- und hergehenden Schwingrahmens 1 dienen wiederum zwei zu beiden Seiten des Schubrostkühlers angeordnete hydraulische Hubzylindersysteme 2, 2′, die in diesem Falle jedoch hydraulisch parallelgeschaltet und mit nur einer gemeinsamen Steuereinheit 5 verbunden sind. Diese Steuereinheit 5 kann in genau der gleichen Weise wie bei den vorhergehenden Beispielen ausgeführt sein; dargestellt ist jedoch eine Ausführungsform, die in Aufbau, Anordnung und Steuerung denen gemäß den Steuereinheiten 5, 5′ in Fig. 3 entspricht. Der Steuerkolben 5 b der Steuereinheit 5 steht über eine Gelenkstange 6 mit dem an einem Ende der Kurbelstange 7 ausgebildeten Kurbelarm 7 a in Verbindung.

Die Kurbelstange 7 kann dabei im oder am Schwingrahmen 1 drehbar gelagert sein und sich (ebenso wie der zur Kurbelstange 7 gehörende Antriebsmotor 8) zusammen mit dem Schwingrahmen 1 bewegen.

Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel werden die Hubzylinder 3, 3′ einerseits und die Hubzylinder 4, 4′ andererseits beider Hubzylindersysteme 2, 2′ jeweils gleichzeitig, d. h. parallel über zugeordnete Leitungen 23′ bzw. 24′ mit Druckmittel versorgt, wobei diese Versorgung jeweils durch die einzige, gemeinsame Steuereinheit 5 vorgenommen wird, die mit den Leitungen 23′ und 24′ über Zuführanschlüsse 5 c bzw. 5 d und über einen Abführanschluß 5 e mit der Leitung 25 verbunden ist, die über Filter 19 und 20 zum Ölvorratsbehälter 21 führt. Die in Fig. 4 dargestellte Ausführung enthält im Gegensatz zu den vorhergehenden Beispielen nur zwei durch Motoren 9 bzw. 10 angetriebene Ölpumpen 11 und 13, die auf die Leitungen 23′ bzw. 24′ arbeiten, wobei diesen Leitungen noch je ein Überdruckventil 17 bzw. 18 zugeordnet ist.

Im Gegensatz zu den drei vorhergehenden Ausführungsbeispielen (Fig. 1 bis 3) wird in diesem Falle mit Hilfe der hydraulischen Parallelschaltung der beiden Hubzylindersysteme 2, 2′ (über die einzige Steuereinheit 5) der Gleichlauf durch den Schwingrahmen 1 vorgegeben, der aufgrund entsprechender Rahmensteifigkeit den Gleichlauf der beiden Hubzylindersysteme 2, 2′ gewissermaßen mechanisch erzwingt (im Gegensatz zu dem hydraulisch erzwungenen Gleichlauf in den Beispielen der Fig. 1 bis 3). Durch die Verwendung nur einer einzigen, gemeinsamen Steuereinheit 5 für beide Hubzylindersysteme 2, 2′ kann eine erhebliche weitere Reduzierung Einrichtungsteile dieser Antriebseinrichtung erreicht werden.

Claims (14)

1. Antriebseinrichtung für einen Schubrostkühler, enthaltend
a) wenigstens zwei zu beiden Seiten des Schubrostkühlers angeordnete, mit dem Schwingrahmen (1) des Kühlers verbundene hydraulische Hubzylindersysteme (2, 2′),
b) eine Einrichtung zur Steuerung der Arbeitsbewegung sowie der Arbeitsgeschwindigkeit beider Hubzylindersysteme (2, 2′),

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
c) die beiden Hubzylindersysteme (2, 2′) enthalten je zwei einfach wirkende, in entgegengesetzter Richtung am Schwingrahmen (1) angreifende Hubzylinder (3, 4) mit einseitig herausgeführter Kolbenstange (3 d, 4 d),
d) den beiden Hubzylindersystemen (2, 2′) ist wenigstens eine die Druckmittelversorgung der Hubzylindersysteme steuernde hydraulische Steuereinheit (5, 5′) zugeordnet,
e) die Steuereinheit (5, 5′) besteht aus zwei Teilen (5 a, 5 b bzw. 5 a′, 5 b′), die durch einen Steuerantrieb (7, 8) relativ zueinander beweglich sind,
f) ein Teil der Steuereinheit ist mit dem Schwingrahmen (1) kraftschlüssig verbunden.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (3 b, 4 b) der Hubzylinder (3, 4) ortsfest angeordnet und die Zylindergehäuse (3 a, 4 a) der Hubzylinder kraftschlüssig mit dem Schwingrahmen (1)des Kühlers verbunden sind.

3.Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindergehäuse (3 a, 4 a) der Hubzylinder (3, 4) ortsfest angeordnet und die Kolben (3 b, 4 b) der Hubzylinder kraftschlüssig mit dem Schwingrahmen (1) des Kühlers verbunden sind.

4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Hubzylindersystemen (2, 2′) je eine die Druckmittelversorgung des betreffenden Hubzylindersystems steuernde, gleichartig aufgebaute hydraulische Steuereinheit (5, 5′) zugeordnet ist.

5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede hydraulische Steuereinheit (5, 5′) durch einen hydraulischen Steuerzylinder gebildet ist.

6. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (5 a) jedes Steuerzylinders mit dem Zylindergehäuse (3 a) eines der beiden Hubzylinder (3, 4) des zugehörigen Hubzylindersystems (2) kraftschlüssig verbunden ist.

7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (5 b) jedes Steuerzylinders mit dem für beide Steuereinheiten (5, 5′) gemeinsamen Steuerantrieb (7, 8) kraftschlüssig verbunden ist.

8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerantrieb einen durch einen Antriebsmotor (8) einstellbarer Drehzahl angetriebenen Kurbeltrieb (7) enthält.

9. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (5 a, 5 a′) jedes Steuerzylinders (5, 5′) mit dem Schwingrahmen (1) des Kühlers verbunden ist.

10. Antriebseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3, 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerantrieb (7, 8)zusammen mit dem Schwingrahmen (1) des Kühlers beweglich ist und der Steuerkolben (5 b, 5 b′) jedes Steuerzylinders (5, 5′) über den Steuerantrieb (7, 8) kraftschlüssig mit dem Schwingrahmen (1) verbunden ist.

11. Antriebseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerantrieb (7, 8) eine im Schwingrahmen (1) drehbar gelagerte Kurbelstange (7) enthält.

12. Antriebseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4, 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerkolben (5 b, 5 b′) über je eine Gelenkstange (6, 6′) mit je einem kurbelarmartigen Ende der Kurbelstange (7) verbunden sind.

13. Antriebseinrichtung nach Anspruch 8 und/oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hubzylindersysteme (2, 2′) hydraulisch parallelgeschaltet sind, die Druckmittelversorgung beider Hubzylindersysteme (2, 2′) durch eine einzige hydraulische Steuereinheit (5) mit hydraulischem Steuerzylinder und Steuerkolben (5 b) gebildet ist und dieser Steuerkolben (5 b) über eine Gelenkstange (6) mit einem kurbelarmartigen Ende (7 a) der Kurbelstange (7) verbunden ist.