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Dreh- oder Fahrwerksantrieb für Krane o. dgl. Die Erfindung betrifft
den Antrieb eines Drehwerkes, insbesondere für Drehkrane, der ebenso als Antrieb
eines Kranfahrwerkes verwendet werden kann, mit besonderem Vorteil da, wo
große Masseen in kurzer Zeit beschleunigt werden sollen.
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Bisher wurden Drehwerke von Drehkranen durch den Drehwerksmotor direkt
angetrieben unter Zwischenschaltung einer sogenannten Rutschkupplung oder auch von
Federn, die die Überlastung des Motors beim Anlauf verhindern sollten oder die Überlastung
von TriebNverksteilen durch zu scharfes Bremsen.
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Alle Rutschkupplungen haben den Fehler, daß ihre Funktion von dem
Unterschied der Reibungswerte im relativen Ruhezustand der Reibflächen oder der
Bewegung abhängig ist. Im Ruhezustand der Reibflächen ist die Reibungsziffer groß.
Wird das dementsprechende Reibungsmoment aber überwunden, so daß die Kupplung rutscht,
so sinkt sofort das übertragbare Reibungsmoment auf einen niedrigen Wert, so daß
es zum Abbremsen oder auch zur weiteren Übertragung der vollen Motorleistung nicht
mehr ausreicht. Auch die VerNvendung von Federn ist ein mangelhafter Behelf, weil
das Cberschußmoment sich in diesen aufspeichert und wieder zurückgegeben wird, wodurch
Schwingungen entstehen.
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Der neue Antrieb ist in der Zeichnung dargestellt. Der Motor in kann
ein Kurzschlußmotor mit höherer Drehzahl als üblich sein, da er ohne Belastung anläuft.
Zunächst wird die Drehzahl durch Stirnradvorgelege herabgesetzt, wobei das Vorgelegerad
v sich auf der Kupplungswelle w befindet. Die zu kuppelnde Welle u ist mit dieser
durch eine hydraulische Lamellenkupplung h verbunden.
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Im Kupplungsgehäuse g befindet sich das Lamellenpaket 1. Die Lamellen
sind abwechselnd mit dein Gehäuse oder mit der Nabe auf der Welle w in bekannter
Weise verzahnt. Den Abschluß bildet der mit der Nabe verbundene Kolben c, der im
Leerlauf die Drehbewegung der Welle mitmacht. Das als Druckzylinder ausgebildete
Gehäuse trägt außen die
Bremsseheibe b, deren zahlreiche Rippen
als Kühlrippen zur Abfuhr der im Innern und an der Bremsscheibe entstehenden Wärme
ausgebildet sind.
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Am Ende des Gehäuses äst eine kurze Welle u befestigt, durch deren
Bohrung das Drucköl zugeführt wird. Das in das Kegelrad r eingreifende Kegelritzel
i überträgt das der Kegelradübersetzung,entsprechend vergrößerte Kupplungsmoment
auf die übliche senkrechte Welle und durch das unten befindlichpe Ritzel auf den
Triebstockkranz des Kranes.
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Bei zunächst leer laufendem Motor wird das bereits im Zylinder befindliche
01 vom Drucke Null allmählich auf seinen Höchstwert gebracht, und zwar mit
Hilfe eines Regelschiebers. Hierbei steigt der Druck ganz nach Wahl des Kranführers
auf die für die jeweilige Last und bei Drehkranen mit Einziehwerk auf die für die
jeweilige Ausladung erforderliche Höhe. Das Drehwerk wird also ganz nach Wunsch
stark oder schwach beschleunigt, und die Kupplung schleift, bis der Kran die der
Motordrehzahl entsprechende, also die volle Drehgeschwindigkeit erreicht hat. Da
der maximale Öldruck der Motorpumpe p vorher eingestellt ist, kann also das vorgeschriebene
Kupplungsmoment nicht überschritten und der Motor nicht überlastet werden. Ein besonderer
Vorteil ist es, daß ein Kurzschlußläufermotor verwendet werden kann, der in der
Schaltung einfacher ist.
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Es ist damit auch möglich geworden, trotz Kurzschlußmotor kleine Winkelstrecken
mit der Last zurückzulegen, ohne die Schaltzahl des Motors zu erhöhen bzw. ohne
dem Motor Stromspritzer zu geben. Diese werden sozusagen durch Druckspritzer der
Ölkupplung ersetzt, und der Kran wird um so schneller beschleunigt, je kleiner die
Last und Ausladung ist.
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Sobald der Kran die gewünschte Geschwindigkeit hat, wird der Motor
abgeschaltet und notfalls durch eine leichte Bremse n zum Stillstand gebracht. Zugleich
wird aber der Öldruck von der Kupplung abgeschaltet, so daß den,Kran infolge der
Massenträgheit in seiner Schwenkgeschwindigkeit kaum nachläßt. Sobald er stillgesetzt
werden soll, wird die durch den Bremszylinder offengehaltene Öldruckbremse durch
beliebiges Nachlassen des Öldruckes angelegt oder nach Wunsch mehr oder weniger
fest angezogen. Die Bremse kann eine Doppelbackenbremse sein. Wie aus der Zeichnung
ersichtlich, sind die beiden Bremshebel h in be@kannter Weise durch einen Druckölzylinder
z verbunden, auf dessen Kolben von oben die Bremsfeder, von unten der Öldruck wirkt.
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Neu ist die Anwendung einer solchen Bremse mit Regelschieber auf ein
Krandreh- oder Fahrwerk, eine Drehscheibe oder Schiebebühne. Die Bremskraft kann
über das vorher festgelegte Maß nicht vergrößert werden, so daß Überbeanspruchungen
im Getriebe oder auch in der Stahlbaukonstruktion des Kranes unmöglich sind, die
aber bei den bisher üblichen Fußhebelbremsen sehr oft auftreten.
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Neu ist weiterhin die Anwendung dieser Bremse in Verbindung mit der
Motordruckölpumpe insofern, als eine Pumpe mit einem Steuerschieber genügt, welche
die Hauptbremse, die Kupplung und eine notfalls noch vorzusehende zusätzliche Motorbremse
mit Drucköl versorgt. Die letztere ist nur dann erforderlich, wenn der beim Abschalten
leer auslaufende Motor nach Ablauf der anschließenden Bremsperiode noch nicht zum
Stillstand gekommen sein sollte, bevor er auf entgegengesetzten Lauf geschaltet
werden muß.
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Das Krandrehwerk (oder Fahrwerk) wird durch eine Einhebelsteuerung
(Abb. 3) geschaltet, die es ermöglicht, alle zu schaltenden Teile durch einen Drehhebel@"fei,is
mechanisch, teils elektrisch zu betätigen. Der ""flöbelgr "@@"ß,rr ein über die
Drehachse hinaus verläigeter ZeWgibt die beabsichtigte Drehrichtung (bei eiri'et»,ahrwerk
die Fahrtrichtung) an. Der Schaltvore`an.re der folgende: i. Mittelstellung des
Zeigers glei'ch.@3llstellung. Alles ausgeschaltet. Der Kran steht.
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2. Schalter wird über die Schaltstellung der Motorpumpe und diejenige
des Drehmotors wenig hinausgestellt und von da ab sehr langsam weitergedreht, bis
der Kran die gewünschte Drehgeschwindigkeit erreicht hat. Die Wirkung ,ist folgende:
Zuerst läuft die Pumpe an, und im folgenden Winkelabschnitt f wird der Regelschieber
s der Hauptbremse (Abb. 2) geschlossen, so daß diese abhebt. Auch die Motorbremse
n öffnet sich. Unmittelbar danach erfolgt Kontaktgebung einer Schutzspule des Wendeschützes
e, welches den Kurzschlußmotor einschaltet. Die Kupplungswelle w läuft jetzt mit
voller Drehzahl. Das langsame Weiterdrehen des Schalthebels bewirkt allmähliches
Schließen des Regelschiebers q, wodurch der Druck in der Kupplung ansteigt, der
bei offenem Regelschieber Null ist. Der Kran kommt jetzt auf volle Geschwindigkeit.
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3. In gleicher Weise wie der Schalthebel zuvor schnell über den Winkelabschnitt
des Regelschiebers f hinweg geschaltet wurde, geschieht dies jetzt in umgekehrter
Richtung über den Winkelabschnitt des Schiebers a hinweg und bis an den zuerst überschalteten
heran. Dabei löst sich zunächst die Kupplung, der Kran dreht (oder fährt) weiter
infolge Massenträgheit, der Motor wird abgeschaltet. Bei langsamer weiterer Rückwärtsdrehung
legt sich die Bremse an, ebenso eine zusätzliche Motorbremse, und die Wirkung der
Hauptbremse, richtet sich nach der durch den Schalthebel bewirktemStellung des Regelschiebers
s, so daß zuletzt auf Nullstellung die volle Bremskraft wirkt.
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Man kann auch durch geringes Zurückgehen mit dem Schalthebel vor der
Nullstellung den Bremsdruck ermäßigen, damit der Kran nicht ruckartig stehenbleibt
infolge Zunahme der Reibungsziffer.
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q.. Es folgt der gleiche Schaltvorgang nach der anderen Seite für
entgegengesetzte Kranbewegung. 5. Falls zu spät oder zu früh stillgesetzt wurde,
kann der ganze Vorgang mit etwa 2 bis 3 Sekunden Dauer als Kurzschaltung wiederholt
werden, um den Kran genau auf die gewünschte Stelle zu bringen. Dieser braucht also
nicht auf volle Geschwindigkeit zu kommen.
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Der Schaltplan für die Drucköl- und elektrischen Leitungen ist auf
der Zeichnung in Abb. 2 dargestellt.
Von der Motorpumpe führt die
Druckleitung d über einen Verteiler y zum Regelschieber s- und von da zum Bremszylinder
ü. Der Regelschieber ist durch ein mechanisches Gestänge mit (lern Steuerhebel verbunden,
in dessen Nullstellung kein Drucköl in den Bremszylinder gelangen kann. Es fließt
vielmehr drucklos durch den Schieber und die Rückleitung ü zum Ölbehälter zurück.
Durch entsprechend geformte Steuerschlitze wird der Ölstrom der Abflußleitung zunächst
wenig, dann immer mehr gesperrt und dadurch umgekehrt zuerst wenig, dann immer mehr
Druck im Zylinder entstehen, so daß der Kolbendruck allmählich wächst, bis er die
Bremsfeder (auf der Gegenseite des Kolbens) überwindet. Dies hat für das öffnen
der Bremse keine Bedeutung, wohl aber für das Schließen derselben.
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Vom Verteiler fuhrt eine schwächere Druckleitung zum Regelschieber
q der Kupplung k, der in gleicher Weise den Druck im Zylinder ansteigen
läßt. In seiner Ausgangsstellung läßt er das 01
drucklos zum ölbehälter durch
die Leitung t zurückfließen. Dies hat eine Druckminderung in der Leitung d und im
Regelschieber s zur Folge. Da die Pumpe aber einen höheren Druck liefert, als der
Bremszylinder zur Überwindung der Feder benötigt, ist die Leitung x schwächer und
besitzt eine abgestimmte Drosselscheibe o, die nur einen Druckabfall gleich der
Differenz zwischen Pumpen- und größtem Druck des Bremskolbens zuläßt. Der restliche
in der Leitung d, verbleibende Druck reicht also aus, um die Bremsfeder zu überwinden.
Durch Betätigen des Schiebers q steigt nun auch der Druck im Kupplungszylinder,
bis beide Zylinder den vollen Pumpendruck erhalten.
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Analog kann die Nebenleitung x, zum kleinen Bremszylinder n der Mortorbremse
mit Drucköl beliefert werden, wobei jedoch ein Regelschieber nicht erforderlich
ist.
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Die elektrische Schaltung wird durch denselben Einhebelschalter betätigt.
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In der Nullstellung ist alles ausgeschaltet. In der Reihenfolge der
Schalterdrehung erhält zuerst der Pumpenmotor Strom und der zu einer Phase parallel
liegende Schiebermagnet sr. Darauf wird der Kontakt für den Steuerstrom des Wendeschützes
e geschlossen, das den Kurzschlußmotor einschaltet. Beim Zurückdrehen des Hebels
erfolgt die Abschaltung in umgekehrter Reihenfolge.
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Für den Erfindungsgedanken ist es belanglos, ob der hier mit besonderem
Vorteil verwendete Kurzschlußmotor durch einen Motor mit Schleifringläufer oder
einen Gleichstronunotor ersetzt wird. Diese würden, obwohl man sie ebenfalls mit
Schützen anlassen könnte, die Schaltung nur komplizierter gestalten. Die dargestellte
hydraulische Kupplung kann in beliebiger Abwandlung verwendet werden, wesentlich
ist, daß sie das Kupplungsmoornent durch veränderlichen Öldruck zu regeln gestattet.
Die Zahl der Zahnradvorgelege, ihre Ühersetzungsverhältnisse, ihre Art, ob Stirnräder,
Kegelräder oder Schneckengetriebe oder auf welcher Welle sich die Kupplung oder
Hauptbremse befindet, sind für das neue, gesamte Antriebssystem ebenfalls ohne Bedeutung.
Schließlich ist auch die Bauart beider Bremsen, ob Backen-, Band- oder Kegelbremse
usw., kein ausgesprochenes Merkmal der Erfindung, auch nicht die Zahl der Bremsen.
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Wird der Antrieb als Fahrwerk eines Laufkranes oder einer Schiebebühne
ausgeführt, so kann zum I@eispiel die Kupplung und die Hauptbremse auf die durchgehende
Verbindungswelle gesetzt werden, v.-obei eine besondere Zuführung des Drucköles
zum Kupplungszylinder erforderlich wird. Man könnte beispielsweise auch zwei Kupplungen
än den Enden dieser Welle anbringen, da die Zuführung des Drucköles und Rückführung
des Lecköles mit schwachen Rohrleitungen keinen größeren.'ltifwand bedingt als eine
elektrische Kabelleitung.
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Eine Abart der Neuerung besteht darin, daß die Hauptbremse durch den
Öldruck nicht gelüftet, sondern geschlossen wird.
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In diesem Fall ist der Regelschieber s von der Nullstellung des Einhebelsc'halters
aus nicht zuerst offen und wird beim Weiterdrehen geschlossen, sondern umgekehrt
zuerst geschlossen und wird geöffnet. Der Öldruck hebt jetzt nicht den Federdruck
auf, sondern erzeugt den Bremsdruck, wobei ein anderes Bremshebelgestänge erforderlich
ist als das gezeichnete. Lediglich eine leichte Feder zur Überwindung der Gestängereibung
und zum Zurückschielen des drucklosen Öles lüftet die Breiase.
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Sobald der Regelschieber s die Rücklaufleitwig ü ganz öffnet, wird
die Leitung zum Bremszylinder vollkommen geschlossen. Der Schieber unterscheidet
sich also gegenüber der ersten Anordnung dadurch, daß er bei gleicher Winkeldrehung
öffnet statt schließt und außerdem die Leitung zum Bremszylinder kurz vor Vollendung
seiner Hubes abschließt. Bei der Abart er@AU der Schieber q keine Zuleitung x, sondern
diese wtt#O ersetzt durch Leitung ü. Das Öl strömt jetzt etycklo@. vom Regelschiebers
durch die Leitung rs üben,derf#,Regelschieber q zum Ölbehälter zurück. DieserrSchie``ber
arbeitet in gleicher Reihenfolge wie in der e .-.Anordnung, d. h. bei weiterer Drehung
des Itliebels wird er geschlossen und die Kupplung einl;er eckt.
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Der Gesamtschaltvorgang unterscheidet s#1(5? utir durch die Hauptbremse,
die zwar kurz vor i4sschalten auf Nullstellung ebenfalls die gröf,@e Bremskraft
erzeugt, jedoch nicht durch Feder- sondern Öldruck.
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Auch die Motorbremse arbeitet jetzt in unigekehrter Weise wie die
Hauptbremse, falls sie überhaupt erforderlich ist. Kurz vor Erreichen der Nullstellung
wird der Motor auf jeden Fall zum Stillstand gebracht.
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Bei kleineren zu beschleunigenden Massen kann (1ie Feinregelung der
Schieber oder Ventile fortfallen und der Öldruck plötzlich auf Kupplung und Bremse
wirken, da das Größtmoment auch dabei nicht überschritten wird.