DE9205362U1 - Antrieb für Raupenfahrwerke von Tagebau-Großgeräten - Google Patents

Description

Beschreibung:

Die Neuerung betrifft einen Fahrantrieb für das Antriebsrad eines Raupenträgers an Tagebau-Großgeräten, beispielsweise Schaufelradbaggern, bestehend aus einem

Antriebsmotor mit fliegend angeflanschtem Raupengetriebe, insbesondere Schnecken-Planetengetriebe, mit zwei Eingangs-Wellenenden.

Tagebau-Großgeräte (Bagger, Absetzer, Bandschleifenwagen, Beladewagen, Bandwagen) weisen in der Regel an allen Raupen Fahrwerksantriebe nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 auf. Die Getriebe haben deshalb zwei Eingangs-Wellenenden, damit Rechts- und Linksausführung der Getriebe gleich sind. Zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe ist eine Gelenkwelle angeordnet. Der Antriebsmotor befindet sich auf einer am Raupenträger befestigten Konsole.

Die Elektro-Antriebsmotoren sind drehzahlverstellbar und drehen im Mittel mit 200 bis 1000 U/min, so daß das Tagebau-Großgerät mit einer zwischen 2 bis 10 m/min verstellbaren Geschwindigkeit verfahren werden kann. Wegen der erforderlichen Kurvenfahrt muß darüber hinaus pt- die Geschwindigkeit der kurveninneren Motoren verringert und die der kurvenäußeren Motoren erhöht werden, und zwar in einem Verhältnis der Radien vom Kurvenmittelpunkt zur Raupenmitte des jeweiligen Motors zum Radius vom Kurvenmittelpunkt zur Gerätemitte.

Da die Vortriebskräfte aller Raupen untereinander immer

etwa gleich groß sein sollten, verteilen sich auch die Antriebsleistungen untereinander etwa im Verhältnis der Radien vom Kurvenmittelpunkt zur jeweiligen qc Raupenmitte.

Während die Getriebe dank ihrer Bauweise sehr kompakt, robust und gegenüber Verschmutzung unempfindlich sind, stellen die Elektromotoren wegen ihrer Größe und Empfindlichkeit dann ein erhebliches Problem dar, wenn

^ - wie es sehr oft der Fall ist - die Raupen auf lehm- und tonhaltigem Planum fahren und dieses auch noch feucht ist.

Trotz der Anordnung von Schutzdächern und dgl. werden _1&Ggr;) die Elektromotoren durch Verschmutzung in Mitleidenschaft gezogen und der Aufwand zum Reinigen der Elektromotoren, ihrer Stützkonsolen und Schutzeinrichtungen ist erheblich. Außerdem sind die Elektromotoren, Bremsen und Gelenkwellen der Gefahr .c ausgesetzt, von Brocken, die von der Seitenböschung herabstürzen, getroffen zu werden.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen Fahrantrieb für das Antriebsrad eines Raupenträgers an Tagebau-Großgeräten _„ zu schaffen, bei dem ein Hauptproblem, nämlich die Verschmutzung insbesondere des elektrischen Antriebsmotors, eliminiert wird.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß in der Weise gelöst, „t- wie es in den Schutzansprüchen angegeben ist.

Nach der Neuerung wird der elektrische Antriebsmotor durch einen direkt oder über eine Laterne an dem Raupengetriebe angeflanschten Hydraulikmotor, 2Q nachstehend Hydromotor genannt, ersetzt. Vorzugsweise weist dieser Hydromotor konstantes Schluckvolumen auf. Die Haltebremse - vorzugsweise Scheiben- oder Lamellenbremse - ist auf der getriebeseitigen Kupplungshälfte innerhalb der Laterne oder auf dem

zweiten Getriebe-Eingangswellenende angeordnet. Die Bremszange bzw. der stehende Teil der Lamellenbremse ist in der Laterne bzw. an der Seite des zweiten Wellenendes in einem dort am Getriebegehäuse befestigten, allseits geschlossenen Schutzkasten

angeordnet.

Die Hydromotoren werden durch Hydraulikpumpen, vorzugsweise Pumpen konstanter Fördermenge, mit Drucköl versorgt und von drehzahleinstellbaren Elektromotoren angetrieben. Wesentlich an der Neuerung ist, daß die Elektromotoren an einem Ort angeordnet sind, an dem sie einer Verschmutzung nicht ausgesetzt sind. Dagegen sind die an den Raupengetrieben befestigten Hydromotoren wesentlich kleiner und robuster als die Antriebe des Standes der Technik.

Jeder Elektromotor kann mehrere Hydraulikpumpen antreiben, vorzugsweise zwei, und zwar jeweils eine __ Hydraulikpumpe an jedem seiner zwei Wellenenden.

Es ist grundsätzlich bekannt, Raupenfahrwerke mit Hydromotoren anzutreiben. Allerdings ist bisher diese Antriebsart nur für kleinere Schaufelradbagger mit einem Dienstgewicht von bis zu 500 t, also Geräten mit 2-Raupen-Fahrwerken, angewendet worden. Der neuerungsgemäße Antrieb ist dagegen in erster Linie für Tagebau-Großgeräte mit einem Dienstgewicht von 2.500 bis 13.500 t, also solchen Geräten, die mit 3-, 6- oder

2Q 12-Raupen-Fahrwerken ausgerüstet sind, vorgesehen.

Nach der Neuerung kann jede Hydraulikpumpe zwei Raupenantriebe antreiben, und zwar jeweils den kurvenäußersten und den kurveninnersten Antrieb, den ' ■ ■ ■ ' ' ' : ' '■■■'■

zweitäußersten und den zweitinnersten Antrieb, und so weiter.

Dabei gabeln sich die Drucköl-Rohrleitungen von einer Hydraulikpumpe zu den beiden von ihr versorgten

Hydraulikmotoren an beliebiger Stelle auf. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß auch bei Kurvenfahrt alle Hydraulikpumpen die gleiche Druckölmenge zu liefern haben, alle Elektromotoren untereinander gleiche Drehzahlen und Antriebsleistungen aufweisen und die beiden Raupen, die von einer Hydraulikpumpe versorgt werden, gleiche Vortriebskräfte besitzen, so als ob sie über ein Differential angetrieben würden. Das Tagebau-Großgerät hat damit ein ideales

_1C- Kurvenfahrverhalten, nicht anders als beim klassischen Antriebssystem mit in Reihe geschalteten Gleichstrommotoren.

Bei 3-Raupen-Fahrwerken werden drei Hydraulikmotoren „_n zweckmäßigerweise von einer oder von mehreren

hydraulisch miteinander verbundenen Hydraulikpumpen versorgt, die von einem einzigen Elektromotor angetrieben wird bzw. werden. Damit wird auch hier erreicht, daß alle drei Raupen gleiche Vortriebskräfte pj- haben, und dies auch bei Kurvenfahrt.

Das dynamische Bremsen erfolgt wie bisher hauptsächlich durch die Elektromotoren, bei der Neuerung durch die Elektromotoren, die die Hydraulikpumpen antreiben. Das 2Q dynamische Bremsen kann jedoch auch hydraulisch durch in den Ölkreislauf eingebaute Bremsventile bewirkt werden.

.. Durch den neuerungsgemäßen Fahrantrieb für Raupen von Tagebau-Großgeräten entfällt somit das Hauptproblem, nämlich die Verschmutzung der Antriebsmotoren.

c- Die an den Raupen angeordneten Teile der Raupenantriebe reduzieren sich auf die gegen Verschmutzung ziemlich unempfindlichen Schnecken-Planetengetriebe, an denen die Motoren und Bremsen in Gestalt kleiner, ebenfalls gegenüber Verschmutzung sehr unempfindlicher Ansätze,

_in direkt angebaut sind. Die Elektromotoren mit den direkt

tu ,

angekoppelten Hydraulikpumpen sind an problemloser, der Verschmutzung nicht ausgesetzter Stelle untergebracht.

Die Anzahl der Elektromotoren kann vorteilhafterweise ^ reduziert werden, z.B. auf drei Elektromotoren für zwölf Raupen, wobei die einzelne Motorleistung dann entsprechend größer ist.

Die momentanen Drehzahlen und Leistungen der PQ Elektromotoren sind untereinander gleich.

Ausführungsbeispiele der Neuerung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht von Getriebe und Hydromotor des neuerungsgemäßen Raupen-Fahrantriebes,

Fig. 2 eine Seitenansicht des kompletten

Raupen-Fahrantriebes,

Fig. 3 eine Ausführungsform für die Fahrantriebe eines Tagebau-Großgerätes mit 12-Raupenfahrwerk,

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung der Hydraulikkreise bei einem 6-Raupenfahrwerk,

Fig. 5 eine Schaltungsanordnung der Hydraulikkreise bei einem 12-Raupenfahrwerk und

Fig. 6 eine Seitenansicht eines kompletten

Raupen-Fahrantriebes des Standes der Technik.

Der in Fig. 6 abgebildete Fahrantrieb für die Raupen eines Tagebau-Großgerätes zeigt eine Ausführungsform konventioneller Bauart.

Das Raupenfahrwerk (8) weist eine auf Rollen geführte Raupe auf. Der Antrieb der Raupe erfolgt durch ein _n Antriebsrad.

Dieses Antriebsrad des Raupenträgers wird durch den Fahrantrieb angetrieben, der auf einer Konsole unterhalb des Obertrums der Raupenkette angeordnet ist. Er besteht aus einem Schnecken-Planetengetriebe (9) und einem elektrischen Antriebsmotor (12). Die Bremse des Elektromotors ist mit (13) bezeichnet und die zwischen Elektromotor und Planetengetriebe angeordnete Gelenkwelle mit (14). Das Elektrokabel (15) führt zu

2Q einer auf dem Tagebaugerät angeordneten (nicht dargestellten) Schaltanlage.

Obgleich der Elektromotor (12) mit einem Schutzdach (16) versehen ist, läßt sich bei dieser Art und

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Anordnung des Fahrantriebes eine Verschmutzung nicht vermeiden. Um Wärme abführen zu können, darf der Elektromotor nicht vollständig eingekapselt sein.

In Fig. 2 ist der neuerungsgemäße Fahrantrieb in ein Raupenfahrwerk gem. Fig. 6 integriert. Der Hydromotor (1) ist über eine Laterne (10) an das Raupengetriebe, in der Regel ein Schnecken-Planetengetriebe (9 ), angeflanscht.

Die Scheibenbremse (11) befindet sich innerhalb der Laterne (10). Über drei Druckölleitungen (4), die jeweils durch einen Strich dargestellt sind, ist der

Hydromotor (1) mit der Hydraulikpumpe (2) verbunden. _1t- Die eine Leitung fürt das Hochdrucköl, die andere dient als Niederdruckleitung der Ölrückführung und die dritte Leitung ist für Lecköl vorgesehen. Die Hydraulikölleitungen sind in der Regel Stahlrohre und

dort, wo Bewegungen der Leitungen erforderlich sind, __ werden Hochdruckschläuche eingesetzt. Der Hydraulikölbehälter und Zubehör sind nicht dargstellt.

Die Pumpe wird von einem Elektromotor (3) angetrieben.

Hydraulikpumpe und elektrischer Antriebsmotor sind auf

einem Podest oberhalb des Raupenfahrwerkes (8) _Q(- angeordnet und sind dort vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt. Der Hydromotor (1) und das Planetengetriebe (9) sind praktisch schmutzunempfindlich. Im übrigen wird beim Hydromotor

die in ihm entstehende Wärme durch das Hydrauliköl 3Q abgeführt und insofern macht selbst eine vollständige Verschmutzung des Motors keinerlei Probleme.

Fig. 1 zeigt den an das Schnecken-Planetengetriebe (9) über die Laterne (10) angeflanschten Hydromotor (1) in

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vergrößertem Maßstab. Innerhalb der sog. Laterne, einem topfförmigen, an das Getriebe angschraubten Tragelement, befindet sich die Scheibenbremse (11), die auf der getriebeseitigen Kupplungshälfte angeordnet ist und die als Haltebremse dient. Die Drehzahl des

Hydromotors (1) wird über das Schnecken-Planetengetriebe (9) auf die gewünschte Drehzahl des Antriebsrades der Raupe reduziert.

Hydromotoren sind robust, kompakt, unempfindlich gegen Schmutzwasser, Schlamm, Staub, sie zeichnen sich ferner durch Schlagunempfindlichkeit aus.

Planetengetriebe, insbesondere solche mit Schnecken-Eingangsstufe, haben sich für den Anwendungsfall bestens bewährt, da sie sehr kompakt und durch ihre öldichten Gehäuse und optimalen Abdichtungen der Wellenaustritte verschmutzungsunempfindlich sind.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist ein 12-Raupenfahrwerk für ein Tagebau-Großgerät gezeigt. Mit (6) sind die aus zwei Gruppen mit je vier Raupen bestehenden Festraupengruppen und mit (7) die aus vier Raupen bestehende Lenkraupengruppe bezeichnet. Jede Festraupengruppe (6) hat zwei Hydraulikpumpen (2), die von einem einzigen Elektromotor (3) angetrieben werden. Die Hydraulikpumpen sind direkt an den Elektromotor angekuppelt und vor Verschmutzung geschützt auf einem Support oberhalb des Raupenfahrwerkes aufgebaut.

Die Lenkraupengruppe (7) weist ebenfalls nur zwei Hydraulikpumpen (2) auf, die direkt an einen elektrischen Antriebsmotor (3) angekuppelt sind.

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Die Anzahl der elektrischen Antriebsmotoren (3) für insgesamt zwölf Raupen konnte bei dieser Ausführungsform also auf drei Motore reduziert werden, wobei selbstverständlich die Motorleistung des einzelnen Elektromotors entsprechend größer gewählt wurde als bei Antriebsmotoren für Einzelraupen.

Aus Fig. 5 geht die Schaltungsanordnung für ein 12-Raupenfahrwerk nach Fig. 3 hervor. Bei der Lenkraupengruppe (7) treibt eine einzige Hydraulikpumpe (2) jeweils die Hydromotoren (1) der äußeren Raupen an und die andere Hydraulikumpe (2) die beiden Hydromotoren (1) der inneren Raupen.

Bei den beiden Festraupengruppen (6) treibt die eine Hydraulikpumpe (2) der rechten Festraupengruppe jeweils die Hydromotoren (1) der beiden äußersten Raupen jeder Gruppe an, die andere Hydraulikpumpe (2) der rechten Festraupengruppe die beiden Hydromotoren (1) der

P„ jeweils zweitäußersten Raupen.

Die eine Hydraulikpumpe (2) der linken Festraupengruppe treibt die Hydromotoren (1) der innersten Raupen jeder Gruppe und die andere Hydraulikpumpe (2) die beiden zweitinnersten Raupen der Festraupengruppen.

Die Verzweigungspunkte der Ölleitungen sind mit (5) gekennzeichnet. Die Ölleitungen gabeln sich also von einer Hydraulikpumpe (2) von zu den von ihr versorgten 3Q Hydromotoren (1) an beliebiger Stelle auf. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß auch bei Kuryenfahrt des Tagebau-Großgerätes alle Hydraulikpumpen für die Raupenfahrwerke die gleiche Hochdruckölmenge zu liefern haben, alle elektrischen Antriebsmotoren der

'

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Hydraulikpumpen untereinander gleiche Drehzahlen und Antriebsleistungen haben und die beiden Raupen, die von einer Hydraulikpumpe beliefert werden, gleiche Vortriebskräfte besitzen, vergleichbar mit einem elektrischen Differential des Standes der Technik, bei

dem mit in Reihe geschalteten Gleichstrommotoren gearbeitet wird.

Das Tagebau-Großgerät mit den neuerungsgemäßen Raupenfahrwerksantrieben weist daher ein ideales Kurvenfahrverhalten auf.

In Fig. 4 ist die Schaltungsanordnung bei einem 6-Raupenfahrwerk dargestellt. Es gibt hier zwei Lenkraupengruppen (7) mit je zwei Raupen und eine Festraupengruppe mit zwei Raupen. Ein Elektromotor (3) treibt zwei Hydraulikpumpen (2) an. Die eine Hydraulikpumpe (2) versorgt zwei Hydromotoren (1) der beiden Lenkraupengruppen (7) und eine Raupe der Festraupengruppe (6) mit Drucköl. Die andere Hydraulikpumpe (2) treibt die beiden anderen Hydromotoren (1) der Lenkraupengruppen (7) und den Hydromotor (1) der zweiten Raupe der Festraupengruppe (6) an.

Das dynamische Bremsen erfolgt bei dem neuerungsgemäßen

Antriebssystem in bekannter Weise in der Hauptsache durch die elektrischen Antriebsmotoren der Hydraulikpumpen. Es kann jedoch auch hydraulisch 3Q gebremst werden, wenn in den Hydrauliköl-Kreislauf (nicht dargestellte) Bremsventile eingebaut werden.

Die mechanischen Bremsen, vorzugsweise innerhalb einer Laterne vollkommen gekapselte Scheiben oder or Lamellenbremsen, dienen im Normalfall als statische Bremsen und nur ausnahmsweise als Notbremsen.

Claims (7)

Schutzansprüche:

1. Fahrantrieb für das Antriebsrad eines Raupenträgers an Tagebau-Großgeräten, beispielsweise Schaufelradbaggern, bestehend aus einem Antriebsmotor mit fliegend angeflanschtem Raupengetriebe, insbesondere Schnecken-Planetengetriebe mit zwei Eingangs-Wellenenden,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Antriebsmotor ein direkt oder über eine Laterne (10) an das Raupengetriebe (9) angeflanschter Hydromotor (1) ist, daß als Bremse (11) eine Scheiben- oder

_1C- Lamellenbremse auf der getriebeseitigen

Kupplungshälfte innerhalb der Laterne (10) oder auf dem zweiten Getriebe-Eingangswellenende angeordnet ist, wobei sich die Bremszange der Scheibenbremse (11) bzw. der stehende Teil der

P_ Lamellenbremse in der Laterne (10) bzw. an der Seite des zweiten Wellenendes in einem am Getriebegehäuse befestigten allseits geschlossenen Schutzkasten befindet,
daß die Versorgung des Hydromotors (1) mit Drucköl

„ durch eine von einem drehzahleinstellbaren Elektromotor (3) angetriebene Hydraulikpumpe (2) erfolgt, die an einem nicht der Verschmutzung ausgesetzten Platz (12) angeordnet ist.

2Q

2. Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Elektromotor (3) mehrere Hydraulikpumpen (2) antreibt.

3. Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektromotor (3) zwei Hydraulikpumpen (2) antreibt, in der Weise, daß an jedem Wellenende des Elektromotors (3) eine Hydraulikpumpe (2) angeordnet ist.

4. Fahrantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hydraulikpumpe (2) zwei Hydromotoren (1) antreibt, wobei jeweils der kurvenäußerste und der kurveninnerste Antrieb (1), ferner der zweitäußerste und der zweitinnerste Antrieb (1) usw. angetrieben ist.

5. Fahrantrieb nach mindestens einem der Ansprüche

bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß bei 3-Raupen-Fahrwerken die Hydromotoren (1) p_ von einer oder von drei Hydraulikpumpen (2) angetrieben werden und die Hydraulikpumpen (2) von nur einem Elektromotor (3) angetrieben werden.

6. Fahrantrieb nach mindestens einem der Ansprüche

^{bis 5}'

dadurch gekennzeichnet, daß das dynamische Bremsen des Fahrantriebes (1) durch die Elektro-Antriebsmotoren (3) der Hydraulikpumpen (2) erfolgt.

7. Fahrantrieb nach mindestens einem der Ansprüche

bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß das dynamische Bremsen des Fahrantriebes (1) 2g durch in dem Druckölkreislauf eingebaute Bremsventile erfolgt.