DE970430C

DE970430C - Device for generating amplified control movements using an auxiliary motor

Info

Publication number: DE970430C
Application number: DEO1729A
Authority: DE
Inventors: Martinus Busemann
Original assignee: O&K Orenstein and Koppel GmbH
Current assignee: CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Priority date: 1951-07-24
Filing date: 1951-07-24
Publication date: 1958-09-18

Description

Vorrichtung zur Erzeugung verstärkter Steuerbewegungen unter Verwendung eines Hilfsmotors Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung verstärkter Steuerbewegungen unter Verwendung eines Hilfsmotors, insbesonderefürSteuervorgänge bei Großfördergeräten, wie Baggern, Kabelbaggern, Löffelbaggern, Kranen od. dgl. Bei derartigen Geräten erfordert insbesondere das Bremsen und das Kuppeln bestimmter Bewegungsvorgänge, bei denen große Kräfte abgefangen bzw. übertragen werden sollen, Schwierigkeiten. Eine Steuerung derartiger Vorgänge in direktem Schaltgang von Hand ist nicht möglich. Es ist bekannt, <len Steuervorgang pneumatisch mit Preßluft oder Drucköl oder auch elektrisch anzutreiben. Die Verwendung von Preßluft hat den Nachteil, daß sich Luftfeuchtigkeit in den Leitungen absetzen kann, wobei das Wasser, beispielsweise bei Frost und insbesondere bei kleinen Drosselquerschnitten, Störungen verursachen kann. Die Verwendung von Drucköl hat vornehmlich bei größeren Entfernungen wegen der Trägheit des (51s Nachteile. Zur elektrischen Steuerung ist bereits vorgeschlagen worden, die Steuerbewegungen durch ein mit einem Motor festverbundenes Getriebe zu erzeugen, wobei der Motor zur Einleitung der Steuerbewegung eingeschaltet und am Ende der Steuerbewegung abgeschaltet wird. Eine derartige Steuerung geht verhältnismäßig langsam vor sich und ist demzufolge nachteilig, wenn häufige und schnelle Schaltungen hintereinander ausgeführt werden sollen.Device for generating amplified control movements using of an auxiliary engine The invention relates to a device for generating amplified Control movements using an auxiliary motor, especially for control operations for large conveyor devices such as excavators, cable excavators, backhoe excavators, cranes or the like. In such devices, braking and coupling in particular require certain Movement processes in which large forces are to be intercepted or transmitted, Trouble. A control of such processes in direct gear by hand can not. It is known that the control process is pneumatic with compressed air or pressurized oil or to be driven electrically. The use of compressed air has the Disadvantage that humidity can settle in the pipes, whereby the water, for example in frost and especially with small throttle cross-sections, disturbances can cause. The use of pressurized oil is mainly useful for longer distances Disadvantages because of the inertia of the (51s. For electrical control has already been proposed the control movements by a gear unit firmly connected to a motor to generate, with the motor switched on to initiate the control movement and is switched off at the end of the control movement. Such a control works relatively slowly and is consequently disadvantageous if frequent and fast switching operations should be executed one after the other.

Die Erfindung erstrebt einen Antrieb zur Erzeugung einer Steuerbewegung, der den Nachteil der geschilderten Ausführungsform nicht besitzt. Die Erfindung besteht darin, daß als Hilfsmotor ein mit dem Antrieb für die Steuerglieder kuppelbarer elektrischer Durchziehmotor vorgesehen ist. Der Motor ist ständig eingeschaltet und läuft, solange die Steuerbewegung nicht eingeschaltet wird, leer in einer Richtung um. Zur Erzeugung der Steuerbewegung wird der Motor mit dem Antrieb gekuppelt, der von dem umlaufenden Motor in geringer Zeit bewegt wird. Am Ende der Steuerbewegung bleibt der Motor unter Spannung stehen. Unter Durchziehmotor wird dabei ein Motor verstanden, der so ausgebildet ist, daß er unter ständiger Abgabe eines Drehmoments bei Stillstand die überschüssige Wärme abgibt, ohne Schaden zu leiden. Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß einerseits das benötigte Drehmoment dauernd zur Verfügung steht und andererseits auch im Sinne einer Sicherung der durchgeführten Steuerbewegung beibehalten wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß keine übermäßigen Abnutzungen auftreten.The invention seeks a drive for generating a control movement, which does not have the disadvantage of the embodiment described. the invention consists in the fact that an auxiliary motor can be coupled to the drive for the control members electric pull-through motor is provided. The motor is always on and runs empty in one direction as long as the control movement is not switched on around. To generate the control movement, the motor is coupled to the drive, the is moved by the rotating motor in a short time. At the end of the tax movement the motor remains under voltage. A motor is called a pull-through motor understood, which is designed so that it is constantly releasing a torque when it comes to a standstill, it emits excess heat without suffering any damage. The device according to the invention has the advantage that on the one hand the required torque is permanent is available and on the other hand also in the sense of a backup of the carried out Tax movement is maintained. Another advantage is that there are no excessive Wear and tear occur.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung können zur Abnahme mehrerer Steuerbewegungen von einem Durchziehmotor mehrere mit diesem abwechselnd kuppelbare Antriebe vorgesehen sein. Zur Erzeugung zweier entgegengesetzt gerichteter Steuerbewegungen kann der Antrieb als Wechsel-, vorzugsweise als Wendegetriebe ausgebildet sein. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn zwei zueinander entgegengesetzt gerichtete Steuerbewegungen von einem Antrieb, wie z. B. einer Steuerscheibe, abgenommen werden sollen.According to a further embodiment of the invention, several Control movements from a pull-through motor several can be alternately coupled to this Drives may be provided. To generate two oppositely directed steering movements the drive can be designed as a change gear, preferably as a reversing gear. This is particularly advantageous when two oppositely directed Control movements from a drive, such as. B. a control disk can be removed should.

Die Kupplung zwischen dem Durchziehmotor und dem Antrieb bzw. dem Wechsel- oder Wendegetriebe kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Sie kann durch Hand oder auch pneumatisch oder elektrisch, vorzugsweise durch elektrohydraulische Hubgeräte, gesteuert werden. In den letzteren Fällen hat die Bedienungsperson nur einen Druckknopf bzw. einen Schalter zu betätigen.The coupling between the pull-through motor and the drive or the Change gears or reversing gears can be done in different ways. she can by hand or also pneumatically or electrically, preferably by electro-hydraulic Lifting devices, are controlled. In the latter cases the operator only has to operate a push button or switch.

Die Kupplung zwischen dem Durchziehmotor und dem Steuerungsantrieb kann mit einer in Öffnungsrichtung wirkenden Feder versehen sein. Bei Verwendung eines Wende- bzw. Wechselgetriebes können eine oder zwei in Öffnungsrichtung wirkende Federn vorgesehen sein, wobei deren Stellung durch Anschläge bei geöffneter Kupplung vorzugsweise begrenzt ist.The coupling between the pull-through motor and the control drive can be provided with a spring acting in the opening direction. Using a reversing or change gear can have one or two acting in the opening direction Springs may be provided, the position of which is determined by stops when the clutch is open is preferably limited.

Zwischen dem Durchziehmotor und der Kupplung kann eine das zu übertragende Drehmoment begrenzende zweite Kupplung, wie Flüssigkeits-, Luft-oder Reibungskupplung od. dgl., eingeschaltet sein, die als zusätzliche Sicherung des Durchziehmotors bei Spannungsspitzen vor Überlastungen .dient. In diesem Falle kann der Motor nach Beendigung der Steuerbewegung - also wenn der Antrieb stillsteht - ausnahmsweise weiterlaufen, wobei die Kupplung ständig ein bestimmtes Drehmoment überträgt, das den beendeten Steuervorgang in seiner Endlage hält. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß der Motor bei Spannungsspitzen nicht überlastet wird und nicht ausfällt und daß andererseits auch in einem solchen Falle die Steuerlage eingeschaltet bleibt. Die Kupplung nach der Erfindung kann vorteilhaft zur Steuerung der Hubwinde und Löffelvorschubwinde des Löffelbaggers verwendet werden, wie an Hand des folgenden Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert wird. Die Kupplung kann weiterhin vorteilhaft zur Steuerung des Windenantriebes von Kabelbaggern verwendet werden.Between the pull-through motor and the coupling there can be a Torque-limiting second clutch, such as a fluid, air or friction clutch Od. The like., Be switched on, as an additional backup of the pull-through motor in the event of voltage peaks before overloads. In this case the motor can after Termination of the control movement - i.e. when the drive is at a standstill - as an exception continue to run, with the clutch constantly transmitting a certain torque that holds the completed control process in its end position. This has the advantage of that the motor is not overloaded and does not fail in the event of voltage peaks and that, on the other hand, the tax position remains switched on even in such a case. The coupling according to the invention can be advantageous for controlling the hoist winch and Backhoe bucket jack can be used as shown in the following Embodiment is explained in detail. The coupling can also be advantageous can be used to control the winch drive of cable excavators.

Es ist bereits eine Steuerungseinrichtung für elektrische Maschinen bekannt, bei welcher der Regler im Stromkreis der Maschine durch einen über einen besonderen Hilfsstromkreis gespeisten Hilfsmotor verstellt wird. Dabei entspricht jeder Stellung des Handsteuerschalters für den Hilfsmotor eine bestimmte Stellung des Hauptreglers dadurch, daß dem eingestellten Drehmoment des Hilfsmotors ein sich in Abhängigkeit von der Stellung des Hauptreglers stetig änderndes Drehmoment das Gleichgewicht hält.It is already a control device for electrical machines known, in which the controller in the circuit of the machine by a via a special auxiliary circuit powered auxiliary motor is adjusted. This corresponds to Each position of the manual control switch for the auxiliary motor has a specific position of the main controller in that the set torque of the auxiliary motor is a continuously changing torque depending on the position of the main regulator Keeping balance.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Verminderung der Schaltkräfte bei durch Hebel zu bedienenden Getrieben für Kraftübertragungen bekannt, bei der zwischen dem Bedienungsschalthebel und dem zu schaltenden Getriebe ein Reibungsgetriebe eingeschaltet ist, das aus einer ständig umlaufenden Reibungsscheibe mit einem Reibband besteht, dessen eines Ende an einem Winkel angelenkt ist, der mit dem zu betätigenden Schaltgetriebe in Verbindung steht, während das andere Ende des Reibbandes unter Zwischenfügung eines Klapphebels an den Bedienungshandhebel angeschlossen ist. Diese Vorrichtungen haben den Nachteil einer ständigen Reibung im Reibungsgetriebe.A device for reducing the shifting forces is also included known by lever-operated gears for power transmissions, in which between the operating shift lever and the gear to be shifted a friction gear switched on which consists of a continuously rotating friction disc with a friction belt, one end of which is articulated at an angle that corresponds to the gearbox to be operated is in connection, while the other end of the friction band is interposed a folding lever is connected to the operating lever. These devices have the disadvantage of constant friction in the friction gear.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung an Hand eines Antriebs der Löffelvorschubwinde eines Löffelbaggers dargestellt, und zwar zeigt Abb. I eine Seitenansicht der Gesamtanordnung, Abb. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung, Abb.3 eine Ansicht der Steuerscheibe in Richtung A der Abb. 2, Abb. 4. einen Schnitt entlang der Linie a-a der Abb). I, Abb.5 einen Schnitt entlang der Linie b-b der Abb. 2 und Abb. 6 einen Schnitt entsprechend Abb. 4.In the drawing, an embodiment of the invention is based on a Shown drive the bucket feed winch of a backhoe, namely shows Fig. I is a side view of the overall arrangement, Fig. 2 is a plan view of the arrangement, Fig.3 a view of the control disk in direction A of Fig. 2, Fig. 4. a section along the line a-a of Fig). I, Fig.5 a section along the line b-b of the Fig. 2 and Fig. 6 show a section corresponding to Fig. 4.

In Abb. i und 2 sind .Bremsbänder i und 2 dargestellt, die auf Bremsscheiben 3 und 4. arbeiten. Diese Bremsscheiben können Bremsen der Trommeln sein. Die Bremsscheiben können aber auch mit Differential- oder Planetengetrieben verbunden sein, wobei beim Anhalten der Bremsen die Getriebeträger als Kupplungsmittel dienen. Das eine Ende der Bremsbänder i und 2 ist als Festpunkt an dein Lager 6 befestigt, während das andere Ende mit den Bolzen 7 der Winkelhebel 8 bzw. 9 spannbar verbunden ist. Die Winkelhebel 8 und 9 sind um die Lager 6 schwenkbar, die in der Stützkonstruktion io befestigt sind. An dem freien Ende sind an den Winkelhebeln 8 und 9 gelenkig die Zugstangen i i und 12 angelenkt (vgl. Abb. 3). Diese greifen in den Gelenkpunkten 13 und 14 an die Steuerscheibe 15 an. Die Steuerscheibe 15 ist auf der Achse 16 (vgl. Abb. 4 und 5) aufgekeilt, die das Zahnrad 17 trägt. Dieses kämmt mit dem Ritzel 18 (vgl. Abb. 4), das auf der Schaltwelle i9 sitzt. Diese Welle ist beidseitig in den Kugellagern 20 in dem Gehäuse 21 gelagert. Auf der Welle i9 sitzt, mit Nut und Feder kraftschlüssig mit ihr verbunden, die verschiebbare Hohlwelle 22, die auf beiden Seiten Kupplungslamellen 23 und 24 trägt. Diese Kupplungslamellen haben Gegenstücke in den frei auf der Steuerwelle i9 laufenden Zahnrädern 25 und 26, die mit den Ritzeln 27 und 28 kämmen. Diese sitzen auf den geteilten Achsen 29 und 3o, die über die Kegelräder 31 von dem Kegelritzel 32 von dem Durchziehmotor 33 angetrieben werden. Auf der Hohlwelle 22 sitzt der Schaltring 34, der über den Hebel 35 gesteuert wird. Dieser Hebel 35 ist über die Achse 36 mit dem Hebel 37 verbunden, von dem das Gestänge 38 zu dem Doppelhebel 39 führt. An den beiden Enden des Doppelhebels 39 greifen die Gestänge 40 und 41 an, an deren Enden die Pedale bzw. Handhebel bzw. elektrohydraulische Druckgeräte, wie z. B. Eldro-Lüfter, 42 und 43 sitzen. An dem Doppelhebel 39 greift weiterhin eine Rückholfeder 44 an, die das Bestreben hat, die Kupplung auszurücken, d. h. den Schaltring 34 so zu verschieben, daß die Hohlachse 22 weder über die Kupplung 23 noch über die Kupplung 24 mit den Zahnrädern 25 oder 26 gekuppelt ist.In Fig. I and 2 .Brake bands i and 2 are shown, which are on brake discs 3 and 4. work. These brake disks can be brakes for the drums. The brake discs but can also be connected to differential or planetary gears, whereby when the brakes are stopped, the transmission mounts serve as clutch means. The one The end of the brake bands i and 2 is attached as a fixed point to your bearing 6 while the other end is connected to the bolt 7 of the angle lever 8 and 9 so that it can be clamped. The angle levers 8 and 9 are pivotable about the bearings 6 in the support structure io are attached. At the free end 8 and 9 are articulated on the angle levers the tie rods i i and 12 are articulated (see Fig. 3). These grip the points of articulation 13 and 14 to the control disk 15. The control disk 15 is on the axis 16 (see. Fig. 4 and 5) that the gear 17 carries. This meshes with the pinion 18 (see Fig. 4), which sits on the shift shaft i9. This wave is mounted on both sides in the ball bearings 20 in the housing 21. On the wave i9 sits, positively connected to it with tongue and groove, the sliding hollow shaft 22, which carries clutch plates 23 and 24 on both sides. These clutch plates have counterparts in the gears 25 and 26 that mesh with pinions 27 and 28. These sit on the split axles 29 and 3o, via the bevel gears 31 from the bevel pinion 32 from the pull-through motor 33 are driven. On the hollow shaft 22 sits the switching ring 34, which over the Lever 35 is controlled. This lever 35 is connected to the lever 37 via the axis 36 connected, from which the linkage 38 leads to the double lever 39. At both ends of the double lever 39 engage the rods 40 and 41, at the ends of which the pedals or hand levers or electrohydraulic pressure devices, such as. B. Eldro fan, 42 and 43 sit. A return spring 44 continues to act on the double lever 39, which seeks to disengage the clutch, d. H. to move the switching ring 34 so that that the hollow axle 22 neither via the coupling 23 nor via the coupling 24 with the Gears 25 or 26 is coupled.

Die neue Steuervorrichtung arbeitet folgendermaßen: Der Durchziehmotor 33 steht dauernd unter Spannung. In der Mittelstellung sind die Kupplungen 23 und 24 ausgerückt. Die Steuerscheibe 15 befindet sich in der in Abb. 3 dargestellten Lage. In dieser Lage sind die beiden Bremsbänder i und 2 gelockert. Die Bremsscheiben 3 und 4 können frei umlaufen. Der Durchziehmotor 33 läuft ebenfalls frei um und treibt die beiden zueinander entgegengesetzt umlaufenden Räder 25 und 26 an. Wenn eine der Bremsen eingerückt werden soll, wird durch Niederdrücken des Pedals 42 der Schaltring 34 beispielsweise so bewegt, daß die Kupplung 23 zum Eingriff kommt. Dadurch wird die Drehbewegung des Stirnrades 25 über die Hohlwelle 22 auf das Ritzel 18 und damit über das Stirnrad 17 auf die Steuerscheibe 15 übertragen. Diese bewegt sich in der Richtung des Pfeiles 45. Dadurch wird die Zugstange angehoben und die zugehörige Bremse 3 angezogen. Da die Steuerscheibe sich nicht weiterbewegen kann, bleibt der Durchziehmotor 33 stehen. Fr ist so ausgelegt, daß er unter ständiger Übertragung seines Drehmomentes die Bremse 3 in angezogenem Zustand hält, ohne daß der Motor übermäßig warm wird. Soll die Bremse gelöst werden, läßt die Bedienungsperson den Schalthebel 42 los. Die Feder 44 rückt das Schaltgestänge in die Mittellage, so daß die Kupplung 23 gelöst wird.The new control device works as follows: The pull-through motor 33 is constantly under tension. In the middle position, the clutches 23 and 24 are disengaged. The control disk 15 is in the position shown in FIG. In this position the two brake bands i and 2 are loosened. The brake disks 3 and 4 can rotate freely. The pull-through motor 33 also rotates freely and drives the two wheels 25 and 26 rotating in opposite directions. If one of the brakes is to be applied, the switching ring 34 is moved by depressing the pedal 42, for example, so that the clutch 23 comes into engagement. As a result, the rotary movement of the spur gear 25 is transmitted via the hollow shaft 22 to the pinion 18 and thus via the spur gear 17 to the control disk 15 . This moves in the direction of arrow 45. As a result, the pull rod is raised and the associated brake 3 is applied. Since the control disk cannot move any further, the pull-through motor 33 stops. Fr is designed so that it keeps the brake 3 in the applied state with constant transmission of its torque, without the engine becoming excessively warm. If the brake is to be released, the operator lets go of the shift lever 42. The spring 44 moves the shift linkage into the central position, so that the clutch 23 is released.

Soll die Bremse 4 angezogen werden, betätigt die Bedienungsperson den Hebel 43. Dabei wird in analoger Weise die Kupplung 24 eingerückt, so daß das entgegengesetzt zum Stirnrad 25 umlaufende Stirnrad 26 in Eingriff kommt. Dadurch wird dann die Steuerscheibe 15 in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil 45 bewegt, so daß über die Zugstange 12 die Bremse 4 angezogen wird. Beim Loslösen des Hebels 43 drückt die Feder 44 die Kupplung in die Mittelstellung, so daß beide Bremsen gelöst sind.If the brake 4 is to be applied, the operator actuates the lever 43. The clutch 24 is engaged in an analogous manner, so that the opposite to the spur gear 25 revolving spur gear 26 comes into engagement. Through this the control disk 15 is then moved in the opposite direction to arrow 45, so that the brake 4 is applied via the tie rod 12. When releasing the lever 43, the spring 44 pushes the clutch into the middle position, so that both brakes are resolved.

An den Winkelhebeln 8 kann eine Rückholfeder46 angreifen, die die gelösten Bremsen lockert. Das Steuergetriebe für die Kupplung kann an Stelle des dargestellten Wendegetriebes auch in anderer Form ausgebildet sein.A return spring46 can act on the angle levers 8, which the released brakes loosens. The control gear for the clutch can be used in place of the The reversing gear shown can also be designed in a different form.

Abb. 6 zeigt eine Ausführungsform entsprechend Abb.4, bei der zwischen dem Durchziehmotor 33 und dem Kegelritzel 32 eine Kupplung 47 eingeschaltet ist, die das zu übertragende Drehmoment begrenzt und dazu dient, den Durchziehmotor bei Spannungsspitzen zusätzlich vor Überlastungen zu sichern. Als derartige Kupplung kann eine Flüssigkeits-, Luft- oder Reibungskupplung dienen, die so ausgelegt ist, daß sie bis zu einem bestimmten Drehmoment die Antriebskraft des Motors 33 auf das Ritzel 32 überträgt und das Ritzel 32 in der Lage festhält. Der Motor 33 läuft dann weiter. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß der Motor nicht überlastet wird.Fig. 6 shows an embodiment according to Fig.4, in which between the pull-through motor 33 and the bevel pinion 32 a clutch 47 is switched on, which limits the torque to be transmitted and serves to help the pull-through motor To protect voltage peaks from overloads. As such a coupling A fluid, air or friction clutch can be used which is designed in such a way that that they up to a certain torque, the driving force of the motor 33 on the Pinion 32 transmits and the pinion 32 holds the position. The motor 33 then runs Further. This has the advantage that the motor is not overloaded.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for generating amplified control movements using an auxiliary motor, in particular for control processes in large conveyor devices, such as excavators, cable excavators, cranes or the like., characterized in that as an auxiliary motor an electric pull-through motor that can be coupled to the drive for the control elements (33) is provided.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that to take several control movements from a pull-through motor (33) several with This alternately couplable drives are provided.

3. Apparatus according to claim i for generating two oppositely directed control movements, characterized in that, that the drive is designed as a change gear, preferably as a reversing gear (2i to 32) is.

4. Device according to one of claims i to 3, characterized in that the coupling between the pull-through motor and drive or change or reversing gear is pneumatically controlled.

5. Device according to one of claims i to 3, characterized marked that the coupling between the pull-through motor and drive or alternating or reversing gear electrically, preferably by means of electro-hydraulic lifting devices, is controlled.

6. Device according to one of claims i to 5, characterized in that that the coupling (23, 24) between the pull-through motor (33) and the drive or or reversing gears (2i to 34) with one or more acting in the opening direction Springs (44) is provided.

7. Device according to one of claims i to 6, characterized marked that for backup of the pull-through motor (33) between this and the clutch a second clutch limiting the torque to be transmitted (47), such as fluid, air, friction clutch or the like. Is switched on. B.

Use of devices according to one of claims 1 to 7 for controlling the Winches, especially the lifting and bucket preschool winches, of backhoe excavators.

9. Use of a device according to one of claims I to 7 for controlling the winch drives of cable excavators. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 285 102, 483 153; German utility model I 3II 763; Printed matter no. 4I4 from Menck & Hambrock GmbH