SE463976B - Skyddsanordning vid rotatoraggregat - Google Patents

Description

465 976 att den utsättes för stora rotationskrafter genom grävmaskins- I 2 armens rörelse eller genom andra yttre krafter exempelvis från nedfallande stenblock eller jordmassor. Det har därvid visat sig svårt att så dimensionera vridmekanismen att den ej skadas när sådana stora krafter uppkommer. Att dimensionera aggregatet för sådana tillfälligtvis uppträdande, mycket stora krafter är möjligt vid huset och aggregatets fästanordningar, men skulle vid drivmekanismen betyda att den, för att motstå sådana krafter, samtidigt måste dimensioneras för motsvarande drivkrafter, vilket skulle vara oekonomiskt. Drivmekanismen vid rotatoraggregat av nämnda slaget är således en känslig del av detsamma och denna känslighet är svår att eliminera med rimliga insatser.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkomma en skyddsanordning, som skyddar vridmedkanismen vid ett rotator- aggregat även vid mycket stora, opåräkande belastningar utan att därför en avsevärt kraftig dimensionering behöver tillgripas.

Uppfinningens ändamål uppnås genom att utföra skyddsanordningen med de kännetecken, som framgår av patentkrav 1.

På bifogade ritningar visas en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 1 visar därvid en översiktlig vy av ett rotatoraggregat enligt uppfinningen tillsammans med dess fäste vid en gräv- maskinsarm och den av aggregatet uppburna grävskopan; fig 2 visar en perspektivvy av aggregatet, vars hus är delvis avlägsnat för att visa de inre delarna; och fig 3 visar aggregatet schematiskt med dess hydraulutrustning.

Enligt fig l uppvisar en grävmaskinsarm 1 vid sin yttre ände ett fäste 2, vilket är svängbart i förhållande till armen 1 medelst ett länksystem 3, och en hydraylcylinder 4. Armen 1 är rörlig i sin helhet och här förutsättes att den armen uppbärande maskinen är en grävmaskin av sedvanligt utförande. Fästet 2 uppbär ett rotatoraggregat 5 utfört enligt uppfinningen, vilket i fig 1 har formen av ett hus 6, på dess översida fästorgan 7, vilka är anslutna till grävmakinsarmens fäste 2 samt en utgående axelkop- pling 8. På axelkopplingen 8 är en grävskopa 9 fastsatt. 463 976 Rotatoraggregatet 5 innefattar i huset 6 en hydrauliskt driven rotationsmekanism, som förmår rotera den utgående kopplingen 8 och därmed grävskopan 9 i förhållande till huset 6 och därmed även till grävmaskinsarmen 1. Den nämnda drivmekanismen förutsät- tes här drivas hydrauliskt, vilket antydes genom två slangar 10 i fig 1. Dessa slangar är anslutna till en hydraulpump såsom skall beskrivas i det följande.

I fig 2 visas rotatoraggregatet 5 med dess hus 6. Även den utgående kopplingen 8 för fastsättning av grävskopan framgår och visas här uppåtvänd. Huset 6 är visat delvis öppnat, så att vridmekanismen till stor del framgår.

Nämnda vridmekanism innefattar vid sidan av den utgående kopplingen 8 ej visade lager för densamma samt ett till densamma anslutet snäckhjul 12. Snäckhjulet 12 befinner sig i ingrepp med en snäckskruv 13, vilken är förenad med ett cylindriskt kugghjul 14. Snäckskruven 13 och kugghjulet 14 uppbäres av en axel 15, vilken vid sina båda ändar är lagrad i lager 16 och 17. Dessa lager är fastsatta i huset 6 liksom de nämnda lagringsanord- ningarna för det utgående axelsystemet 11.

I huset är vid sidan av axeln 15 fastsatt en reverserbar hydraulisk motor 20, vars utgående axel uppbär ett cylindriskt kugghjul 21, vilket är ingrepp med kugghjulet 14 för drivning av snäckskruven 13. Den hydrauliska motorn är via slangar 22 förenad med ett försörjningssystem 23 för hydraulvätska, vilket är anslutet till den nämnda hydraulpumpen medelst de i fig 1 visade slangarna 10, vilka i fig 2 befinner sig på bortre sidan av huset bortre vägg, varför de ej framgår.

Axeln 15 tillsammans med snäckskruven 13 och kugghjulet 14 är rörlig i sin axialriktning i lagren 16 och 17. Den påverkas i båda riktningarna av brickfjädrar 25 (endast den ena axeländens fjädrar visas) med stor fjäderskraft att inta ett mittre normalläge. Fjäderkrafterna är därvid så anpassade att detta 463 976 4 normalläge intas hela tiden, som drivmekanismen endast utsättes för de krafter, den är dimensionerad att uppta. Dessa krafter utgöres av vridmoment mot den utgående kopplingen 8, vilka via snäckhjulet 12 och snäckskruven 13 omvandlas till axialkrafter på ' axeln 15 genom att snäckaxeln är självhämmande. Det är således dessa axialkrafter som motverkas genom bríckfjädrarnas fjäder- kraft. Axeln är ansluten till känselorgan, som avkänner om dess läge i axialriktningen avviker från nämnda normalläge och om så sker förmedlar styrimpulser till försörjningsanordningen 23 för hydraulvätska till motorn 20. De båda kugghjulen 14 och 21 tillåter nämnda axialrörelse genom att kugghjulen 14, 21 är cylindriska.

I fig 3 visas schematiskt huvuddelen av de i samband med beskriv- ningen av fig 2 nämnda delarna. Dessutom visas schematiskt brickfjädrarna 25, vilka således strävar att hålla axeln 15 i det nämnda normalläget, och dessutom det nämnda känselorganet för axeln 15 i form av en kring en axel 26 svängbar stång 27.

Detaljerat visas försörjningsanordningen 23 för hydraulvätska.

Därvid framgår att den innefattar två ventiler 28 och 29 från vilka ledningarna 22 till hydraulmotorn 20 utgår.

Dessa ventiler är manövrerbara medelst svängning av stángens 27 yttre ände. Man erhåller härmed tre manöverlägen för ventilerna: normalläge när axeln 15 hålles i mittläge medelst brickfjädrarna 25, ett första pâverkningsläge, när axeln 15 rört sig uppåt (sett i fig 3) och svängt stângens yttre ände uppåt, samt ett andra pâverkningsläge, när axeln 15 rört sig nedåt sett i fig 3 och stångens yttre ände i samma riktning.

Ventilerna 28 och 29 är anslutna till den nämnda hydraulpumpen, som betecknas med 32, och till en hydraulvätskesump 33 via en omkastningsventil 34. Omkastningsventilen 34 är anordnad att manövreras av en operatör, som sköter utrustningen och som härigenom kan åstadkomma rotation medelst aggregatet i önskad riktning. Ventilerna 28 och 29 såväl som pumpen 32 är anslutna till en tryckackumulator 35, vilken på de två sidorna av ett membram 36 har ett vätskerum 37 repektive ett luftrum 38. Det är 463 976 5 vätskerummet 37, som är anslutet till ventilerna 28, 29 och till pumpen 32. Detta sker via en ledning 40 med en ventil 41, vilken är anordnad att manövreras mellan öppet och stängt läge av en tryckkännare 42, som är ansluten till luftrummet 38.

Så länge vridmomentet mot det utgående axelsystemet 11 under- stiger ett förutbestämt värde, som är anpassat till vridanord- níngens dimensionering, intar axeln 15 normallläge och stången 27 ett mittläge i vilket det båda ventilerna 28 och 29 intar sina första manöverlägen. I dessa lämnar de fritt genomlopp för hydraulvätska från omkastningsventílen 34 och till hydraulmotorn 20 via ledningarna 22. Ackumulatorn 35 har i detta läge ej någon funktion. I beroende av omkastningsventilens 34 läge kommer den ena av ledningarna 22 att vara ansluten till hydraulpumpen 32 och den andra till hydraulvätskesumpen 33. Därvid vrides motorns 20 utgående axel i en bestämd riktning. I ett motsatt manöverläge hos omkastningsventilen 34 är ledningarnas 22 anslutning den mots*'ta och motorn drives i den andra riktningen. I ett neutialläge är omkastningsventilen sluten och hydraulmotorn bromsad genom den instängda vätskan. Pumpen måste därvid vara stoppad eller avlastad till vätskesumpen 33. Genom hydraulmotorns rörelse på nämnt sätt i de båda riktningarna kommer den via kugghjulen 21 och 14 att vrida axeln 15 och därmed snäckskruven 13 samt via snäckhjulet 12 det utgående axelsystemet med dess utgående koppling 8. Denna vridning i förhållande till huset 6 innebär att grävskopan 9 vrides i förhållande till grävmaskine- armen 1. Om omkastningsventilen 34 ställes i neutralläge fasthålles drivanordningen i det intagna läget genom det instängda vätsketrycket.

Skulle det utgående axelsystemet 11 utsättas för vridmoment utöver det förutbestämda värdet kommer brickfjädrarna 25 genom sin dimensionering att tillåta att axeln 15 förskjutes axiellt i endera riktningen. Vid denna förskjutning kommer den ena av ventilerna 28 och 29 därvid att påverkas, så att den ansluter sin respektive ledning 22 och därmed motsvarande motorsida till ackumulatorns 35 vätskerum 37, medan förbindelsen med pumpen 32 vid avkastningsventilen 34 brytes, varvid pumpen kan behöva 465 976 6 avlastas till vätskesumpen 33. Den andra ventilen påverkas däremot att ställa sin respektive ledning 22 i förbindelse med vätskesumpen 33. Denna koppling innebär att motorns förstnämnda sida sättes under tryck från ackumulatorn 35, medan dess andra sida tryckavlastas till vätskesumpen 33. Detta innebär att motorn drives i bestämd riktning genom trycket från ackumulatorn. Denna vridriktning innebär att den utgående kopplingen 8 vrides i den riktning, i vilken den påverkas av momentet. Med andra ord kommer grävskopan att “vika undan" för den påverkande kraften och härigenom hälla momentpåverkan under det förutbestämda värdet.

Härigenom skyddas drivmekanismen och utrustningen i övrigt för haverier och med allt för stor kraftpåverkan.

Ventílerna är så anpassade till sin manöverfunktion, att en rörelse hos stången i en riktning, som motsvarar ett moment mot kopplingen 8 i en första riktning, ger sådan anslutning att motorns 20 vridning sker i denna riktning och vice versa. Den nämnda vridningen sker så länge det onormala momentet kvarstår och axeln 15 således är förskjuten. Emellertid har ackumulatorn 35 en begränsad avgivningsvolym från vätskerummet 37. Trycket i detta åstadkommes genom mottrycket av komprimerad luft i luftrummet 38, vilket genom utsläpp av hydraulvätska minskar.

Genom att emellertid trycket i luftrummet 38 kontrolleras genom tryckkännaren 42, kan utströmmande hydraulvätska ersättas genom att ventilen vid sjunkande tryck i luftrummet ansluter vätsekrum- met 37 till pumpen 32, som ersätter den utströmmande vätskan.

I och för sig kunde Ventílerna 28, 29 vara anslutna till pumpen 32 utan ackumulatorn 35 och man skulle ändock så länge pumpen avgav tryckvätska erhålla den beskrivna funktionen. Detta system innebär en förenkling i förhållande till det beskrivna genom att ackumulatorn 35 bortfaller, och är en tillämpning, som även den ligger inom uppfinníngens ram. Om man emellertid kan räkna med att utrustningen kan komma att utsättas för nämnda stora moment även när pumpen ej är i drift, exempelvis genom nedfallande block eller massor när utrustningen ej köres, kommer man genom ackumulatorns funktion att erhålla nämnda undanrörelese även i sådana situationer. I ett sådant fall erhåller man ej nämnda f; 465 976 7 kompensation för utrströmmande vätska förrän pumpen 32 startas.

Genom lämplig dimensionering av ackumulatorn kan man dock få en tilltäckligt stor undanvridning för att skydda medkanismen för överbelastning vid alla förutsebara fall.

Inom ramen för uppfinningen kan utförande modifieras i förhål- lande till det beskrivna utföringsexemplet. Sålunda kan andra ventilkopplingar tänkas inom ramen för den förutsedda funktionen: att vridning av det utgående axelsystemet skall ske i den riktning, som påverkas av onormala moment. Anordningen kan även tillämpas vid andra styrsystem än det beskrivna mekaniska- hydrauliska, exempelvis med elektriska manöverorgan, liksom vid andra drivsystem än hydrauliska, exempelvis elektriska. Såsom nämnts inledningsvis är ett rotatoraggregat av det slag, till vilket uppfinningen hänför sig, ej bundet till användning tillsammans med grävskopor utan även annan utrustning kan vara ansluten.

Claims (3)

463 976 PATENTKRAV

1. Skyddsanordning vid rotatoraggregat särskilt sådana, som är avsedda för rotation av grävskopor, med aggregatet innefattande ett hus (6) och en utgående axel (8), en motor, företrädesvis en hydraulmotor (20), kopplad till en drivkälla (32, 35) för drivning av den utgående axeln i förhållande till huset, samt mellan motorn och den utgående axeln en växel (12, 13), varvid i växeln (12, 13), som företrädesvis är av självhämmande slag såsom en snäckväxel, är för ett kraftöver- förande element (13) , vid en snäckväxel företrädesvis dess snäckskruv, anordnat en upphängningsanordning (15, 16) för elementet (13), vilken är inrättad att tillåta rörelse hos elementet under påverkan av krafter i växeln, och en fjäderan- ordning (25) är anordnad att upp till en viss nivå kraftpå- verkan hàlla elementet i ett normallàge, men att vid översti- gande av sagda nivå för' kraftpåverkan i endera riktningen tillåta elementet att inta från normalläget avvikande påverkningslägen, med ett kânselorgan (27) anordnat att avkänna elementets läge, och att påverka en styranordning (23) som är ansluten till motorn och kopplad till kånselorganet (27), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att styranordningen (23) är anordnad att under påverkan från kånselorganet (27) i endera riktningen 'vid kraftpåverkan över sagda nivå. koppla motorn (20) till drivmedelskällan (32, 35) för rotation i den riktning, som kraftpåverkan uppvisar, så att vid kraftpåverkan mot den utgående axeln relativt huset densamma vrider sig i den riktning, som kraftpåverkan uppvisar intill dess en sådan medrotation har skett, att sagda kraftpåverkningsnivá under- skrides och känselorganet återgår till normalläget.

2. Skyddsanordning enligt patentkrav 1” k ä n n e t e c k- n a d d ä r a v, att drivkällan för motorn, som är en hydraulmotor (20), utgöres dels av en hydraulpump (32) och dels en hydraulisk tryckackumulator (35), att hydraulmotorn är anordnad att uppladda ackumulatorn vid sin drift förutom att 465 976 driva hydraulmotorn, och att ackumulatorn är anordnad att driva hydraulmotorn genom urladdning av ackumulatorns uppladdade tryck, så att den. utgör en reservdrivkälla för hydraulmotorns drift om hydraulpumpen ej avger något tryck när sagda kraftpàverkningsnivå föreligger och känselorganet (27) därvid är fört ur sitt normalläge, varigenom erhålles upprätthållande av skyddsverkan även vid stillestànd för hydraulpumpen.

3. Skyddanordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e- t e c k n a d d ä r a v, att sagda kraftöverförande element, som är en snäckskruv (13) i en snäckväxel, är axiellt förskjutbar i sina, för skruvens rotation anordnade lager (15, 16) mot verkan av sagda fjäderanordning (25), och att känselorganet (27) är kopplat till snäckskruven på sådant sätt, att den deltar i dess axialrörelse vid påverkan över sagda kraftpåverkningsnivå och anordnat att därvid påverka styranordningen (23).