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Hydraulisches Steuersystem für einen Haspel Die Erfindung betrifft
ein hydraulisches Steuersystem für einen Haspel, insbesondere für Überkopfschaufellader,
mit einer Pumpe, einer Bremse und einem Zweiganggetriebe mit einer an einem Antriebsmotor
anschließbaren Antriebswelle und einer mit dem Haspel zu verbindenden Abtriebswelle,
Rädersätzen für den schnellen und für den langsamen Gang auf diesen Wellen und wahlweise
einrückbaren, druckmittelbetätigten Kupplungen für den Antrieb der Abtriebswelle
im schnellen oder im langsamen Gang.
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Bei den bisher bekannten Steuersystemen wird der durch die gekrümmten
Schwingkufen vorgesehene Antrieb mit veränderlichem Drehmoment in die Maschine zum
Zeitpunkt der Herstellung eingebaut und kann nicht ohne Neukonstruktion der Form
der gekrümmten Flächen dieser Schwingkufen verändert werden.
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Bei einer anderen Anordnung wird durch Drosseln des Ventils für die
Luftzufuhr zum Motor das Drehmoment im Druckluftmotor gleichzeitig mit der Drehzahl
desselben verringert, so daß bei geringerer Drehzahl sich ein geringeres Drehmoment
bei geringerem Zug an der Kette und geringeren Grabkräften des Schaufelkübels ergibt.
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Bei einer anderen Anordnung weist das Getriebe eine Antriebswelle
und eine erste Vorgelegewelle auf. Die Antriebswelle und die Vorgelegewelle werden
durch zwei im Dauereingriff miteinander stehende Räder miteinander verbunden. Die
Räder sind an der Vorgelegewelle befestigt und rotieren mit ihr. Andere Räder sind
auf der Antriebswelle drehbar angebracht und werden wahlweise derart, daß sie mit
der Antriebswelle rotieren, durch ein Paar gleicher Mehrscheiben-Kupplungen gekuppelt.
Die Kupplungen werden durch ein Druckmittel von der Pumpe betätigt, deren Ansaugseite
mit einem Behälter verbunden ist und deren Ausgang mit jeder Kupplung des Paares
über ein Steuerventil verbunden ist. Das Steuerventil leitet das Druckmittel zu
den Kupplungen, wodurch die Räder derart gekuppelt werden, daß sie mit der Antriebswelle
rotieren und die Welle mit der einen oder mit der anderen Drehzahl angetrieben wird.
Das Ventil leitet das Druckmittel zu den Kammern, und das Druckmittel in der einen
oder in der anderen Kammer drückt die Scheiben der Kupplung in reibenden Eingriff,
wodurch die Räder mit der Antriebswelle gekuppelt werden.
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Gegenüber den oben beschriebenen bekannten Steuersystemen ist dasjenige
nach der Erfindung durch ein Ventil mit drei gleichgestellten Kolbenschiebern (Ventilspindeln)
gekennzeichnet, von denen der erste handbetätigt ist und das Druckmittel wahlweise
vom Ventil zur Kupplung für den Rädersatz des schnellen Ganges oder zur Kupplung
für den Rädersatz des langsamen Ganges leitet, von denen der zweite Kölbenschieber
nockenbetätigt ist und das Druckmittel vom Ventil zum ersten Kolbenschieber leitet
und ein überspielen der Funktion des ersten Kolbenschiebers bewirkt, um die gewählte
Kupplung für den Rädersatz des schnellen Ganges oder diejenige für den Rädersatz
des langsamen Ganges auszurücken, und von denen der dritte Kolbenschieber handbetätigt
ist, um die Bremse wahlweise ein- oder auszurücken, und durch eine Feder in die
»Bremse-Aus«-Stellung gedrängt wird, wobei der nockenbetätigte Kolbenschieber weiterhin
eine druckmittelbetätigte Vorrichtung aufweist, um ihn nach seiner Betätigung durch
den Nocken in der die Kupplung ausrückenden Stellung zu halten.
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Die Wirkungsweise und die Vorteile des Systems nach der Erfindung
werden nachstehend erläutert:
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt
durch das Ventilaggregat zur hydraulischen Steuerung eines teils im Schnitt und
teils im Teilschnitt dargestellten Haspelgetriebes, wobei der übersicht halber das
Steuerventil und der Nockenmechanismus des Haspelgetriebes um 90'
gedreht
sind, F i g. 2 eine schematische Darstellung des hydraulischen Systems der
Fördermaschine.
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Das zur hydraulischen Steuerung des in Fig. 1
dargestellten
Haspelgetriebes dienende Ventil 164 ist ein Dreispindelventil. Durch die erste Leitung
152
ist es mit der ersten hydraulischen Kupplung 146 und durch die zweite
Leitung 160 mit der zweiten hy-
draulischen Kupplung 154 des Haspelgetriebes
verbunden. Eine dritte Leitung 162 liefert das öl zur Schmierung für
die Kupplungen, für die Lager und für die Zahnräder. Eine Rückflußleitung 364 für
die Druckflüssigkeit verbindet das Ventil 164 mit dem Getriebegehäuse
32.
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Die drei Ventilspindeln des Ventils 164 sind mit 168, 174 und
172 bezeichnet. Die Spindel 168 hat zwei Stellungen. Je nach Stellung
wird eine der hydraulischen Kupplungen durch die Druckflüssigkeit betätigt, so daß
der Seilhaspel im schnellen oder im langsamen Gang angetrieben wird. Diese Spindel
wird manuell über den Steuerhebel 170 (F i g. 1)
betätigt. Der Hebel
170 dreht eine Außenhülse niit einem Gabelgelenk, das mit dem äußeren Ende
der Spindel 168 verbunden ist.
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Die Spindel 174 ist die Abschaltspindel und hat zwei Stellungen. Die
Spindel 174 wird nicht manuell betätigt, sondern durch einen Abschaltmechanismus
über einen Nocken 176. Diese Spindel 174 besitzt einen Haltemechanismus in
Form eines Kolbens 236,
der durch Druckmittel betätigt wird, so daß beim Abschalten,
wenn der Haspel die Schaufel bis zum Ende seines Laufs nach hinten hochgewunden
hat, die Spindel in der Abschaltstellung gehalten wird, bis der Fahrer die Wahl
zum Wiederaufwärtsbewegen der Schaufel trifft. Sonst würde die Schaufel nicht in
die untere Grabstellung zurückkehren, sondern zwischen einer Stellung nur halb unten
und der Abschaltstellung hin und her pendeln. Die Spindel 174 wird nach Aufhören
der Nockeneinwirkung durch den Druck der Feder 220 in die Ausgangslage zurückgeführt.
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Die Ventilspindel 172 hat drei Stellungen und wird mit der
Hand betätigt. Hierzu dient ein weiterer Hebel 170'. Die von dem Hebel
170' gedrehte Welle verschwenkt das mit dem Ende des Ventils 172 verbundene
Gabelgelenk. Eine der drei Stellungen der VenÜlspindel 172 ist die »Haspel-in-Betrieb«-Stellung,
in welcher das Druckmittel durch die Leitung 224 dem Bremszylinder 226 zugeführt
wird, um die Bremse 136 zu lösen. Außerdem gelangt das Druckmittel durch
den inneren Ventildurchgang 228 an der Ventilspindel 174 vorbei zum inneren
Durchgang 229
und von dort zur Ventilspindel 168, die - wie
oben ausgeführt - bestimmt, ob der Seilhaspel im schnellen oder im langsamen
Gang angetrieben wird.
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In der zweiten Stellung der Ventilspindel 172
wird der Durchgang
von Druckmittel durch die inneren Durchgänge gesperrt, so daß das Druckmittel die
hydraulischen Kupplungen nicht betätigen kann. Die Kupplungen bleiben ausgerückt.
Das Druckmittel gelangt zur Bremse, um sie zu lösen, damit die Schaufel von der
Entladestellung in die Ladestellung zurückkehren kann.
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In der dritten Stellung der Ventilspindel 172 wird der Zutritt
von Druckmittel zur Bremse und zu den beiden Kupplungen abgesperrt, so daß die Bremse
einfällt und die Schaufel in ihrer augenblicklichen Stellung gehalten wird. Das
Schmieröl und die Druckflüssigkeit werden vom untersten Teil des Getriebegehäuses
32 mittels der Rückflußleitung 376
(F i g. 2) abgeleitet.
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Das dreispindlige Steuerventil 164 ist mittels der Leitung
166 mit einer vom Motor der Fördermaschine angetriebenen Pumpe 222 verbunden,
welche die Druckflüssigkeit liefert.
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Wie bereits ausgeführt, ist die Spindel 168 des Ventils 164
die Wahlspindel für den schnellen und den langsamen Gang und wird vom Führer der
Fördermaschine mit der Hand über den Steuerhebel 170 betätigt.
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Bei der in F i g. 2 gezeigten Stellung der Spindel
172 bewegt sich der Haspel nicht, da die entsprechenden öffnungen des Ventils
164 durch die Spindel 172 verschlossen sind. Auf diese Weise kann keine Druckflüssigkeit
in die Leitungen 152 und 160
oder in die Leitung 224 gelangen, welche
das Ventil 164 mit dem Bremsbetätigungszylinder 226 zum Betätigen der Bremse
136 verbindet. Wird die Spindel 172 aus ihrer neutralen, in Fig. 2
dargestellten Stellung in die in Fig. 1 dargestellte Stellung nach außen
geschoben, dann fließt Druckflüssigkeit durch die Leitung 224 zum Bremszylinder
226, wodurch die Bremse 136 gelöst wird. Gleichzeitig fließt Druckflüssigkeit
durch die Durchgänge 228 und 229
im Inneren des Ventils 164. Es hängt
nun von der Stellung der Ventilspindel 168 ab, durch welche der Leitungen
152 und 160 Druckflüssigkeit strömt, also welche der Kupplungen des
Haspelgetriebes eingerückt wird.
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Hat der Haspel die gewünschten, im voraus festgelegten Umdrehungen
ausgeführt, dann zieht der obenerwähnte nockenbetätigte Abschaltmechanismus die
Ventilspindel 174 nach außen. Befindet sich die Spindel 174 in der äußersten Stellung,
dann ist der Weg für die Druckflüssigkeit vom Durchgang 228
zum Durchgang
229 versperrt, so daß diese nicht zu den Kolben 150 und
158 der Kupplungen 146 und 154 gelangen kann, die Kupplungen nicht betätigt
werden und der Haspel nicht angetrieben wird. Die in denKupplungen beflndlicheFlüssigkeit
fließt durch die Rückflußleitung34 zumÖlsumpf ab.
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Um zu verhindern, daß die Feder 220 die Ventilspindel 174 sofort in
die Ausgangsstellung zurückbewegt, ist im Ventil 164 im vorderen Bereich der Spindel
174 ein Durchgang 232 vorgesehen, der über eine Leitung 234 mit einem einen
Kolben 236 aufnehmenden Zylinderraum in Verbindung steht. Bei der Bewegung
der Spindel 174 nach außen wird der Durchgang 232 geöffnet, so daß Druckflüssigkeit
den Kolben 236 beaufschlagen kann. Dieser hält die Spindel 174 in der Ausschaltstellung
und versperrt den Durchgang 232 zur Rückflußleitung 364 zum Ölsumpf. Befindet
sich die Ventilspindel in der eben beschriebenen Stellung, so kann der Haspel leer
laufen.
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Da der Kolben 236 die Spindel 174 außen hält, kann der beim
Leerlauf des Haspels in umgekehrter
Richtung als während des Betriebes
entgegen dem eingezeichneten Pfeil sich drehende Nocken176 nicht auf diese einwirken,
so daß diese nicht verstellt wird und die entsprechende Kupplung des Haspelgetriebes
nicht eingerückt werden kann. Damit nun die Ventilspindel 174 in die in F i
g. 1 gezeigte Stellung zurückkehren kann, wird die Ventilspindel
172 in ihre am weitesten innen liegende Stellung in die »Haspel-Leerlauf«-Stellung
oder in die mittlere, die »Haspel-Halt«-Stellung von Hand mittels des Hebels
170' gebracht. Befindet sich die Spindel 172 in einer dieser Stellungen,
so kann keine Druckflüssigkeit mehr in den im Ventil gelegenen Durchgang
228 gelangen. Hierdurch wird der Zustrom von Druckflüssigkeit durch die Leitung
234 zum Kopf des Kolbens 236 abgestellt, und die Feder 220 kann die Ventilspindel
174 in ihre Normalstellung zurückbringen. Alsdann kann der Haspel wieder in Betrieb
gesetzt werden, indem die Spindel 174 in die »Haspel-in-Betrieb«-Stellung gebracht
wird.
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Aus obiger Beschreibung geht hervor, daß die Bremse für den Haspel
automatisch in Tätigkeit tritt wenn die Spindel 172 vom Führer der Fördermaschine
losgelassen wird. Die Schraubenfeder 172'
bringt die Spindel 172 dann
in die neutrale Stellung zurück. In dieser Stellung wird die Druckflüssigkeit vom
Bremszylinder 226 abgelassen, und dessen Federn veranlassen sofort das Ansprechen
der Bremse 136, wodurch der Haspel zum Stillstand gebracht wird.
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Dem hydraulischen System für den Haspelantrieb ist ein dreispindliges
Steuerventil 342 (F i g. 2) für das Fahrwerkgetriebe parallel geschaltet.
Die von dem Steuerventil 342 gesteuerte Druckflüssigkeit wird ebenfalls von der
vom Motor der Fördermaschine angetriebenen Pumpe 222 geliefert und gelangt durch
die Leitung 340 zu diesem Ventil. Die Ventilspindel 344 dient zur Schaltung der
zwei Gänge des Fahrwerkgetriebes und versorgt die Leitungen 270 und 284 mit
Druckflüssigkeit. Die Ventilspindel 344 ist in F i g. 2 in der neutralen
Stellung dargestellt, so daß die Druckflüssigkeit durch den Durchgang 346 im Ventil
weder in die Leitung 270 noch in die Leitung 284 gelangen kann, sondern diese
Leitungen über die Leitung 354 mit dem Ölsumpf verbunden und die Kupplungen ausgerückt
sind. Federsperren 348 halten die Ventilspindel in der neutralen, in der Schnell-
oder in der Langsamgang-Stellung. Die Ventilspindeln 350 und 352 sind
die Betätigungsspindeln für das rechte und das linke Fahrwerk der Fördermaschine
und steuern den Flüssigkeisstrom in den Leitungen 316 und 334 bzw.
316' und 334. Jede dieser Spindeln 350 und 352
kann ebenfalls
drei Stellungen einnehmen, und sie sind in F i g. 2 in der neutralen Stellung
dargestellt. In dieser Stellung kann keine Druckflüssigkeit von dem Durchgang 346
im Ventil in die Leitungen 316,
316' und 334 sowie 334' fließen. Jede
dieser Leitungen ist dann mit der Ölsumpfleitung 354 verbunden. Federsperren
356 und 358 halten die Spindeln 350 und 352 in der neutralen
Stellung. Die Spindelfedern 360 und 362 dagegen drücken die Spindeln
aus ihrer Vorwärts- bzw. Rückwärtsgang-Stellung in die neutrale Stellung zurück.
Die ölsumpfleitung 354 führt ähnlich wie die vom Ventil 164 des Getriebes für den
Haspel in den unteren Teil des Gehäuses 16
für das Fahrgetriebe. Aus der Beschreibung
geht hervor, daß der Führer der Maschine durch einfache Betätigung der Ventilspindeln
344, 350 und 352 des Fahrwerksteuerventils 342 die schwere Fördermaschine
beliebig schalten und feinfühlig steuern kann.
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Neben Druckflüssigkeit für die Steuerung des Fahrgetriebes und des
Haspels liefert die Pumpe auch Druckflüssigkeit für einen Drehmomentwandler 22 und
Schmieröl für die eben erwähnten Getriebe.
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Ein Teil der Druckflüssigkeit von der Pumpe 222, welche einen Druck
von ungefähr 8,8 atm liefert, geht durch ein übliches Reduzierventil
366 und wird auf 4,76 atm für den Drehmomentwandler 22 entspannt. Der überschuß
der an den Drehmornentwandler gelieferten Druckflüssigkeit wird durch einen Filter
370 gegeben, dem ein bei 1,36 atrn ansprechendes überdruckventil
372 parallel geschaltet ist.
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Vom Filter 370 wird Druckflüssigkeit zur Schmierung durch die
Leitung 374 in die Leitung 162 geleitet. Das Schmiermittel wird, nachdem
es zu den Lagern und den Kupplungsscheiben gelangt ist, über die Rückflußleitung
376 in das Gehäuse des Fahrgetriebes 16 geleitet. Die Schmierleitung
374 ist auch mit der Schmierleitung 378 verbunden, die sich in die Leitungen
380, 382 und 384 verzweigt. Aus diesen Leitungen wird das Schmiermittel in
die Lager und Kupplungen und zu den Zahnrädern des Getriebes 16 gespritzt.
Es sammelt sich dann im untersten Teil des Getriebegehäuses. Die Pumpe 222 saugt
die Flüssigkeit daraus durch die Leitung 386
über den Filter 388 an.
Die Zweigleitung 403 verbindet die Leitung 378 mit dem Gehäuse
16 des Getriebes über ein bei etwa 0,68 atrn ansprechendes überdruckventil
402. Dieses überdruckventil hält in den Leitungen 162, 380, 382 und 384 einen
Druck von 0,66 attn aufrecht, wodurch eine vollständige Schmierung der inneren
Kupplungs- und Lagerteile gewährleistet wird.