DE10235144C1 - Mechanischer Antrieb für die Grabtrommel eines Tagebaugewinnungsgerätes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Antrieb für die Grabtrommel eines kontinuierlichen Tagebaugewinnungsgerätes, die in Gewinnungsrichtung vor dem Gerät angeordnet ist und bei der die Antriebsleistung gleichmäßig von beiden Seiten eingeleitet wird. DOLLAR A Der vom zentralen Antrieb des Gerätes wegführende Antriebsstrang wird geteilt und auf beiden Seiten des Gerätes zu je einem Außengetriebe (8) geführt. Das Außengetriebe (8) ist mittels einer Koppelwange (9) am Chassis (3) des Gerätes angeordnet und mit mehreren Stirnradstufen zur Untersetzung der Drehzahl und Überbrückung der Höhendifferenz bis zur Grabtrommel (1) ausgerüstet. Von der Abtriebswelle des Außengetriebes (8) wird der Antrieb oberhalb der Grabtrommel (1) von der Seite zu einem in der Grabtrommel (1) angeordneten kompakten Innengetriebe (11) geleitet. Zwischen den Gehäusen des Innen- und des Außengetriebes (8, 11) wird ein Verbindungsstück (13) vorgesehen. Am Chassis (3) wird ein Pendelträger (17) angeordnet und beiderseits durch je eine Koppelstange (18) gelenkig mit dem Gehäuse des Außengetriebes (8) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Antrieb für die Grabtrommel eines kontinuierlichen Tagebaugewinnungsgerätes, die in Gewinnungsrichtung vor dem Gerät angeordnet ist, bei dem die Antriebsleistung gleichmäßig von beiden Seiten eingeleitet wird.

Für den Grabtrommelantrieb eines Continous Surface Miners wird im Verhältnis zum Gesamtenergiebedarf des Gerätes viel Energie benötigt. Der Anteil beträgt ca. 80%. Deshalb soll die Leistungsübertragung von der zentralen Antriebseinheit zur Grabtrommel so verlustarm wie möglich erfolgen. Die Grabtrommel kann einseitig oder beidseitig angetrieben werden. Ein einseitiger mechanischer Antrieb ist aus der Offenlegungsschrift DE 199 32 396 A1 für eine Straßenbaumaschine mit einer Frästrommel bekannt. Von einem Verbrennungsmotor wird die Antriebsenergie über einen Riementrieb auf die Frästrommel übertragen. Durch diese einseitige Kraftübertragung müssen der gesamte Antrieb mit der Lagerung und die Frästrommel stabil ausgeführt werden.

Bei einem beiderseitigen Antrieb einer solchen Trommel werden günstigere kinematische Verhältnisse erreicht. Dabei haben sich wegen der günstigen Lastverteilung insbesondere hydraulische Antriebe durchgesetzt. Bei dieser Art von Antrieben werden die auf beide Grabtrommelseiten einwirkenden Kräfte in einfacher Weise gleichmäßig verteilt. Bei unterschiedlichen Grabwiderständen auf beiden Seiten der Grabtrommel erfolgt ein selbsttätiger Druckausgleich.

Gleichartige Antriebslösungen sind auch aus den Druckschriften US 4,536,037 A und US 4,690,461 A bekannt.

Zweiseitige Grabtrommelantriebe werden in Folge des notwendigen Lastausgleiches vorzugsweise hydraulisch ausgeführt. So ist aus der Druckschrift DE 199 41 800 A1 eine Lösung für einen Antrieb und eine Verlagerung der Grabtrommel eines Continous Surface Miners bekannt, bei der sowohl als Antrieb als auch zur Lagerung Hydraulikmotore vorgesehen sind, die mit einem Getriebe eine gemeinsame Baueinheit bilden. Feststehende und drehbare Antriebsgruppe sind jeweils mit einem Flansch versehen, wobei der Flansch mit der feststehenden Antriebsgruppe durch einen Träger mit dem Gerätechassis und der Flansch mit der drehbaren Antriebsgruppe mit dem Trommelmantel verbunden ist. Dabei ist die Lagerung der Hydraulikantriebe zwischen dem Motor- und dem Getriebegehäuse zugleich die Lagerung der Grabtrommel. Die beiderseits an der Grabtrommel angeordneten Hydraulikmotore werden von einem gemeinsamen Druckerzeuger gespeist.

Weiterhin ist aus der Patentschrift DE 100 59 841 C1 ein Antrieb für die Grabtrommel eines Continous Surface Miners bekannt, der aus beiderseits im Inneren der Grabtrommel koaxial angeordneten Einzelantrieben besteht. Von je einem feststehenden, auf hydraulischer Grundlage arbeitenden Radialkolbenmotor wird die Drehbewegung von einem Ritzel auf die mit dem Grabtrommelmantel in Verbindung stehenden Planetenräder übertragen. Durch dieses Planetenradgetriebe wird eine gleichmäßige Kraftübertragung erreicht. Die Lagerung des Trommelmantels ist zwischen der rohrförmig ausgebildeten Motoraufnahme und dem äußeren Getriebegehäuse untergebracht. Da dieses Getriebegehäuse den Trommelmantel an seinen beiden Enden noch verstärkt, wird eine biegesteife stabile Lagerung erreicht. Beide Radialkolbenmotoren sind an einer gemeinsamen Hydraulikpumpe angeschlossen.

Der Wirkungsgrad dieser vorstehend beschriebenen bekannten hydraulischen Grabtrommelantriebe beträgt ca. 75%. Mit mechanischen Grabtrommelantrieben hingegen werden höhere Wirkungsgrade von ca. 90% erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen mechanischen beiderseitigen Grabtrommelantrieb eine Lösung für eine verlustarme Leistungsübertragung vom Zentralantrieb zu schaffen und für beide Seiten einen perfekten und einfachen Lastausgleich zu gestatten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die auf zwei Gelenkwellen geführte Antriebsbewegung der zentralen Antriebseinheit auf beiden Seiten symmetrisch von der Höhe des Chassis des Gerätes hinunter bis zur der Grabtrommel-Drehachse durch ein Außengetriebe und ein Innengetriebe übertragen wird. Die Außengetriebe sind mit mehreren Stirnradstufen zur Untersetzung der Drehzahl und Überbrückung der Höhendifferenz bis zur Grabtrommel ausgerüstet. Die Abtriebswelle eines jeden der beiden Außengetriebe wird von der Seite in den oberen Bereich der Grabtrommel bis zu einer Zahnkupplung geführt. Jede der Zahnkupplungen steht mit einem Innengetriebe in funktioneller Verbindung steht, das ein Gehäuse aufweist und mit zwei parallelen Stirnradstufen ausgerüstet ist. Das obere Zahnradpaar ist in der verlängerten Achse der Abtriebswelle des Außengetriebes und das mit diesem in funktioneller Verbindung stehenden Zahnradpaar auf der Flanschwelle der Grabtrommel angeordnet. Die Zahnräder der beiden parallelen Stirnradstufen sind mit gegenläufigen Schrägverzahnungen versehen. Das obere Zahnradpaar ist auf einer schwimmenden Ritzelwelle angeordnet. Die Gehäuse des Außen- und des Innengetriebes sind durch ein rohrförmiges Verbindungsstück miteinander verbunden. Dieses rohrförmiges Verbindungsstück nimmt im Inneren die Abtriebswelle mit der Zahnkupplung auf. Das Gehäuse des Außengetriebes ist oberhalb durch Koppelwangen pendelnd an der Seite des Gerätechassis aufgehangen. Vorn am Chassis befindet sich in der Gerätemitte ein senkrechter Lagerbolzen. Er nimmt einem Pendelträger auf, dessen Länge größer als die Breite des Gerätes ist. Außen ist der Pendelträger durch je eine Koppelstange mit den beiden Außengetrieben verbunden. Mit diesem mechanischen Grabtrommelantrieb wird vom Hauptantrieb zur Grabtrommel eine verlustarme Leistungsübertragung erreicht. Weitere Vorteile bestehen in der hohen Leistungsdichte durch die vier parallel liegenden Endstufen und dem perfekten und einfachen Lastausgleich. Durch die Anordnung der Innengetriebe in der Grabtrommel und die Anordnung des rohrförmigen Verbindungsstücks, das alle zwischen dem äußeren und den inneren Getriebe angeordneten Maschinenelemente in ihrem Inneren aufnimmt, stehen unterhalb der Drehachse der Grabtrommel keine Antriebs- oder Tragelemente über, so dass die Grabtrommel bei der Gewinnungsarbeit bis zu ihrem halben Durchmesser in den Boden eintauchen kann.

Weitere Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind anhand der nachfolgenden Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen erläutert, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1 die Draufsicht eines mechanischen Antriebes mit einer Lastverteilung für die Grabtrommel eines Tagebaugewinnungsgerätes in einer schematischen Darstellung und

Fig. 2 eine Vorderansicht einer Hälfte des mechanischen Antriebes nach Fig. 1 in einer schematischen, teilweise geschnittenen Darstellung.

Das Tagebaugewinnungsgerät ist ein beispielsweise nach der Offenlegungsschrift DE 199 41 799 A1 bekannter Surface Miner. Er ist mit einer Grabtrommel 1 ausgerüstet, die sich vor einem gesteuerten Zweiraupenfahrwerk befindet. Der Dieselmotor 2 ist nach Fig. 1 als zentrale Antriebseinheit in Längsrichtung in dem oberhalb des Fahrwerkes auf dem Chassis 3 befindlichen Maschinenraum angeordnet. Er treibt über eine Gelenkwelle 4 und eine nachfolgend angeordnete Schaltkupplung 5 ein Kegelradgetriebe 6 an, das einen rechten und linken Abgang aufweist. Jeder der beiden Abgänge ist über eine Gelenkwelle 7 mit einem Außengetriebe 8 funktionell verbunden. Beide Außengetriebe 8 sind mit ihrem Gehäuse mittels Koppelwangen 9 am Chassis 3 des Gerätes pendelnd aufgehangen. Jedes der beiden Außengetriebe 8 ist nach Fig. 2, in der nur eine Seite des symmetrischen Antriebes dargestellt ist, mit mehreren Stirnradstufen zur Untersetzung der Drehzahl und Überbrückung der Höhendifferenz ausgerüstet. Die Abtriebswellen der beiden Außengetriebe 8 führen von außen seitlich in die obere Hälfte der Grabtrommel 1 hinein. Sie sind über eine Zahnkupplung 10 mit dem Innengetriebe 11 verbunden, das auf der Flanschwelle 12 der Grabtrommel 1 gelagert ist. Zwischen den Gehäusen des Außengetriebes 8 und des Innengetriebes 11 ist jeweils ein rohrförmiges Verbindungsstück 13 zur Halterung vorgesehen. Durch die beiden Innengetriebe 11 wird die hohe Antriebsleistung von beiden Seiten der Grabtrommel 1 über insgesamt 4 parallele Stirnradstufen, bestehend aus den Ritzeln 14a, 14b und den Stirnrädern 15a, 15b, übertragen. Der Lastausgleich zwischen den beiden Stufen der Innengetriebe 9 erfolgt durch zwei gegenläufige Schrägverzahnungen der Ritzel 14a, 14b und der Stirnräder 15a, 15b sowie eine gemeinsame schwimmende Ritzelwelle 16. Die Grabtrommel 1 ist mit ihren beiden Flanschwellen 13 in den Lagern 19 drehbar angeordnet. Die Halterung, die die Lager 19 beiderseits mit dem Chassis 4 verbinden, sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Der Lastausgleich zwischen der rechten und linken Antriebsseite erfolgt nach Fig. 1 über einen am Chassis 3 des Surface Miners angeordneten Pendelträger 17 und zwei Koppelstangen 18, die mit dem Gehäuse des Außengetriebes 8 verbunden sind. Hierbei stellt sich der Pendelträger automatisch so ein, dass beide Koppelstangen 18 gleichgroße Kräfte übertragen. Da beide Getriebeeinheiten drehbar auf der Flanschwelle der Grabtrommel 1 verlagert und die Gehäuse als Drehmomentenhebel agieren, sind automatisch beide Drehmomente gleich groß.

Claims (1)

1. Mechanischer Antrieb für die Grabtrommel (1) eines kontinuierlich arbeitenden Tagebaugewinnungsgerätes mit einer gleichmäßigen Lastverteilung, die in Gewinnungsrichtung vor dem Gerät angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - von der zentralen Antriebseinheit (2) führt eine Gelenkwelle (3) in Richtung der Grabtrommel (1) bis zu einem als Kegelradgetriebe (6) ausgebildeten Verteilergetriebe mit zwei Abtriebswellen, deren Längsachsen parallel zur Fräswalzenachse verlaufen,
• - von den beiden Abtriebswellen führt jeweils eine Gelenkwelle (7) bis zu einem in Fahrtrichtung auf der rechten und linken Geräteseite angeordneten Außengetriebe (8),
• - das Außengetriebe (8) ist mit seinem Gehäuse mittels Koppelwangen (9) am Chassis (3) des Gerätes pendelnd aufgehangen,
• - das Außengetriebe (8) ist mit mehreren Stirnradstufen zur Untersetzung der Drehzahl und Überbrückung der Höhendifferenz bis zur Grabtrommel (1) ausgerüstet,
• - von jedem der beiden Außengetriebe (8) führt jeweils eine Abtriebswelle von der Seite in den oberen Bereich der Grabtrommel (1) bis zu einer Zahnkupplung (10),
• - jede der Zahnkupplungen (10) steht mit einem Innengetriebe (11) in funktioneller Verbindung, das ein Gehäuse aufweist und mit zwei parallelen Stirnradstufen ausgerüstet ist, wobei sich das obere Zahnradpaar in der verlängerten Achse der Abtriebswelle des Außengetriebes (8) und das mit diesem in funktioneller Verbindung stehenden Zahnradpaar auf der Flanschwelle (12) der Grabtrommel (1) befindet,
• - jede der zwei parallelen Stirnradstufen weisen zwei gegenläufige Schrägverzahnungen auf, und das obere, aus den Ritzeln 14a, 14b bestehende Zahnradpaar ist auf einer schwimmenden Ritzelwelle (16) angeordnet,
• - zwischen dem Gehäuse des Außengetriebes (8) und dem Gehäuse des Innengetriebes (11) ist ein die Abtriebswelle mit der Zahnkupplung (10) umschließendendes rohrförmiges Verbindungsstück (13) angeordnet,
• - ein Pendelträger (17), dessen Länge größer als die Breite des Gerätes ist und der durch einen eine senkrechte Schwenkachse bildenden Bolzen mittig am Chassis (3) des Tagebaugewinnungsgerätes pendelnd angeordnet und beiderseits durch je eine Koppelstange (18) gelenkig mit dem Gehäuse des Außengetriebes (8) verbunden ist, ist vorgesehen.