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Antrieb, insbesondere für Rechenreinigungsmaschinen
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Die Erfindung betrifft einen Antrieb, dessen Getriebe mindestens zwei
Getriebe-Ausgangswellen aufweist, die jeweils über einen gesonderten Getriebezug
von einer gemeinsamen Eingangswelle antreibbar sind, insbesondere für den Windenantrieb
einer Rechenreinigungsmaschine, die mit einer Aufzugswinde und einer Greiferwinde
versehen ist.
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In Wasserzu- und -abläufen, insbesondere in Triebwasserleitungen von
Kraftwerken u.dgl., werden Grob- oder Feinrechenanlagen vorgesehen, welche das vom
Wasserstrom mitgeführte
Schwemmsel auffangen. Für die periodische
keinigung der Rechen werden Rechenreinigungsmaschinen verwendet, die mit einem über
dem geneigten blechen verfahrbaren Putzwagen versehen sind, welcher einen schwenkbaren
Greifer bzw.
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eine schwenkbare Rechenharke trägt. Das Heben und Senken des mittels
Laufrollen in Schienen geführten Putzwagens erfolgt mittels einer als Doppeltrommelwinde
ausgebilzeten Auf zugswinde, während für das Öffnen und Schließen des schwenkbaren
Greifers eine besondere Hub- oder Steuerwinde vorgesehen wird.
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Bei den bekannten kechenreinigungsmaschinen werden für den Antrieb
der Auf zugswinde und für den Antrieb der Steuerwinde Jeweils gesonderte Getriebemotoren
verwendet. Dabei ist es erforderlich, für den Synchronlauf der beiden Getriebemotoren
besondere Synchronsteuerungen vorzusehen. In der Praxis ist es aber schwierig, den
Synchronlauf im Dauerbetrieb zuverlässig aufrechtsuerhalten.
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Es ist auch schon bekannt, die Doppelbewegungen der Winden über ein
eingebautes Anschlagsystem und Ablaufbremsen zu erreichen. In diesem Fall muß die
Steuerwinde des Greifers während der Abwärtsfahrt des Putzwagens gebremst werden,
so daß über ihr gebremstes Windenseil der Greifer in Offnungsstellung gehalten wird.
Bei solchen Einrichtungen ergeben sich im Betrieb aufgrund der Bremswirkung ohrenbetäubende
Qui.etschgeräusche, die eine beträchtliche Umweltbelästigung darstellen.
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Aufgabe der Erfindung ist ess einen Antrieb der eingangs genannten
Art in baulich zweckdienlicher Weise so auszubilden, daß über einen einzigen Getriebemotor
mindestens zwei Vorrichtungen, wie insbesondere Winden, wahlweise im Synchronlauf
oder auch unabhängig voneinander angetrieben werden können. Insbesondere bezweckt
die Erfindung ein Getriebe für den Antrieb der Auf«ugs- und Greiferwinde für Rechenreinigungsmaschinen,
mit welchem sich die genannten Nachteile der bekannten Antriebe dieser Maschinen
wirksam beheben lassen und welches eine exakte Steuerung des Bewegungsspiels der
Winden im Betrieb der echenreinigungsmaschine auch im Dauerbetrieb gewährleistet.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der eine Getriebezug
mit einer im gemeinsamen Getriebegehäuse angeordneten Kupplung versehen ist, und
daß eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, mit der dieser Getriebezug im Laufbetrieb
des anderen Getriebezuges zu- oder abschaltbar ist.
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Vorzugsweise ist jeder Getriebestufe eine gesonderte Kupplung und
Bremse zugeordnet, so daß Jede der beiden Getriebestufen entsprechend dem Arbeitsspiel
der über sie angetriebenen Vorrichtungen gesondert zu- oder abgeschaltet werden
kann. Damit ist die Möglichkeit gegeben, über einen einzigen Antriebsmotor zwei
oder mehr angetriebene Vorrichtungen, wie z.B. Winden, synchron oder auch unabhängig
voneinander anzutreiben, wobei das Getriebe für Jede angetriebene Vorrichtung einen
gesonderten Getriebezug nebst Getriebe-Ausgangswelle
im Inneren
des gemeinsamen Getriebegehäuses aufweist.
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Die Kupplungen und die Bremsen der Getriebe züge sind sweckmäßig im
Inneren des Getriebegehäuses an einer gemeinsamen Getriebewelle, vorzugsweise der
Getriebe-Eingangswelle, angeordnet.
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Die genannte Schaltvorrichtung läßt sich ohne weiteres als Schaltautomatik
ausbilden, mit der sich zumindest der eine Getriebezug wegabhängig su- und/oder
abschalten läßt. Mit Hilfe der Schaltautomatik können daher die Bewegungsabläufe
der über den gemeinsamen Getriebemotor angetriebenen Vorrichtungen exakt wegabhängig
gesteuert werden. Dabei weist die Schaltautomatik vorteilhafterweise eine im Getriebe
angeordnete Wegmeßvorrichtnng od.dgl. auf, welche zweckmäßig mit einem wegabhängig
verstellbaren Stellglied versehen ist, das mit einem rotierenden Getriebeteil gekoppelt
ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Stellglied
aus einer Spindelmutter, die auf einer mit einer Getriebewelle verbundenen Spindel
sitzt. Es empfiehlt sich, die Anordnung so zu treffen, daß die die Spindel tragende
Welle eine Zwischenwelle des einen der beiden Getriebezüge ist.
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Mit Hilfe der Wegießvorrichtung läßt sich demgemäß die Zu-und/oder
Abschaltung zumindest des einen Getriebesuges in Abhängigkeit von dei Drehwinkel
eines rotierenden Getriebeteils und damit wegabhängig exakt steuern. Dadurch ist
es möglich, die Seilbewegungen sowohl der Aufzugswinde als auch
der
Greiferwinde einer Rechenreinigungsmaschine entsprechenA dem geforderten Arbeitsspiel
genau zu steuern, ohne daß für diese Winden Jeweils gesonderte Getriebemotoren mit
Synchronlaufsteuerungen oder Windenantriebe vorgesehen zu werden brauchen, bei welchen
währen der Abwärtsfahrt des Putzwagens das Greiferseil unter erheblicher Geräuschbelästigung
im gebremsten Zustand ausgefiert werden muß.
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Das erfindungsgemäße Getriebe wird als Doppelgetriebe vorzugsweise
so ausgebildet, daß die Getriebe-Ausgangswellen der beiden Getriebezüge fluchten.
Bei Verwendung des Doppelgetriebes für die Winden einer kechenreinigungsmaschine
werden die Getriebe-Ausgangswellen zweckmäßig als Hohlwellen ausgebildet. Durch
die beiden Hohlwellen kann die Trommelwelle der Auf zugswinde hindurchgesteckt werden,
die mit der einen der beiden Hohlwellen drehschlüssig gekoppelt ist und an ihren
beiden seitlich aus den Hohlwellen herausragenden Wellenabschnitten Jeweils eine
Seiltrommel für die als Doppeltrommelwinde ausgebildete Hubwinde trägt.
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Das erfindungsgemäße Getriebe ist, wie erwähnt, insbesondere für den
Windenantrieb von Rechenreinignngsmaschinen bestimmt.
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Es läßt sich mit Vorteil aber überall dort verwenden, wo gleiche oder
ähnliche Antriebsprobleme bestehen.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den einzelnen Ansprüchen aufgeführt
und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten
iusführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 und 2 schematisch
in Seitenansicht eine Rechenreinigungsmaschine an sich bekannter Bauart mit in Öffnungsstellung
(Fig. 1) und in Schließstellung (Fig. 2) befindlichem Greifer; Fig. 3 schematisch
in Draufsicht einen erfinungsgemäßen Antrieb der Rechenreinigungsmaschine gemäß
den Fig. 1 und 2; Fig. 4 im Schnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des bei
dem erfindungsgemäßen Antrieb verwendeten Doppelgetriebes.
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In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 ein Putzwagen bezeichnet, welcher mittels
Laufrollen 11 an einer steil geneigten Schienenführung 12 eines Grob- oder Feinrechens
in Pfeilrichtung S verfahrbar ist und in herkömmlicher Weise eine schwenkbare Rechenharke
bzw. einer. Greifer 13 trägt, der in einem Schwenklager 14 des Putzwagens 10 gelagert
ist.
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Die kechenreinigungsmaschine, die hier in starker schematischer Vereinfachung
dargestellt ist, ist zusammen mit ihrem den Antrieb tragenden Maschinengestell 15
verfahrbar.
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An dem Maschinengestell ist, wie bekannt, die Aufzugswinde für das
Heben und Senken des Putzwagens 10 in Pfeilrichtung S und die Greiferwinde für die
Verschwenkung des Greifers 13 um das Gelenk 14 angeordnet. Mit 16 sind die Hubseile
der Aufzugswinde und mit 17 das Steuerseil der Greiferwinde bezeichnet.
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Wie Fig. 3 erkennen läßt, ist die Aufzugswinde als Doppeltrommelwinde
ausgebildet. Sie weist die beiden Trommeln 18 auf, die auf einer gemeinsamen Trommelwelle
19 sitzen. Zwischen den im Abstand angeordneten Trommeln 18 ist die Trommel 20 der
Greiferwinde angeordnet. Die Welle 21 der Trommel 20 ist als Hohlwelle ausgebildet;
sie ist auf der Welle 19 der Aufzugswinde drehbar, wobei die Welle 19 sowohl die
Hohlwelle 21 als auch die Trommel 20 durchgreift.
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Der Antrieb der Aufzugswinde und zer Greiferwinde erfolgt von einem
gemeinsamen Antriebsmotor 22 über ein Doppelgetriebe 23, welches im Inneren seines
Getriebegehäuses zwei gesonderte Getriebezüge I und II aufweist. tiber den Getriebezug
I wird die Welle 19 der Trommeln 18 der Aufzugawinde angetrieben, während der Antrieb
der Trommel 20 der Greiferwinde über den Getriebezug II erfolgt. Das Doppelgetriebe
23 wird nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 4 noch näher erläutert. Wenn, wie in
Fig. 1 angedeutet, der Putzwagen 10 mit in Öffnungsstellung befindlichem Greifer
13 abgesenkt wird, so werden sämtliche Trommeln 18 und 20 der beiden Winden synchron
angetrieben, so daß die Windenseile 16 und 17 mit gleicher Geschwindigkeit von den
Trommeln ablaufen. In der unteren Hubstellung des Putzwagens 10 in der der Greifer
13 das vom Wasserstrom mitgeführte und am Blechen anhaftende Schwemmsel od.dgl.
aufnimmt, wird der Greifer 13 in seine Schließstellung gemäß Fig. 2 geschwenkt.
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Dies kann dadurch erfolgen, daß bei stehender Auf zugswinde
die
Greiferwinde noch um einen vorbestimmten Betrag weiterläuft, der das Windenseil
17 so weit ausfiert, daß der Greifer unter Schwerkraft von der Öffnungsstellung
gemäß Fig. 1 in die Schließstellung gemäß Fig. 2 schwenken kann. Andererseits kann
das Verschwenken des Greifers 13 in die Schließstellung gemäß Fig. 2 aber auch dadurch
erfolgen, daß in der unteren Hubstellung der Putzwagen 10 mit Hilfe seiner Aufzugswinde
18 nach oben gefahren wird, wobei die Greifer winde 20 zunächst noch abgebremst
ist. Sobald bei dieser anfänglichen Aufwärtsbewegung des Putzwagens 10 der Greifer
13 in seine Schließstellung gemäß Fig. 2 gelangt ist, kann die Greiferwinde 20 zugeschaltet
werden, so daß bei synchron laufenden Winden 18, 20 und damit gleicher Geschwindigkeit
der Seile 16 und 17 der Putzwagen bei geschlossenem Greifer bis in seine obere Hubstellung
angehoben wird, in der er das von dem Greifer aufgenommene Schwemmsel in bekannter
Weise abwirft.
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Das Zurückschwenken des Greifers 13 in die Offnungsstellung gemäß
Fig. 1 kann dadurch erfolgen, daß bei stehender Aufzugswinde 18 das Seil 17 der
Greiferwinde 20 um eine entsprechende Länge ausgefiert wird. Andererseits besteht
aber auch die MögLichkeit, das Öffnen des Greifers 13 dadurch zu bewirken, daß die
Greiferwinde mit dem Windenseil 17 zunächst abgebremst und die Windenseile 16 der
Auf zugswinde um einen vorbestimmten Betrag ausgefiert werden, so daß aufgrund dieser
Relativbewegung zwischen Putzwagen 10 und Greifer 13 letsterer in die Öffnungastellung
gelangt.
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Es ist erkennbar, daß bei diesem Arbeitsspiel die Aufzugswinde und
die Greiferwinde während der Berg- und Talfahrt des Putzwagens synchron arbeiten,
während beim Öffnen und Schließen des Greifers die eine der beiden Winden einen
Vor- bzw. Nachlauf gegenüber der anderen Winde hat. Die Steuerung dieser Bewegungsvorgänge
erfolgt automatisch mit Hilfe des in Fig. 4 dargestellten Doppelgetriebes.
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In dem gemeinsamen Getriebegehäuse 24 ist eine Eingangswelle 25 in
Lagern 26 gelagert, mit deren aus dem Getriebegehäuse seitlich herausgeführten Wellenende
25' der gemeinsame Antriebsmotor 22 (Fig. 3) gekoppelt ist. Der Welle 25 sind für
Jeden der beiden Getriebezüge I und II eine Bremse 27, 27' und eine Kupplung 28S
28' zugeordnet. Die beiden Getriebezüge I und II weisen hier dieselbe Untersetzung
auf, obwohl sie gegebenenfalls auch abweichende Unter setzungen haben könnten. Der
Getriebezug I für die Aufzugswinde umfaßt die zu der gemeinsamen Eingangswelle 25
parallelen Zwiechenwellen 29 und 30 sowie die ebenfalls hierzu parallele Getriebe-Ausgangswelle
31, die als Hohlwelle ausgebildet ist. Ein auf der Zwischenwelle 29 aufgekeiltes
Zahnrad 32 steht im Eingriff mit einem Zahnrad 33 an dem abtriebsseitigen Teil der
Kupplung 28. Auf der Zwischenwelle 29 sitzt ferner ein kleineres Zahnrad 349 welches
im Zahneingriff steht mit einem auf der Zwischenwelle 30 aufgekeilten größeren Zahnrad
35. Die letztgenannte Zwischenwelle 30 trägt ein kleineres Zahnrad 36, welches mit
einem Zahnrad 37 der Getriebe
-Ausgangswelle 31 kämmt. Die vorgenannten
Zahnräder 32 bis )77 bilde den einen Getriebezug I des Doppelgetriebes.
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Der andere Getriebezug II des Doppelgetriebes ist bei dein dargestellten
Ausführungsbeispiel im wesentlichen gleich ausgebildet. Die korrespondierenden Teile
sind mit denselben Bezugszeichen, jedoch mit einem Indexstrich, belegt. Es ist erkennbar,
daß auch die Getriebe-Ausgangswelle 31c des Getriebezuges II als Hohlwelle ausgebildet
ist, und daß die Zwischenwellen 29' und 30 mit den entsprechenden Zwischenwellen
2-9 unit 30 des anderen Getriebezuges I fluchten und Jeweils ar ihren beider Erden
in N4he der einen Getriebeseitenwand und der Getriebemittelachse gelagert sind.
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Die Bremsen 27 und 27 bestehen zweckmäßig aus elektromagnetisch betätigten
Bremsen, die durch Federkraft schließer und auf elektromagnetischem Wege geöffnet
werden Auch für die beiden Kupplungen 28 und 28' werden zweckmäßig elektromagnetische
Kupplungen vorgesehen.
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Im Inneren des Getriebes ist eine Wegmeßvorrichtung argeoritnet, die
Bestardteil der Schaltautomatik des Antriebes ist.
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Diese Wegmeßvorrichtung besteht aus einer Spindel 38, die an dem innen
liegenden Stirnende der Zwischenwelle 29 mittig befestigt ist und in eine gestufte,
axiale Bohrung der mit dieser Welle fluchtenden Zwischenwelle 29 einfaßt. Auf den
Gewindeabschnitt 39 der Spindel ist eie Spindelmutter 40 aufgeschraubt, die in einem
im Durchmesser erweiterten Abschnitt der axialen Innenbohrung der Zwischenwelle
20' liegt.
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Die Spindelmutter 40 ist rohr- oder hülsenförmig ausgebildet; sie
greift an dem außen liegenden Ende der Welle 29' aus dem Getriebegehäuse heraus,
wobei auf diesem herausragenden Teil der Spindelmutter ein hülsenförmiges Schaltglied
41 in Lagern 42 drehbar gelagert ist. Das Schaltglied 41 ist mittels eines Stiftes
43 gegen Drehung gesichert, der in eine Bohrung des Getriebegehäuses einfaßt und
eine Bohrung eines Ansatzes 44 des Schaltgliedes 41 durchgreift.
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Die Spindelmutter 40 ist mittels einer Anschlagschraube 45 drehschlüssig
mit der Zwischenwelle 29' verbunden. Die Anschlagschraube 45 ist in eine radiale
Gewindebohrung der Zwischenwelle 29' eingeschraubt und greift mit einem Ansatz in
eine axial verlauf ende Nut 46 der Spindelmutter 40.
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An dem außen liegenAen Schaltglied 41 sind Schaltnocken 47 und 48
in einem axialen Abstand angeordnet, der dem Hub der Spindelmutter 40 entspricht
und die mit einem Schaltorgan 49 eines außenseitig am Getriebegehäuse angeordneten
Schalters 50 zusammenwirken. Das Schaltorgan 49 besteht z.B. aus einem federbelasteten
Druckorgan, welches bei der Axialverstellung der Spindelmutter 40 und des hieran
angeordneten Schaltgliedes 41 durch die Nocken 47, 48 gegen die Federrückstellkraft
zurückgestellt wird und damit den Schalt-bzw. Steuerkreis schließt.
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Die in Fig. 3 Aargestellte Trommelwelle 19 auf welcher enA-seitig
die Trommeln 18 der Aufzugswinde sitzen, ist durch die beiden Hohlwellen 319 31'
des Getriebes hindurchgesteckt und
mit der Hohlwelle 31 drehschlüssig
gekoppelt. Die andere Hohlwelle 31' bildet die in Fig. 3 dargestellte Welle 21 der
Trommel 20 der Greiferwinde.
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Bei der Talfahrt des Putzwagens 10 bei geöffnetem Greifer (Fig. 1)
sind die beiden Kupplungen 28, 28' geschlossen und die Bremsen 27, 27' gelüftet,
so daß über die beiden Getriebezüge I und II die beiden Getriebe-Ausgangswellen
31, 31' und damit die Trommeln 18, 20 synchron angetrieben werden. Dasselbe gilt
bei der Bergfahrt des Putzwagens bei geschlossenem Greifer (Fig. 2). In beiden Fällen
erfolgt der Synchronantrieb der Winden durch den gemeinsamen Antriebsmotor 22, der
in seiner Drehrichtung reversierbar sein kann.
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Statt dessen können im Getriebe aber auch entsprechende Wenderäder
für die Drehrichtungsumkehr angeordnet werden.
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Bei Stillstand des Putzwagens 10 in der oberen oder unteren Hubstellung
sind die beiden Kupplungen 28, 28' geöffnet und die Bremsen 27, 27' geschlossen,
so daß die Getriebezüge und die mit ihnen getrieblich gekoppelten Seiltrommeln gegen
das Getriebegehäuse abgebremst sind.
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Wird am Ende der Talfahrt des Putzwagens 10 der Greifer 13 geschlossen,
so geschieht dies, wie vorstehend erwähnt, entweder dadurch, daß bei abgebremsten
Trommeln 18 die Trommel 20 der Greiferwinde noch über einen vorbestimmten Drehweg
weiterläuft, oder dadurch, daß der Putzwagen 10 bei gebremster Trommel 20 seinen
Aufwärtshub beginnt. Im letztgenannten Fall
hat also die Auf zugswinde
18 des Putzwagens 10 gegenüber der Greiferwinde 20 einen vorbestimmten Vorlauf.
Am Ende dieses Vorlaufes ist der Greifer 13 in die Schließstellung gemäß Fig. 2
geschwenkt. Bei der weiteren Bergfahrt des Putzwagens 10 läuft dann die Greifertrommel
20 synchron zu den Trommeln 18 der Aufzugawinde, wobei die Seile 16 und 17 der Trommeln
mit derselben Seilgeschwindigkeit auf die zugeordneten Trommeln auflaufen. Bei dem
vorgenannten Vorlauf ist die Kupplung 28' gelüftet und die Bremse 27' geschlossen,
während die Kupplung 28 geschlossen und die Bremse 27 gelüftet ist. Der Antrieb
der Trommeln 18 erfolgt somit über den Getriebezug I. Hierbei dreht sich die an
der Zwischenwelle 29 befestigte Spindel 38 gegenüber der abgebremsten Zwischenwelle
29' und der hiermit drehschlüssig verbundenen Spindelmutter 40. Das sich mit der
Spindelmutter 40 axial verstellende Stellglied 41 gelangt dabei am Ende des genannten
Vorlaufes mit dem Nocken 47 in Schaltkontakt mit dem Schaltglied 49 des Schalters
50, so daß am Ende des Vorlaufes über den Schalter 50 ein elektrisches Steuersignal
ausgelöst wird, welches die Kupplung 28' schließt und die Bremse 27' lüftet, so
daß nun auch der zweite Getriebezug II zugeschaltet wird und damit die Winden 18
und 20 über die beiden Getriebezüge I und II synchron im Sinne eines Aufspulens
der Windenseile 16 und 17 auf die Trommeln angetrieben werden. Bei diesem Vorgang
bewegt sich der Putzwagen 10 mit geschlossenem Greifer 13 an dem geneigten Rechen
nach oben, wobei der Greifer das Schwemmsel mitnimmt.
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Wenn der Putzwagen 10 seine obere Hubstellung erreicht, kann über
einen (nicht dargestellten) Endschalter die Kupplung 28 geöffnet und die Bremse
27 gelüftet werden, so daß die Windentrommeln 18 festgesetzt werden. Um das von
dem Greifer 13 bei der Bergfahrt mitgenommene Schwemmsel u.dgl. abwerfen zu können,
muß der Greifer 13 in die Öffnungsstellung geschwenkt werden. Dies kann dadurch
geschehen, daß der Antrieb der Trommel 20 noch einen gewissen Nachlauf gegenüber
dem Antrieb der Trommeln 18 der Aufzugswinde hat. Bei diesem Nachlauf wird von der
sich drehenden Zwischenwelle 29' die Spindelmutter 40 mitgenommen, wobei sie sich
gegenüber der stehenden Spindel 38 dreht. Hierdurch wird dem Schaltglied 41 eine
gegenläufige Stellbewegung erteilt, an deren Ende der Nocken 48 daß Schaltorgan
49 des Schalters 50 betätigt und damit über einen elektrischen Impuls die Eupplung
28' öffnet und die Bremse 27' schließt, so daß am Ende des genannten Nachlaufes
der Greifer 13 geöffnet ist und die Windentrommeln 18 und 20 beider Winden mit Hilfe
ihrer Bremsen 27, 27' festgelegt sind.
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Das vorgenannte Arbeitsspiel wiederholt sich periodisch.
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Nach Jedem Arbeitsspiel kann die erneute Abwärtsbewegung des Putzwagens
10 durch ein von Hand oder einer Zeitsteuerung abgegebenes Signal eingeleitet werden.
Es ist erkennbar, daß mit Hilfe der Schaltautomatik, welche die im Getriebe angeordnete
Wegmeßvorrichtung zusammen mit dem die Kupplungen und die Bremsen betätigenden Schalter
50 umfaßt, die Arbeitabewegungen des Putswagens 10 und des Greifers
13
exakt wegabhängig gesteuert werden können. Durch Veränderung des Stellhubes der
Spindelmutter 40 und des Abstandes der Schaltnocken 47 des Schaltgliedes 41 ist
eine Einstellung der Schaltwege möglich.