DE2815760C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Tagebaugroßgeräte, wie er im Oberbegriff des Patentanspruchs vorausgesetzt ist.

In Maschinen- und Geräteantrieben treten im allgemeinen infolge von Massenwirkungen, periodisch übersetzenden Ge­ trieben und periodisch veränderlichen Arbeits- und Bewe­ gungswiderständen periodisch veränderliche Kräfte und Momente auf. So werden z. B. in Eimerkettenbaggern von der Eimerkette wegen des ungleichmäßigen Übersetzungsver­ hältnisses zwischen Eimerkette und Antriebsturas sowie infolge von Massenwirkungen und veränderlichen Grab- und Bewegungswiderständen periodisch veränderliche Momente in das Antriebssystem eingeleitet. Periodisch veränderliche Momente werden auch im Antrieb von Schaufelradbaggern auf Grund des periodischen Eingriffes der Graborgane in das Baggergut und infolge veränderlicher Grab- und Bewegungs­ widerstände verursacht.

Diese periodisch veränderlichen Belastungen werden über die Elemente des Antriebes auf den Antriebsmotor und den Maschinen- bzw. Geräterahmen übertragen. Sie verursachen Torsionsschwingungen im Antriebssystem und damit verbunden zusätzliche dynamische Kräfte und Momente, die die Lebens­ dauer der Elemente des Antriebes verringern und ihre Lei­ stung begrenzen. Zur Verringerung der dynamischen Bela­ stung von Antrieben der beschriebenen Art sind Lösungen bekannt, die auf dem Prinzip der Schwingungstilgung durch Abstimmung der Federkonstanten, Massen- und Massenträg­ heitsmomente einzelner Elemente des Antriebes auf die Kreisfrequenz des periodisch veränderlichen Anteiles der Belastung des Antriebes beruhen.

Für einen Antrieb eines Eimerkettenbaggers, der ein Um­ laufrädergetriebe mit elastisch im Geräterahmen abge­ stütztem Gehäuse enthält, wurde vorgeschlagen (nach DD-PS 65 161), die Abstützung des Getriebegehäuses durch geeignete Wahl der Federkonstanten der Stützfeder und ent­ sprechende Wahl des Masseträgheitsmomentes des Getriebe­ gehäuses so auszubilden, daß die Eigenkreisfrequenz dieses Teilsystems des Antriebes gleich oder ungefähr gleich der Kreisfrequenz des periodisch veränderlichen Anteils des Belastungsmomentes an der Turaswelle ist. Diese Lösung er­ fordert im allgemeinen einen sehr hohen Materialaufwand zur Realisierung des erforderlichen Masseträgheitsmomentes des Getriebegehäuses oder eine sehr weiche Abstützung des Getriebegehäuses im Geräterahmen, die konstruktiv nur mit großem Aufwand realisierbar ist, da über die Abstützung gleichzeitig das Reaktionsmoment infolge des Nennmomentes des Antriebes geleitet werden muß.

Als Weiterentwicklung des gleichen Grundprinzips wurde außerdem vorgeschlagen (gem. DE-OS 22 60 176 und DD-PS 1 00 302), zur Verringerung der Masse des Getriebegehäuses bei gleichem Masseträgheitsmoment an das Getriebegehäuse über ein zusätzliches Getriebe zusätzliche Schwungmassen so anzukoppeln, daß die Winkelgeschwindigkeit der Schwung­ massen größer als die Winkelgeschwindigkeit des elastisch abgestützten, pendelnden Getriebegehäuses ist. Diese Lösung besitzt den Nachteil, daß das zusätzliche Getriebe infolge der kinematisch notwendigen Geometrie seiner Bauteile (Verzahnung der Zahnräder) und der konstruktionsbedingten Spiele, die zusammen die Wirkung einer nicht linearen Feder mit Spiel ergeben, den Tilgereffekt weitgehend einschränkt oder vollständig aufhebt.

Für Antriebe mit Standgetrieben wurde vorgeschlagen, das Getriebegehäuse im Maschinengestell drehbar zu lagern und über zusätzliche Zahnräder und Federn im Gehäuse dreh­ elastisch abzustützen (SU-PS 3 36 452).

Es ist außerdem eine Lösung für einen Antrieb mit einem mehrstufigen Standgetriebe bekannt, bei dem zwischen die letzte und vorletzte Getriebestufe ein Differentialge­ triebe zwischengeschaltet wurde, an dessen dritte Welle eine lineare bzw. nicht lineare im Maschinengestell abge­ stützte Feder angeschlossen wurden (DD-PS 1 07 739). Beide Lösungen erfordern einen hohen zusätzlichen kinema­ tischen Aufwand (zusätzliche Zahnradgetriebe) für die Rea­ lisierung eines vollständigen oder teilweisen Tilger­ effektes.

Sie besitzen außerdem den Nachteil, daß über die zusätz­ lich angeordneten elastischen Elemente gleichzeitig das Reaktionsmoment des Getriebes infolge des von ihm über­ tragenden Nennmomentes geleitet werden muß. Auf Grund dieses Nachteiles lassen sich die vorstehend beschriebenen Lösungen bei Antrieben mit hoher Leistung, wie z. B. in Tagebaugroßgeräten, mit den bisher bekannten technischen Mitteln nicht mehr realisieren.

Auch die nach der GB-PS 10 77 102 bekannte ringförmige aus­ gebildete Tilgermasse führt in der Anordnung an Flieh­ kraftpendeln bei größeren Leistungen zu technisch nicht realisierbaren Feder- und Massengrößen, weil diese An­ ordnung an stationären und Drehschwingungen ausführenden Bauteilen eines insgesamt beweglichen Maschinensystems vorgesehen ist.

Die weiterhin bekannten Schwingungstilger nach den Ver­ öffentlichungen der FR-PS 7 40 766, US-PS 22 11 076 und US-PS 23 48 941 sind aus mehreren Einzelmassen aufgebaut, die am Umfang von im primären Leistungsfluß umlaufenden Bauteilen angeordnet sind. Diese Ausbildungen führen eben­ so zu nicht realisierbaren Feder- und Massengrößen, wenn sie für Antriebe mit größeren Antriebsleistungen verwendet werden sollen.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, die Feder- und Massen­ größen eines Schwingungstilgers für größere Antriebslei­ stungen von Tagebaugroßgeräten zu minimieren und damit eine leichtere und ökonomischere Bauweise derartiger Antriebs­ systeme bei gleichzeitiger Erhöhung ihrer Zuverlässigkeit zu erreichen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen An­ trieb für Tagebaugroßgeräte mit einem Rahmen, einem An­ triebsmotor, einem periodisch veränderlichen Belastungen ausgesetzten Arbeitsorgan, einem zwischen Antriebsmotor und Arbeitsorgan geschalteten Umlaufrädergetriebe, dessen Gehäuse elastisch am Rahmen abgestützt ist, und mit einem Schwingungstilger so auszubilden und anzuordnen, daß mit minimalen Zusatzmassen die periodisch veränderlichen An­ teile der äußeren Belastung derartiger Antriebe weit­ gehend getilgt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schwingungstilger eine ringförmige Tilgermasse aufweist, die am Umfang des Gehäuses des Umlaufrädergetriebes um dieses herum drehbar gelagert und gegen dieses über ela­ stische Elemente abgestützt ist.

Durch die Anordnung des Schwingungstilgers in einem lei­ stungslosen Nebenzweig des Systems werden seine Federkon­ stanten und seine Massen bzw. Masseträgheitsmomente im Vergleich zu den bisher bekannten Lösungen klein, da die Bauteile des Schwingungstilgers nicht an der Übertragung der Nutzleistung des Antriebes bzw. an der Übertragung des aus der Nutzleistung resultierenden Stützmomentes be­ teiligt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel des Antriebes der Eimerkette eines Eimerkettenbaggers näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 das kinematische Schema in zwei Ansichten.

Der Antrieb des Eimerkettenbaggers besteht aus dem An­ triebsmotor 1, dem Vorgelegegetriebe 2, einem Umlaufräder­ getriebe und der Turaswelle 11 mit dem Kettenturas 12, der mit der Eimerkette 13 in Eingriff steht. Das Umlaufräder­ getriebe ist aus dem Sonnenrad 4, den Planetenrädern 5, die auf dem Steg 19 gelagert sind, und dem innenverzahnten Rad 6 aufgebaut. Das Gehäuse 3 des Umlaufrädergetriebes, das mit dem Rad 6 fest verbunden ist, wird über die Feder 10 elastisch im Rahmen des Baggers abgestützt. Um das Gehäuse 3 ist ringförmig die Tilgermasse 8 angeordnet, die in Rollen 9 auf dem Gehäuse 3 gelagert und mit Federn 14 elastisch gegen das Gehäuse 3 abgestützt ist. Die Tilger­ masse 8 bildet zusammen mit den Federn 14 den Schwingungs­ tilger, der durch das periodisch veränderliche Belastungs­ moment an der Turaswelle 11 zu Zwangsschwingungen erregt wird, deren Amplituden mit der Erregung in Gegenphase liegen, so daß der periodisch veränderliche Anteil des Belastungsmomentes ganz oder teilweise getilgt wird.

Claims (1)

1. Antrieb für Tagebaugroßgeräte mit einem Rahmen, einem Antriebsmotor, einem periodisch veränderlichen Belastungen ausgesetzten Arbeitsorgan, einem zwischen Antriebsmotor und Arbeitsorgan geschalteten Umlaufrädergetriebe, dessen Gehäuse elastisch am Rahmen abgestützt ist, und mit einem Schwingungstilger, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger eine ringförmige Tilgermasse aufweist, die am Umfang des Gehäuses des Umlaufräderge­ triebes um dieses herum drehbar gelagert und gegen dieses über elastische Elemente abgestützt ist.