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DE3140442A1 - Mehrstufiger winden- oder trommelantrieb - Google Patents

Mehrstufiger winden- oder trommelantrieb

Info

Publication number
DE3140442A1
DE3140442A1 DE19813140442 DE3140442A DE3140442A1 DE 3140442 A1 DE3140442 A1 DE 3140442A1 DE 19813140442 DE19813140442 DE 19813140442 DE 3140442 A DE3140442 A DE 3140442A DE 3140442 A1 DE3140442 A1 DE 3140442A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
clutch
gear
input shaft
planetary
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19813140442
Other languages
English (en)
Inventor
Leslie J. Langley British Columbia Sell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paccar of Canada Ltd
Original Assignee
Paccar of Canada Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Paccar of Canada Ltd filed Critical Paccar of Canada Ltd
Publication of DE3140442A1 publication Critical patent/DE3140442A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • F16H3/666Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another with compound planetary gear units, e.g. two intermeshing orbital gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02Driving gear
    • B66D1/14Power transmissions between power sources and drums or barrels
    • B66D1/22Planetary or differential gearings, i.e. with planet gears having movable axes of rotation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28Other constructional details
    • B66D1/40Control devices
    • B66D1/42Control devices non-automatic
    • B66D1/44Control devices non-automatic pneumatic of hydraulic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Description

Mehrstufiger Winden- oder Trommelantrieb
B_e_s_c_h_r__e_i_b_u_n_g
Die Erfindung bezieht sich, auf Hebezeuge und betrifft
insbesondere ein mit einer Winde oder Seiltrommel arbeitendes Hebezeug zum senkrechten Bewegen eines übermäßig langen Seils in einem weiten Bereich von Geschwindig- -^q keiten.
Bekannte Antriebe für Langseilwinden oder Seiltrommeln sind äußerst aufwendig in der Herstellung und weisen häufig mehrstufige Zusatzgetriebe auf, welche dazu dienen, die jeweils notwendige Hubkraft in einem weiten Bereich von Geschwindigkeiten zu erzielen. In anderen Ausführungsformen wird für die Erzielung variabler Geschwindigkeiten ein Antriebsmotor mit steuerbarer Drehzahl verwendet. Abgesehen davon, daß derartige bekannte Antriebe sehr
2Q teuer sind, eignen sich viele von ihnen kaum für die Verwendung an abgelegenen Orten, z.B. Ölfeldern od. dergl.
Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Antriebs für ein Hebezeug, insbesondere für eine Winde oder eine Seiltrommel, welcher mit einer Anordnung von Scheibenkupplungen und Planetengetrieben arbeitet, um bei geringstmöglichen Reibungsverlusten einen großen Bereich von Geschwindigkeiten, zum Bewegen von extrem langen Seilen zu erzielen.
Zur Erreichnung dieses Ziels schafft die Erfindung einen zwischen einer angetriebenen Eingangswelle und einem Abtriebsteil angeordneten Getriebesatz mit einer Anordnung von Planetengetrieben, welche zur Herstellung von wenigstens drei Übertragungsverhältnissen wahlweise schaltbar sind. Das Schalten der Planetengetriebe erfolgt mittels wenigstens dreier herkömmlicher Scheibenkupplungen, welche in einem ölbad laufen und in beliebigen
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Kombinationen derart betätigbar sind, daß jeweils zwei der drei Kupplungen kraftschlüssig sind und nur eine davon ausgerückt ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist die ausgerückte Scheibenkupplung dem niedrig- sten Geschwindigkeitsbereich zugeordnet, d.h. ihre Kupplungsscheiben laufen mit der niedrigsten Drehzahl, um die Verluste durch den Strömungswiderstand des Ölbads möglichst niedrig zu halten.
Dank dieser Ausbildung sind die durch den Strömungswiderstand des Öls zwischen den Kupplungsscheiben und -lamellen im ausgerückten Zustand der Kupplung hervorgerufenen Reibungsverluste beträchtlich geringer als in bekannten Getrieben dieser Art. In bekannten Getrieben können die Reibungsverluste sehr hoch sein, insbesondere bei Vorhandensein mehrerer gleichzeitig ausgerückter und mit hohen Drehzahlen laufender Scheibenkupplungen.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Antriebs an einer Winde oder Seiltrommel für extrem große Seillängen, z.B. an einer Seiltrommel für Bohrlochmessungen, ist der Getriebesatz vorzugsweise mit einem Abtriebs-Vorgelege kombiniert, mittels dessen sich zusätzliche Übertragungsverhältnisse herstellen lassen. Bei einer solchen Aus-
2& rüstung für Bohrlochmessungen kann die Seillänge mehr als etwa neuntausend Meter betragen, wobei das Seil für die Messung und Untersuchung eines Bohrlochs mit einer äußerst geringen und zum Aufholen oder Absenken der Sonde mit sehr hohen Geschwindigkeiten bewegbar sein muß» Bei
®0 der Verwendung eines dreistufigen Getriebesatzes in Kombination mit einem zweistufigen Vorgelege lassen sich sechs verschiedene Geschwindigkeiten schalten3 wobei in den niedrigeren Geschwindigkeiten eine ausreichende Kraft zum Tragen des vollständig abgelaufenen Seils zur Verfugung steht. Die Getriebestufen für die sechs Geschwindigkeiten oder Übertragungsverhältnisse sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht .
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Bei der Vermessung oder Untersuchung von Bohrlöchern muß der Antrieb der dafür verwendeten Seiltrommel in der Lage sein, die Meßsonde mit innerhalb eines weiten Bereichs verschiedenen, innerhalb äußerst enger Grenzen steuerbaren Geschwindigkeiten aufzuziehen und abzusenken. Darüber hinaus muß der Antrieb ein ausreichend großes Drehmoment aufbringen, um die von dem Gewicht des abgelaufenen Seils sowie von dem Gewicht der Sonde auf die Seiltrommel ausgeübte Belastung aufzunehmen* In einem typischen EaIl muß beispielsweise das bis zu einer Länge von ca. neuntausend Meter abgelaufene Seil mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,6 m/min bewegt oder das auf eine Länge von ca. 1500 m abgelaufene Seil mit einer Geschwindigkeit von ca. 360 m/min aufgeholt werden können.
Die Möglichkeit des schnellen Aufholens des Seils ist für den !"all notwendig, daß eine Meßsonde bei einem Ausbruch von Gasen oder Flüssigkeiten sehr schnell aus dem Bohrloch entfernt werden muß. Der erfindungsgemäße Antrieb setzt sich zusammen aus einem hydrostatischen Antriebsmotor, einem mehrstufigen Planetengetriebesatz, einem zweistufigen Abtriebsvorgelege und einem nicht schaltbaren Planeten-Untersetzungsgetriebe, welche zu einer kompakten Einheit zusammengefaßt sind. Das Verhältnis zwischen der größten und der kleinsten Drehzahl unter voller Belastung liegt bei bekannten hydrostatischen Antriebsmotoren bei etwa 10 : 1, woraus sich ein äußerst begrenzter Geschwindigkeitsbereich ergibt. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Verwendung des mehrstufigen Planetengetriebesatzes beim erfindungsgemäßen Antrieb die Erweiterung des Geschwindigkeitsbereichs auf ein Verhältnis von 600 : 1. Der Drehzahlbereich des Motors kann dabei auf ein Verhältnis von 25 ' 1 erweitert sein, da die mechanische Untersetzung im Betrieb mit niedrigen Drehzahlen eine beträchtliche Verringerung des Betriebsdrucks bewirkt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Antriebsübertragung zwischen dem Hauptteil des
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Planetengetriebesatzes und der Abtriebs- oder Ausgangswelle unterbrochen werden kann, um die Seiltrommel im Freilauf arbeiten zu lassen. Die Unterbrechung der Antriebsübertragung erfolgt im zweistufigen Abtriebsvorgelege und ermöglicht das freie Absenken einer Sonde od. dergl. in einem mit Schlamm gefüllten Bohrloch ohne Antrieb für das ablaufende Seil. Dadurch verringert sich die Gefahr des Überwickelns des Seils bei hohen Geschwindigkeiten, wenn die Sonde auf ein plötzliches Hindernis stößt.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert» Es zeigen:
Fig.. 1A bis 1C Längsschnittansichten eines Seiltrommelantriebs in einer Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der Steuerung für den erfindungsgemäßen Antrieb.
Ein in 3Pig. 1A bis 1C dargestellter Seiltrommelantrieb setzt sich aus drei Hauptbaugruppen zusammen. Die in Fig. 1C gezeigte Baugruppe hat ein Anschlußgehäuse 10, an welchem ein Hydraulikmotor 12 angeschlossen ist«. Die Welle des Motors 12 ist über einen Stirnradsatz antriebsübertragend mit einer Eingangswelle 14 eines dreistufigen Getriebes verbunden.
Die Eingangswelle 14 ist drehbar in einem Gehäuse 16 gelagert. Auf der Eingangswelle 14 sind ein erstes und ein zweites Sonnenrad 18 bzw. 20 mittels Uadellagern 19 bzw. 21 gelagert. Eine erste Kupplung 22 setzt sich zusammen aus einer Kolbenführung 34, einem Kolben 36 9 _ einem unverdrehbar auf der Welle 14 sitzenden Kupplungsträger 38, einer Anzahl von Kupplungslamellen 39 und . einer Anzahl von mit dem Kupplungsträger 38 verzahnten Kupplungsringen 40. Di© Lamellen 39 sind mit einem Naben-
teil 18a des ersten Sonnenrads 18 verzahnt.
Eine zweite Kupplung 42 weist einen mit der Eingangswelle 1A- verzahnten Kupplungsträger 48, mit einem Nabenteil 20a des zweiten Sonnenrads 20 verzahnte Kupplungslamellen 49 und mit dem Kupplungsträger 48 verzahnte Kupplungsringe 50 auf. Planetenräder 60, 60a, 60b und 62 sind mittels Planetenbolzen 64, -65 in einem unterteilten Planetensteg 67 gelagert, welcher seinerseits frei drehbar auf der Eingangswelle 14 gelagert, und in Axialrichtung durch die Sonnenräder 18 und 20 fixiert ist. Von den Kupplungen 22 und 42 ist der Planetensteg 67 durch Drucklager 68 getrennt.
In der dargestellten Ausführungsform kämmt das beispielsweise siebenundzwanzig Zähne aufweisende erste Sonnenrad 18 mit dem einundzwanzig Zähne aufweisenden Planeten-Zwischenrad 62. Das mit diesem kämmende Planetenrad 60 weist sechzehn Zähne auf und kämmt seinerseits mit dem vierundachzig Zähne aufweisenden Außenrad 70.
Das achtundvierzig Zähne aufweisende zweite Sonnenrad 20 kämmt mit dem sechzehn Zähne aufweisenden Planeten-Zwischenrad 60b. Das mit diesem kämmende Planetenrad 60a hat ebenfalls sechzehn Zähne und kämmt seinerseits mit dem Außenrad 70.
Das Außenrad 70 ist über eine Verzahnung 72a mit einer■ Abtriebstrommel 72 verbunden, welche mittels eines Lagers 74 im Gehäuse 16 gelagert ist. Die die Kupplungen 22 und 42 sowie den Planetensteg 67 tragende Eingangswelle 14 ist mittels eines Lagers 78'in einem Gehäusedeckel 80 und mittels eines zweiten Lagers 79 is- der Abtriebstroramel 72 gelagert. Eine Verlängerung 67a des Planetenstegs 67 ist mit einem zu einer dritten Kupplung 86 gehörigen Kupplungsring 84 verzahnt. Dieser sitzt zwischen einem unverdrehbar mit dem Gehäuse 16 verbundenen Druckring 87 und einem durch einen Bolzen 92 unverdrehbar
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mit dem GeMu se de ekel 80 verbundenen Ringkolben 90.
Die Betätigung der ersten Kupplung 22 erfolgt mittels über eine Radialbohrung 98, eine Axialbohrung 96 und Radialdurchlässe 94 der Welle 14 zugeführten Drucköls. Drucköl für die Betätigung der zweiten Kupplung 42 wird dieser über eine Radialbohrung 102, eine Bohrung 103 und einen Radialdurchlaß 100 zugeführt. Die Betätigung der dritten Kupplung 86 erfolgt ebenfalls in nicht im einzelnen dargestellter Weise mittels Drucköls»
Die Kupplungen 22, 42 und 86 sind durch darin angeordnete Druckfedern 108 bzw. 110 bzw= 112 in die gelöste Stellung belastet, so daß die Sonnenräder 18 und 20 sowie der Planetensteg 67 mit seiner Verlängerung 67a innerhalb der Kupplungen frei drehbar sind, solange diese nicht mit Drucköl gespeist sind.
■ I1Ur den Betrieb mit der größten Untersetzung werden der Kolben 36 der ersten Kupplung 22 sowie der Kolben 90 der dritten Kupplung 86 mit Drucköl beaufschlagt, um das erste Sonnenrad 18 kraftschlüssig mit der Welle 14 zu verbinden und den Planetensteg 67 relativ zum Gehäuse festzusetzen. Eine Umdrehung der Motorwelle bewirkt nun eine Umdrehung der Eingangswelle 14 zusammen mit dem Sonnenrad 18 und den beiden Kupplungen 22 und 42 in der gleichen Richtung. Das erste Sonnenrad 18 treibt dabei das Außenrad 70 und die Abtriebstrommel 72 über die im festgehaltenen Planetensteg 67 gelagerten Zwischen- und Planetenräder 62 bzw. 60 mit verringerter Drehzahl in der gleichen Richtung an. Die Drehzahl des Außenrads ist dabei um 84/27 gegenüber der der Eingangswelle 14 verringert„
Da der Kolben 46 der zweiten Kupplung 42 nicht mit Drucköl beaufschlagt ist, kann sich das zweite Sonnenrad unabhängig vom ersten Sonnenrad 18 auf der Welle 14 drehen. Durch die Drehung des Außenrads 70 wird das
zweite Sonnehrad 20 in der gleichen Richtung wie das erste Sonnenrad 18 mit einer um 84/48 größeren Drehzahl als dieses angetrieben. Bei einer Drehzahl der Eingangswelle 14 von beispielsweise 3 000 U/min ergibt sich für die freilaufende Kupplung 42 eine Drehzahl von 3 000 χ o,375 = 1 312,5 U/min. Bei dieser relativ niedrigen Relativgeschwindigkeit zwischen den Kupplungsringen und Lamellen der zweiten Kupplung 42 sind die durch den Strömungswiderstand hervorgerufenen Verluste sehr gering,- so daß für die niedrigste Abtriebsdrehzahl ein hoher Wirkungsgrad gewährleistet ist.
Für den Betrieb mit mittlerer Abtriebsdrehzahl werden der Kolben 46 der zweiten Kupplung 42 sowie der Kolben 90 der dritten Kupplung 86 mit Drucköl beaufschlagt, um das zweite Planetenrad 20 kraftschlüssig mit der Welle zu verbinden und den Planetensteg 67 relativ zum Gehäuse 16 festzusetzen. Eine Umdrehung der Eingangswelle 14 bewirkt nun eine Drehung des zweiten Planetenrads 20 und der beiden Kupplungen 22 und 42 in der gleichen Richtung. Dabei wird das Außenrad 70 vom zweiten Sonnenrad 20 über die Zwischen- und Planetenrader 60b bzw. 60a mit verringerter Drehzahl in der gleichen Richtung angetrieben. Die Drehzahl des Außenrads 70 ist dabei 84/48 mal niedriger als die der Eingangswelle 14.
Da der Kolben 36 der ersten Kupplung 22 nicht mit Druck-Öl beaufschlagt ist, kann sich das erste Sonnenrad 18 frei auf der Welle 14 drehen. Es wird dabei vom Außenrad 70 über die Planeten- und Zwischenräder 60 bzw. 62 gleichsinnig mit einer Drehzahl angetrieben, welche 84/27 mal größer ist als die des Außenrads 70. Die absolute Drehzahl des ersten Sonnenrads 18 ist somit 48/84 χ 84/27 oder 1,778 mal die Drehzahl der Eingangswelle 14. Da sich die Kupplung 22 ebenfalls zusammen mit der Eingangswelle 14 dreht, ist die Drehzahl des ersten Sonnenrads 18 relativ zu den Teilen der Kupplung gleich 1,778 minus 1, d.h. also o,778 mal die Drehzahl der Ein-
gangswelle 14. Dies ergibt bei einer Drehzahl der Eingangswelle 14 von beispielsweise 3 000 U/min an der ersten Kupplung 22 eine Freilaufdrehzahl von 3 000 χ ο,778 = 2 334 U/min.
Für den Betrieb mit der höchsten Abtriebsdrehzahl werden die erste und die zweite Kupplung 22 bzw. 42 mit Drucköl gespeist, um beide Sonnenräder 18, 20 kraftschlüssig mit der Eingangswelle 14 zu verbinden. Da beide Sonnenräder über die zugeordneten Zwischen- und Planetenräder mit unterschiedlichem Übertragungsverhältnis antriebsübertragend mit dem Außenrad 70 verbunden sind, sind die beiden Planetengetriebe relativ zueinander blockiert, so daß das Außenrad 70 direkt mit der Eingangswelle 14 gekuppelt ist. Die Abtriebsdrehzahl und die Freilaufdrehzahl der dritten Kupplung 86 sind somit gleich der Drehzahl der Eingangswelle 14. Da die dritte Kupplung 86 mit einer einzigen Kupplungsscheibe 84 nur zwei Reibflächen aufweist und der Kolben 90 nicht mit Druckül beaufschlagt ist, bleibt der Drehwiderstand gering.
Das in Fig, 1A dargestellte zweistufige Abtriebs-Vorgelege weist ein mit der Abtriebstrommel 72 des dreistufigen Getriebes verbundenes Sonnenrad 120 auf, welches eine erste Kupplung trägt« Diese setzt sich zusammen aus einem Stützring 122, einem Kolben 124,einem Kupplungsträger 126, Kupplungslamellen 128, Kupplungsringen 130 und Kolbenrückstellfedern 132. Das Sonnenrad 120 kämmt mit in einem Planetensteg 136 gelagerten Planetenrädern 134. Der Planetensteg 136 ist mittels Lagern 140, 142 gelagert und hat eine Verlängerung 136a mit einer Innenverzahnung, mit welcher die Kupplungslamellen 128 verzahnt sind.
Die Planetenräder 134 kämmen mit einem frei drehbar auf der Verlängerung 136a des Stegs 136 gelagerten Außenrad 144. Eine zweite Kupplung weist mit dem Außenrad 144 verzahnte Kupplungsringe 148, zwischen diesen angeordnete
Kupplungslamellen 150, 152, einen Kolben 154 und Kolbenrückstellfedern 156 auf. Drucköl für die Betätigung des Kolbens 12A- der ersten Kupplung wird diesem über eine aus einem Leitungsstück 160 und Bohrungen 161, 162 gebildete drehbare Verbindung zugeführt. .J1Ur die Zufuhr von Drucköl zum Kolben 154- der zweiten Kupplung ist ein Gehäuseanschluß 164· vorhanden.
Für den Betrieb im unteren Drehzahlbereich wird der Kolben 154- der zweiten Kupplung des Vorgeleges mit Drucköl beaufschlagt um das Außenrad 144 über die Kupplungsringe 148 relativ zu dem am Hauptgehäuse 16 befestigten Vorgelegegehäuse 170 festzuhalten. Das mit dem Abtrieb des dreistufigen Getriebes verbundene Sonnenrad 120 hat sechzehn Zähne und wälzt die Planetenräder 134 an dem festgehaltenen, dreiundachzig Zähne aufweisenden Außenrad 144 ab, so daß sich für den Planetensteg 136 ein Untersetzungsverhältnis von 6,187 : 1 ergibt. Da der Kolben 124 der ersten Kupplung nicht mit Drucköl beaufschlagt ist, kann sich das Sonnenrad 120 relativ zum Planetensteg 136 frei drehen.
3?ür den Betrieb im oberen Drehzahlbereich wird der Kolben 124 der ersten Kupplung mit Drucköl beaufschlagt, um das Sonnenrad 120 über die Kupplungsringe 128 kraftscjlüssig mit dem Planetensteg 136 zu verbinden. Da der Kolben 154 der zweiten Kupplung nicht mit Drucköl beaufschlagt ist, kann sich das Außenrad 144 zusammen mit dem Planetensteg 136 und dem Sonnenrad 120 drehen, so daß sich zwischen dem Abtrieb des dreistufigen Getriebes und einem nachgestihalteten, nicht schaltbaren Untersetzungs-Planetengetriebe 172 ein Übertragungsverhältnis von 1 : 1 ergibt.
I1Ur den Ereilauf betrieb sind weder der Kolben 124 der ersten noch der Kolben 154 der zweiten Kupplung mit Drucköl beaufschlagt, so daß der Planetensteg 136 sowie das Außenrad 144 frei drehbar sind. Das durch den Zug des
Seils an der Seiltrommel auf ein Abtriebskettenrad 174 übertragene Drehmoment versetzt den Planetensteg 17.6 des Untersetzungsgetriebes 172 in Drehung, wodurch dessen Sonnenrad mit erhöhter Drehzahl angetrieben wird. Der hydraulische Motor 12 liefert keinen Antrieb, so daß das Sonnenrad 120 feststeht und das Außenrad 144 über den Planetensteg 136 mit erhöhter Drehzahl angetrieben wird.
Die Gehäuse 16 und 170 sind mit Schmieröl gefüllt, welches ihnen in geeigneter Weise, beispielsweise mittels einer Pumpe 180 zugeführt wird.
Sig. 2 zeigt eine schaubildliche Darstellung der Steuerung für den vorstehend beschriebenen Antrieb.
Die Druckölspeisung der Kupplungskolben 12A-, 154· ist über zwei Schieber 190 bzw. 192 gesteuert. Weitere Schieber 198 und 200 steuern die Druckölspeisung der Kolben 46 und 36 der Kupplungen 22 bzw. 42 sowie des Kupplungskolbens 90.
In Abwesenheit eines Betätigungssignals an einem der Steuerschieber 198, 200 und 190, 192 nehmen diese jeweils eine Stellung ein, in welcher die Kupplungskolben 36 . und 90 bzw. der Kupplungskolben 154- mit Drucköl beaufschlagt sind, so daß das dreistufige Getriebe sowie das zweistufige Vorgelege jeweils mit der größten Untersetzung arbeiten.
Durch Anlegen eines Betätigungssignals an den Steuerschieber 198 wird der Kolben 46 mit Drucköl beaufschlagt und der Kolben 90 druckentlastet, während der Kolben weiter unter Druck steht, so daß das dreistufige Getriebe nun mit der größten Abtriebsdrehzahl arbeitet. Durch Anlegen des Betätigungssignals an den Schieber 200 wird der Kolben 46 mit Drucköl beaufschlagt und der Kolben druckentlastets während der Kolben 90 weiter unter Druck
steht, so daß das dreistufige Getriebe nun mit der mittleren Abtriebsdrehzahl arbeitet.
Durch Anlegen des Betätigungssignals an den Steuerschieber 190 wird der Kolben 124- mit Drucköl beaufschlagt und der Kupplungskolben 154- druckentlastet, so daß das zweistufige Vorgelege nun im oberen Drehzahlbereich arbeitet.
Die Druckluft-Betätigungssignale werden den Steuerschiebern 190, 192 und 198, 200 über Betätigungsschieber 193, 194- bzw. 220 zugeführt. Durch Anlegen des Betätigungssignals an den Steuerschieber 192 wird die Druckölspeisung des Steuerschiebers 19Q unterbrochen, und die Kupplungskolben 124- und 154- werden druckentlastet, so daß das zweistufige Vorgelege freiläuft.
Eine Anordnung von Servoventilen 210, 212, 214- steuert die Betätigung eines Entlastungsventils 216 in einem geschlossenen Pumpen-Motorkreis. Die Servorventile sind zur Begrenzung des Ausgangsdrehmoments des Motors in den verschiedenen Untersetzungsbereichen einstellbar. Die Ansteuerung des dem Jeweiligen Untersetzungsbereich zugeordneten Servoventils erfolgt selbsttätig über einen Steuerschieber 218, welcher seinerseits über einen Ausgang des SchaltSchiebers 220 gesteuert ist.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern erlaubt die verschiedensten Abwandlungen desselben im Rahmen der Ansprüche.
Leerseite

Claims (9)

Pate n_t §_n_s jo_r_ü_c__h_e 25 30
1. Mehrstufiges Getriebe für eine Winde, eine,Seiltrommel od. dergl., gekennzeichnet durch ein Gehäuse (16), durch eine drehbar im Gehäuse gelagerte Eingangswelle (14), durch einen Drehantrieb (12) für die Eingangswelle, durch ein drehbar im Gehäuse gelagertes Abtriebsteil. (72), durch im Gehäuse angeordnete erste und zweite Planetenradsätze (18, 62, 60; 20, 60b, 60a) für die Antriebsübertragung von der Eingangswelle zum Abtriebsteil mit jeweils einem von drei verschiedenen Übertragungsverhältnissen, durch drei den Planetenradsätzen zugeordnete, unabhängig voneinander betätigbare Scheibenkupplungen (22, 42, 86), durch eine Druckölquelle (180) für die Betätigung der Scheibenkupplungen und durch Steuereinrichtungen (190 bis 200, 220) für die gleichzeitige Betätigung jeweils zweier Scheibenkupp-
lungen für jedes Antriebsübertragungsverhältnis zur Verringerung der durch Strömungswiderstand an den Kupplungen hervorgerufenen Reibungsverluste der Antriebsübertragung.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e ichnet, daß die im Betrieb mit der niedrigsten Abtriebsdrehzahl gelöste Kupplung (42) relativ zu den beiden anderen Kupplungen (22, 86) im gelösten Zustand derselben die niedrigste Drehzahl hat, so daß die durch Strömungswiderstände hervorgerufenen Reibungsverluste bei der niedrigsten Abtriebsdrehzahl am geringsten sind und damit die Abtriebsleistung am größten ist.
3. ' Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der erste Planetenrads at ζ eine erste Kupplung (22), einen Kolben (36) für die Betätigung der ersten Kupplung, ein drehbar auf der Eingangswelle (14) gelagertes erstes Sonnenrad (18), ein mit dem Abtriebsteil (72) verbundenes Außenrad (?O) und eine Anzahl von in einem Planetensteg (67) gelagerten, mit dem ersten Sonnenrad und dem Außenrad kämmenden Planetenrädern (60, 62) aufweist und daß das erste Sonnenrad durch Betätigung der ersten Kupplung kraftschlüssig mit der Eingangswelle verbindbar ist, so daß das Außenrad bei festgehaltenem Planetensteg mit einem ersten 'Übertragungsverhältnis relativ zur Eingangswelle angetrieben ist.
4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der zweite Planetenradsatz eine zweite Kupplung (42), einen Kolben (46) für die Betätigung der zweiten Kupplung, ein zweites Sonnenrad (20), eine zweite Anzahl von in einem Planetensteg (67a) gelagerten und mit dem zweiten Sonnenrad sowie mit dem Außenrad kämmenden Planetenrädern (60a, 60b) aufweist und daß' das zweite Sonnenrad durch Betätigung der zweiten Kupplung kraftschlüssig mit der Eingangswelle verbindbar ist, so daß das Außenrad bei festgehaltenem Planetensteg mit
3U0U2
Ο« O β α O O « Q O 4
einem zweiten Ühertragungsverhältnis relativ zur Eingangswelle angetrieben ist.
5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ~ zeichnet, daß die Planetenradsätze ein erstes und ein zweites drehbar auf der Eingangswelle (1A-) gelagertes Sonnenrad (18 bzw. 20), ein mit dem Abtriebsteil (?2) verbundenes gemeinsames Außenrad (70), eine erste und eine zweite Anzahl von mit dem ersten bzw. mit dem zweiten Sonnenrad sowie mit dem Außenrad kämmenden Pianetenrädern (60, 62 bzw. 60a, 60b), zum kraftschlüssigen "Verbinden der Sonnenräder mit der Eingangswelle betätigbare erste und zweite Kupplungen (22 bzw. 4-2), einen ersten und einen zweiten Kolben (36 bzw. 46) für die Betätigung der jeweiligen Kupplung, einen beiden Planetenradsätzen gemeinsamen, eine Verlängerung (67a) aufweisenden Planetensteg (67), eine zum Lösen der Verbindung der Verlängerung des Planetenstegs mit dem Gehäuse (16) für die Herstellung einer direkten Antriebsverbindung zwisehen der Eingangswelle und dem Außenring betätigbare dritte Kupplung (86) und einen Kolben (90) für die Betätigung der dritten Kupplung aufweist.
6. Seiltrommelantrieb für eine Bohrlochvermessungsvorrichtung oder eine ähnliche Maschine für die senkrechte Bewegung eines extrem langen Seils in einem großen Bereich von Geschwindigkeiten, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (16), durch eine drehbar im Gehäuse gelagerte Eingangswelle (14), durch einen Drehantrieb (12) für die Eingangswelle, durch ein im Gehäuse angeordnetes Abtriebsteil (72), durch ein zwischen der Eingangswelle und dem Abtriebsteil angeordnetes mehrstufiges Getriebe für verschiedene Antriebsübertragungsverhältnisse, durch Steuereinrichtungen (190 bis 200, 220) zum Wählen und Herstellen der verschiedenen Antriebsübertragungsverhältnisse und durch ein mit dem Abtriebsteil verbundenes, wahlweise mit einem größeren oder einem kleineren "Übertragungsverhaltnis arbeitendes
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X Abtriebs~Vorgelege120 bis 174), welches zusammen mit dem Getriebe wenigstens sechs verschiedene Antriebsübertragungsverhältnisse ermöglicht.
7· Seiltrommelantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sechs Antriebsübertragungsverhältnisse einen Bereich der Seilgeschwindigkeit von 600 : 1 ermöglichen.
8· Seiltrommelantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mehrstufige Getriebe Planetenradsätze (18, 60, 62, 70; 20, 60a, 60b, 70) mit unterschiedlichem Übertragungsverhältnis sowie drei getrennte, unabhängig voneinander mittels Drucköl betätigbare Scheibenkupplungen (22, 42, 86) auf v/eist und daß über die Steuereinrichtungen (190 bis 200, 220) für jedes Antriebsübertragungsverhältnis jeweils zwei der Kupplungen gleichzeitig betätigbar sind, so daß die auf die Kupplungen einwirkenden Strömungswiderstände auf ein Mindestmaß verringert sind.
9. Seiltrommelantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenradsätze ein erstes und ein zweites drehbar auf der Eingangswelle
(14) gelagertes Sonnenrad (18 bzw. 20), ein mit dem Ab-rtriebsteil )72) verbundenes gemeinsames Außenrad (70), eine erste und eine zweite Anzahl von mit dem ersten bzw. mit dem zweiten Sonnenrad und mit dem Außenrad kämmenden Planetenrädern (60, 62 bzw. 60a, 60b), zum kraftSchlussigen Verbinden der Sonnenräder mit der Eingangswelle betätigbare erste und zweite Kupplungen (22 bzw. 42), einen ersten und einen zweiten Kolben (56 bzw. 46) für die Betätigung der jeweiligen Kupplung, einen beiden Planetenradsätzen gemeinsamen, eine Verlängerung (67a) aufweisenden Planetensteg (67), eine zum Lösen der Verbindung der Verlängerung des Planetenstegs mit dem Gehäuse (16) für die Herstellung einer direkten Antriebsverbindung zwi-. sehen der Eingangswelle und dem Außenring betätigbare
dritte Kupplung (86) und einen Kolben (90) für die Betätigung der dritten Kupplung aufweien.
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