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Bremseinrichtung für mittels einer Federkraft angezogene
Senkbremsen
Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für mittels einer Federkraft angezogene Senkbremsen an druckluftbetätigten Hebezeugen, insbesondere Kränen und Baggern, bei denen ein mittels eines Druckgeberzylinders betätigbarerhydraulischer und ein über ein öldruckgesteuertes Regelventil beaufschlagbarer pneumatischer Arbeitszylinder gegen die Kraft einer die Senkbremse schliessenden Feder zum Lösen auf ein gemeinsames Betätigungsglied der Senkbremse einwirken.
Bekannt sind Bremseinrichtungen obiger Gattung, mit einem öldruckgesteuerten Regelventil, dessen Hydraulikkolben und Pneumatikkolben fest miteinander verbunden sind. Derartige Regelventile steuern den Druck im pneumatischen Druckmittelarbeitskreis in Abhängigkeit vom Weg des Hydraulikkolbens, wobei der pneumatische Druckmittelarbeitskreis als Unterstützung zugesteuert wird, sobald die Stellkraft für eine rein hydraulische Bremsbetätigung zu gross wird. Der Nachteil dieser Regelventile ist, dass die Zusteuerung des pneumatischen Druckmittelarbeitskreises ausschliesslich in Abhängigkeit vom Weg des Arbeitskolbens des hydraulischen Arbeitszylinder, d. h. vom Weg des Bremsgestänges erfolgt.
Insbesondere beim Absenken schwerer Lasten wirkt sich infolge der relativ kleinen Bremslösekräfte die Elastizität des Bremsgestänges häufig nicht so stark aus, dass der Kolben des hydraulischen Bremszylinders einen Weg macht, der in diesem Bereich eine fein abgestufte, wegabhängige Regelung ermöglicht. Erst wenn das Bremsgestänge infolge der sich aus dem Druckanstieg im hydraulischen Arbeitszylinder ergebenden Verringerung der wirksamen Bremskraft einen Bremslöseweg macht, wird der pneumati- sche Druckmittelarbeitskreis zugeschaltet. Die sich nunmehr ergebende schnelle Verringerung der Bremskraft um einen relativ grossen Betrag kann insbesondere beim Absenken schwerer Lasten ein unkontrolliertes Abstürzen der Last zur Folge haben.
Es sind auch hydraulische Fahrzeugbremsanlagen mit Druckluftunterstützung bekannt, in denen ein öldruckgesteuertes Regelventil zum abgestuften Zusteuern der Druckluft verwendet wird. Dieses öldruckgesteuerte Regelventil arbeitet im gesamten Teilbremsbereich kraftabhängig, die beidenK01ben des Regelventils gehen erst bei einer Vollbremsung auf Anschlag. Eine abgestufte Zusteuerung der Druckluft ist bei derartigen hydraulischen Bremsanlagen grundsätzlich nur möglich, indem ein im gesamten Teilbremsbereich kraftabhängig arbeitendes Regelventil verwendet wird, dessen Hydraulik- und Pneumatikkolben also kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Sobald das öldruckgesteuerte Regelventil wegabhängig arbeitet, d. h. sobald seine Kolben formschlüssig miteinander verbunden sind, ist eine abgestufte Druckluftzusteuerung nicht möglich, da nach dem Anlegen der Bremsbeläge der Radbremsen die Kolben der Bremszylinder nur noch sehr kleine Wege zurücklegen, so dass dann die Kolben des Regelventils keine ausreichend grossen Steuerbewegungen ausführen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung mit einem öldruckgesteuerten Regelventil zu schaffen, das im Bereich von kleinen Bremslösekräften kraftabhängiger Stellgrössen ein fein abgestuftes Zusteuern des pneumatischen Druckmittelarbeitskreises in Abhängigkeit von dem im hydraulischen Druckmittelarbeitskreis vorgegebenen Druck ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Stellausgang des Regelventils an den pneumatischen
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Arbeitszylinder angeschlossen ist, dessen einseitig betätigbarer Kolben sowie der des hydraulischen Arbeitszylinders über die zugehörigen Kolbenstangen einer gemeinsamen Schwinge des Betätigungsgliedes zugeordnet sind, und dass dem Führungseingang des Regelventils der Öldruck des hydraulischen Arbeitszylinders bei kleinen Bremslösekräften im wesentlichen ohne Kolbenbewegung des letztgenannten, dagegen bei grossen Bremslösekräften abhängig von dem zurückgelegten Kolbenweg zuführbar ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Regelventil einen Hydraulikkolben und einen koaxial dazu angeordneten Pneumatikkolben aufweist, die bei kleinen Bremslösekräften gegen die Kraft einer Druckfeder gegeneinander verschiebbar und die bei grösseren Bremslösekräften über einen Anschlag fugenlos verbindbar sind. Vorteilhaft ist es, wenn an dem Hydraulikkolben als Dichtung gegen das Ventilgehäuse eine Wellrohrfeder dient.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In einem Ventilgehäuse 1 sind in koaxialen Bohrungen ein Hydraulikkolben 2 und ein Pneumatikkolben 3 angeordnet. Die Oberseite des Hydraulikkolbens wird über einen Führungseingang 4 mit dem in einem hydraulischen Druckmittelarbeitskreis herrschenden Druck beaufschlagt. Die Unterseite des Hydraulikkolbens 2 trägt einen hohlzylinderförmigen Ansatz 2a. Über eine Wellrohrfeder 7 steht der Hydraulikkolben 2 mit einem Flansch 1c des Ventilgehäuses 1 in Verbindung, wobei die Wellrohrfeder 7 einen drucklosen Raum 8 von einem mit dem Druck des hydraulischen Druckmittelarbeitskreises beaufschlagten Raum 9 dichtend trennt. Zwischen dem Hydraulikkolben 2 und dem Penumatikkolben 3 ist eine Druckfeder 10 angeordnet.
Der Pneumatikkolben wird mit einem zylindrischen Ansatz 3a im hohlzylindrischen Ansatz 2a des Hydraulikkolbens geführt, ein Anschlag 2b begrenzt die Bewegung der beiden Kolben in der Annäherungsrichtung. Der Pneumatikkolben 3 stützt sich über eine Feder 11 am Ventilgehäuse 1 ab, eine Kammer 12 unter dem Pneumatikkolben 3 steht über eine Bohrung 1b mit dem pneumatischen Druckmittelarbeitskreis in Verbindung. Der untere Teil des Pneumatikkolbens 3 ist als Hohlstössel 3b ausgebildet und betätigt ein Doppelsitzventil 15, welches durch eine Feder 16 auf seinem Gehäusesitz gehalten wird. In der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Pneumatikkolbens 3 sind ein pneumatischer Arbeitszylinder 14 und eine Kammer 12 des Regelventils über den Hohlstössel 3b, eine Bohrung 3c und einer Öffnung la in der Ventilgehäusewandung entlüftet.
Das Regelventil ist über den Führungseingang 4 mit einem hydraulischenDruckgeberzylinder 5 und dem hydraulischen Arbeitszylinder 6 verbunden sowie über einen Anschluss 17 mit einem Luftbehälter 18 und über einen Stellausgang 13 mit dem pneumatischenArbeitszylinder 14. Beide Arbeitszylinder 6 und 14 wirken gegen die Kraft einer Bremsfeder 14a über ein Bremsgestänge 19 in lösendem Sinne auf die Bremse.
Die Wirkungsweise des Regelventils ist folgende :
In der Bremsstellung ist der hydraulische Druckmittelkreis drucklos und der pneumatische Arbeitszylinder 14 sowie die Kammer 12 sind über den Hohlstössel 3b und die Bohrungen 3c und la entlüftet. Die Bremsfeder 14a ist mit ihrer vollen Kraft auf die Bremse wirksam.
Zum Absenken einer Last wird mittels des Druckgeberzylinders 5 im hydraulischen Arbeitskreis ein Druck aufgebaut. Dieser Druck wirkt sowohl auf den Kolben des hydraulischen Arbeitszylinders 6 als auch auf den Hydraulikkolben 2 des Regelventils. Während der Kolben des hydraulischen Arbeitszylinders 6 bei niedrigen Drücken seine Stellung beibehält, bewegt sich der Hydraulikkolben unter dem Einfluss des auf ihn wirkenden Druckes, den Pneumatikkolben 3 über die starke Druckfeder 10 vor sich herschiebend, gegen die Kräfte der Wellrohrfeder 7 und der Feder 11 nach unten. Bei einer bestimmten Druckhöhe im hydraulischen Druckmittelarbeitskreis öffnet der Hohlstössel 3b des Pneumatikkolbens 3 das Doppelsitzventil 15 gegen den Druck der Feder 16.
Die Luft strömt aus dem Luftbehälter 18 über den Anschluss 17 durch das geöffnete Doppelsitzventil 15 über den Stellausgang 13 in den pneumatischen Arbeitszylinder 14 sowie durch die Bohrung 1b in die Kammer 12. In der Kammer 12 unterhalb des Pneumatikkolbens 3 baut sich der Druck des pneumatischen Arbeitskreises auf, unter seinem Einfluss bewegt sich der Pneumatikkolbens 3 gegen die Kraft der Druckfeder 10 nach oben, Hat die Druckhöhe im pneumatischen Druckmittelarbeits- kreis ein bestimmtes Verhältnis zur Druckhöhe im hydraulischen Druckmittelarbeitskreis erreicht, schliesst dasDoppelsitzventil 15.
Da die Kraft der Feder 16 bei geschlossenem Doppelsitzventil 15 vom Ventilsitz aufgenommenwird, bewegtsichderPneumatikkolben 3 auf Grund des veränderten Ver- hältnisses der an ihm angreifenden Kräfte nicht weiter nach oben, und der Hohlstössel 3b liegt auf dem Ventilteller des Doppelsitzventils 15 auf, derart, dass der pneumatische Arbeitskreis gegen die Atmosphäre und gegen den Luftbehälter 18 abgeschlossen ist. Das Regelventil befindet sich in der
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Abschlussstellung. Wird der Druck im hydraulischen Druckmittelarbeitskreis weiter erhöht, so steigt auch der Druck im pneumatischen Druckmittelarbeitskreis weiter an.
In dieser Phase der Bremsbetätigung, es handelt sich um das Absenken schwerer Lasten, wobei relativ geringe Bremslösekräfte erforderlich sind, wird das Bremsgestänge 19 lediglich entlastet, die Kolben der Arbeitszylinder machen keinen Weg.
Der pneumatische Druckmittelarbeitskreis wird in dieser Phase kraftabhängig zugesteuert.
Die Absenkung leichter Lasten erfordert hohe Bremslösekräfte und einen Weg des Bremsgestänges.
Macht das Bremsgestänge einen Weg, so tritt im hydraulischen Arbeitszylinder 6 auf Grund des Kolbenweges eine Veränderung des Volumens ein, welche einen dieser Änderung des Volumens entsprechenden Weg des Hydraulikkolbens 2 im Regelventil zur Folge hat. Der Pneumatikkolben 3 folgt dieser Bewegung, das Doppelsitzventil 15 schliesst, der Druck im pneumatischen Druckmittelarbeitskreis steigt nicht weiter an.
Die Druckfeder 10 ist derart ausgelegt, dass sich die Kolben des Regelventils bei Druckhöhen in den Druckmittelarbeitskreisen, die eine Bewegung des Bremsgestänges 19 hervorrufen, am Anschlag 2b berühren. Die beiden Kolben sind jetzt fugenlos miteinander verbunden. Hieraus folgt, dass in dieser Phase jede Drucksteigerung im hydraulischenDruckmittelarbeitskreis eine Bewegung des Bremsgestänges 19 zur Folge hat. Der Pneumatikkolben 3 kann sich erst nach oben bewegen, d. h. das Doppelsitzventil 15 schliessen, wenn auch der Hydraulikkolben 2 eine entsprechende vom Bremsgestänge 19 eingeleitete Bewegung macht. Der pneumatische Druckmittelarbeitskreis wird in dieser Phase in bekannter Weise wegabhängig gesteuert.
Die erfindungsgemässe Bremseinrichtung weist den Vorteil auf, dass sie im Bereich kleiner Bremslösekräfte, also insbesondere beim Absenken schwerer Lasten kraftabhängig arbeitet und die Pneumatikunterstützung sehr feinfühlig zusteuert, ohne dass das Bremsgestänge stets einen Bremslöseweg ausführen muss.
Die Feinfühligkeit des Regelventils wird noch gesteigert durch Einbau der Wellrohrfeder 7 unterhalb des Hydraulikkolbens 2. Die Wellrohrfeder 7 übernimmt die Funktion einer Kolbenmanschette auf dem Hydraulikkolben 2. Die Bewegungswiderstände am Hydraulikkolben 2 konnten durch diese konstruktive Massnahme stark vermindert werden, so dass der Hydraulikkolben 2 des erfindungsgemä- ssen Regelventils auf kleinste Druckschwankungen im hydraulischen Druckmittelarbeitskreis anspricht.
Mit der Verwendung eines erfindungsgemässen Regelventils für Senkbremsen in Hebezeugen ist es möglich geworden, auch schwere Lasten einwandfrei abzusenken.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bremseinrichtung für mittels einer Federkraft angezogene Senkbremsen an druckluftbetätigten Hebezeugen, insbesondere Kränen und Baggern, bei denen ein mittels eines Druckgeberzylinders betätigter hydraulischer und ein über ein öldruckgesteuertes Regelventil beaufschlagbarer pneumatischer Arbeitszylinder gegen die Kraft einer die Senkbremse schliessenden Feder zum Lösen auf ein gemeinsames BetätigungsgliedderSenkbremseeinwirken, dadurch gekennzeichnet, dassderStellausgang (13) des Regelventils (1) an den pneumatischen Arbeitszylinder (14) angeschlossen ist, dessen einseitig be-
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einer gemeinsamen Schwinge des Betätigungsgliedes zugeordnet sind, und dass dem Führungseingang (4) des Regelventils (1)
der Öldruck des hydraulischen Arbeitszylinders (6) bei kleinen Bremslösekräften im
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von dem zurückgelegten Kolbenweg zuführbar ist.