AT513902A1 - Vorrichtung zum Bremsen einer Arbeitsmaschine - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Bremsen einer Arbeitsmaschine mit wenigstens einemBremszylinder, insbesondere einem Zweikreisbremszylinder (1), mit wenigstenseiner einer Achse (2) zugeordneten Bremse (3) und mit wenigstens zwei vomBremszylinder zur Achse (2) führenden Bremsleitungen (4) vorgeschlagen. Um vorteilhafteBremsverhältnisse beim Ausfall eines Bremskreises zu haben, wird vorgeschlagen,dass der Bremse (3), insbesondere der Achse (2), eine wenigstens zweiredundante, nach einem logischen ”Oder" verschaltete, Ventile (5) umfassendeVentilschaltung mit wenigstens zwei Schaltungseingängen (6) und wenigstens einemSchaltungsausgang (7) zugeordnet ist, wobei die beiden Bremsleitungen (4) andie Schaltungseingänge (6) und die Bremse (3) an den Schaltungsausgang (7) angeschlossensind.

Description

(38622) HEL

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bremsen einer Arbeitsmaschine mit wenigstens einem Bremszylinder, insbesondere einem Zweikreisbremszylinder, mit wenigstens einer einer Achse zugeordneten Bremse und mit wenigstens zwei vom Bremszylinder zur Achse führenden Bremsleitungen.

Gemäß den gesetzlichen Bestimmungen müssen Kraftfahrzeuge stets mit zwei voneinander unabhängigen Bremsanlagen ausgestattet sein, oder eine Bremsanlage mit zwei voneinander unabhängigen Betätigungseinrichtungen aufweisen, von denen jede auch dann wirken kann, wenn die andere versagt. Die Bremsen müssen leicht nachstellbar sein, oder eine selbsttätige Nachstelleinrichtung aufweisen. Bremsen eines Fahrzeuges müssen die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges gegebenenfalls bis zum Stillstand verringern können, wobei eine kleine Betätigungskraft und kurze Ansprechszeiten gewährleistet sein sollen. Mit Feststellbremsen soll das Fahrzeug im Stand und auch bei geneigter Fahrbahn gegen ein Abrollen gesichert werden können. Bei Ausfall der Betriebsbremse dient die Feststellbremse als Hilfsbremse.

Zu diesem Zweck wird in vielen Zweikreisbremssystemen ein Zweikreisbremszylin-der verwendet. Bei funktionstüchtiger Bremse werden beide Bremskreise gleichermaßen bedient und jede Bremse ordnungsgemäß betätigt. Im Schadensfall bzw. bei Ausfall eines Bremskreises bleibt der zweite Kreis üblicherweise voll funktionstüch- 2/15 2 tig, womit die Funktion der Bremse, nämlich ein Verringern der Fahrgeschwindigkeit, mit verringerter Bremsleistung, aufrechterhalten werden kann. Auch Arbeitsmaschinen müssen mit einer Zweikreisbremsanlage ausgestattet sein, obwohl es wegen der geringen Fahrgeschwindigkeit oft ausreicht, diese Arbeitsmaschinen mit nur einer Bremse oder gegebenenfalls auch mit einer Bremse je Achse auszustatten. Dies bedingt allerdings neben dem Nachteil der nur rund 50%igen Bremsleistung beim Ausfall eines Bremskreises auch einen erheblich baulichen und konstruktiven Aufwand.

Ausgehend von einem Stand der Technik der eingangs geschilderten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache und sichere Betriebsbremse für eine Arbeitsmaschine zu schaffen, die äußerst robust ist, einen verringerten Bauaufwand aufweist, ausfallssicher ist, die Ausschöpfung der vollen Bremsleistung auch bei Ausfall eines Kreises ermöglicht und die Vorteile einer Zweikreisbremsanlage aufweist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der Bremse, insbesondere der Achse, eine wenigstens zwei redundante, nach einem logischen „Oder“ verschalte-te, Ventile umfassende Ventilschaltung mit wenigstens zwei Schaltungseingängen und wenigstens einem Schaltungsausgang zugeordnet ist, wobei die beiden Bremsleitungen an die Schaltungseingänge und die Bremse an den Schaltungsausgang angeschlossen sind,

Mit der Erfindung ist gewährleistet, dass vom Zweikreisbremszylinder zur Bremse bzw. Achse eine Zweikreisbremsanlage vorliegt, die alle bekannten Vorteile hinsichtlich der Ausfallsicherheit und Redundanz aufweist. Da innerhalb der Achse keine Beschädigungen der Bremsleitungen zu erwarten und zu befürchten sind, kann die Bremse in diesem besonders geschützten Bereich als Einkreisbremsanlage ausgebildet sein. Die Vorrichtung weist nicht nur einen verringerten Bauaufwand auf, sie ist aufgrund des zumindest bis zur Achse zweikreisigen Systems in bekanntem Maße ausfallssicher. Zudem ist die Ausschöpfung der vollen Bremsleistung auch bei Ausfall eines Kreises möglich, da die Bremse ja nach wie vor mit vollem 3/15 3

Bremsdruck beaufschlagt werden kann. Zudem ist eine Rückmeldung am Bremspedal gegeben, da sich beispielsweise der Bremsweg und/oder die am Bremspedal aufzubringende Bremskraft ändert, womit der Ausfall eines Kreises unmittelbar ersichtlich ist.

Um dies in einfacher Weise realisieren zu können, ist die erfindungsgemäße Ventilschaltung vorgesehen, welches der Bremse bzw. Achse zugeordnet ist. Eine derartige, wenigstens zwei „redundante“ Ventile umfassende, Ventilschaltung besteht insbesondere aus einem Gehäuse, einem Ventilkörper, mit zwei Eingangsanschlüssen und wenigstens einem Ausgangsanschluss. Sämtliche für die Ventilfunktion erforderlichen Elemente, insbesondere die wenigstens zwei Ventile sind vorzugsweise im Gehäuse untergebracht, auch wenn zwei gesonderte, erfindungsgemäß ver-schaltete Ventile vorgesehen sein können. Ein dabei zum Einsatz kommendes Ventil hat insbesondere zwei definierte Schaltstellungen. In jeder der beiden Schaltstellungen wird immer ein Ventilschaltungseingang gesperrt. Der jeweils andere Eingang wird gleichzeitig freigegeben, sodass von dort ein anliegendes Drucksignal zum Ausgang durchdringen kann. Werden beide Eingänge mit Druck beaufschlagt, werden beide Eingänge an den Ausgang durchgeleitet. Weisen die beiden Eingangsdrücke unterschiedliche Druckniveaus auf, so verschiebt sich ein Schaltelement im Schaltkörper aufgrund der Druckdifferenz und wird lediglich jener Druck durch den Schaltkörper durchgeleitet, der das höhere Druckniveau aufweist. Dies bedeutet insbesondere, dass bei einem Ausfall eines der beiden Bremskreise dieser Bremskreis vom Ventil verschlossen wird und der funktionierende Bremskreis zum Schaltungsausgang hin durchgeschaltet wird. Vom Ventil wird der Bremsdruck dann über eine geeignete Leitung an die wenigstens eine Bremse weitergeleitet, da ein zweikreisiges Führen der Bremsleitungen in der Achse bei Arbeitsmaschinen nicht zwingend erforderlich ist.

Mit der Erfindung ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass auch bei einem Ausfall eines der beiden Bremskreise stets die volle Bremsleistung der Bremse(n) erhalten bleibt, da im Gegensatz zu herkömmlichen Zweikreisanlagen stets alle vorhandenen Bremszylinder mit voller Bremskraft beaufschlagt werden. Aufgrund der Ausbildung 4/15 4 der Bremsanlage als Zweikreissystem bis zu den Ventilen ist zudem gewährleistet, dass der Ausfall eines der beiden Bremskreise am Bremspedal wahrgenommen werden kann.

Um eine sichere Funktion der Ventilschaltung, insbesondere eine redudante Ausführung des Ventils auf besonders einfache konstruktive Weise bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass das insbesondere als Wechselventil ausgebildete Ventil zwei in Serie geschaltete Ventile, insbesondere Schieberventile, umfasst, wobei die Ventilausgänge des einen Ventiles an die Ventileingänge des anderen Ventils angeschlossen sind. Dies bedeutet, dass für den Fall, dass eines der beiden seriengeschalteten Ventile ausfällt, dessen Funktion vom anderen der beiden Ventile übernommen wird.

Einfache konstruktive Verhältnisse ergeben sich dabei, wenn eingangsdruckgesteuerte Schieberventile vorgesehen, wobei der Eingangsdruck des jeweiligen Ventileinganges über Verbindungsleitungen an den zugeordneten Kolbenböden der in Serie geschalteten Ventile anliegt und jedes Kolbenventil wenigstens zwei Schaltnuten aufweist, von denen jede einer der beiden Bremsleitungen zugeordnet ist. Derartige Schieberventile funktionieren beispielsweise nach Art von Servoventilen, wobei die Schaltstellung der Kolben eben vom Eingangsdruck bestimmt wird.

Um beim Ausfall eines der beiden Bremskreise dennoch ein Rückströmen aus dem funktionieren Bremskreis in den schädigen Bremskreis über die zwei verschlossenen Ventile des beschädigten Bremskreises zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass in den beiden Strömungswegen zwischen den Ventilen und dem Schaltungsausgang je wenigstens eine Rückströmsperre, beispielsweise in der Form von Rückschlagventilen, angeordnet ist. Diese Rückschlagventile sind vorzugsweise mit einer parallel verlaufenden Drossel ausgestattet, um ein Lösen der Bremse nicht zu behindern. Die Drossel kann zudem versperrbar sein, um eben ein Lösen der Bremse zu unterbinden, womit auch eine einfache Feststellbremse realisiert werden kann. 5/15 5

Der Schaltungsausgang kann einen, zwei oder mehrere Anschlüsse für zu einer jeweiligen Bremse führende Leitungen aufweisen. Diese Leitungen können zu verschiedenen Bremszylindern an einer Bremse bzw. zu Bremszylinder führen, die verschiedenen Bremsen zugeordnet sind.

Um eine Beschädigung der Ventilschaltung und somit einen Ausfall der Bremsanlage zu unterbinden, ist dieses an oder in der Achse derart anzuordnen, dass eine Beschädigung während des Arbeitsbetriebs auszuschließen ist. Dazu sollte wenigstens die eine vom Schaltungsausgang zur Bremse führende Leitung in der Achse verlaufen. Eine elektrohydraulische Ansteuerung der Ventile kann bei Arbeitsmaschinen mit komplexerer Steuerung von Vorteil sein.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaubild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 bis 4 eine Ventilschaltung der Vorrichtung aus Fig. 1 im Querschnitt und in verschiedenen Schaltstellungen,

Fig. 5 eine Konstruktionsvariante der Vorrichtung aus Fig. 1 und Fig. 6 bis 8 eine Ventilschaltung der Konstruktionsvariante aus Fig. 5 im Querschnitt in verschiedenen Schaltstellungen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bremsen einer Arbeitsmaschine umfasst unter anderem einen Zweikreisbremszylinder 1, eine einer Achse 2 zugeordnete Bremse 3 und zwei vom Zweikreisbremszylinder 1 zur Achse 2 führende Bremsleitungen 4. Um bei einem Ausfall eines der beiden Bremskreise dennoch die volle Bremsleistung für die Arbeitsmaschine bereitstellen zu können, ist der Achse 2 eine wenigstens zwei redundante, nach einem logischen „Oder“ verschaltete, Ventile 5 umfassende Ventilschaltung zugeordnet. Die Ventilschaltung weist wenigstens zwei Schaltungseingänge 6 und wenigstens einem Schaltungsausgang 7 auf, wobei die beiden Bremsleitungen 4 an die Schaltungseingänge 6 und die Bremse 3 an den Schaltungsausgang 7 angeschlossen sind. 6/15 6

Die hydraulische Ventilschaltung mit zwei redundanten, nach einem logischen Oder verschalteten Ventilen bewirkt, dass bei einem Ausfall eines Bremskreises, also wenn an nur an einem der beiden Schaltungseingänge 6 ein Bremsdruck anliegt eben dieser Bremsdruck an den Schaltungsausgang 7 durchgeleitet wird. Liegt an lediglich einem der beiden Schaltungseingänge 6 ein Schaltdruck an, wird die Strömungsverbindung zwischen Schaltungseingang 6 und Schaltungsausgang 7 des unterbrochenen Kreises vom Ventil 5 verschlossen. Die beiden Bremsleitungen 4 sind zu diesem Zweck an die beiden Schaltungseingänge 6 angeschlossen. Der Schaltungsausgang 7 ist wiederum an die Bremse 3 zu deren Betätigung angeschlossen.

In den dargestellten Ausführungsbespielen umfasst die Ventilschaltung zwei in Serie geschaltete Ventile 5, die als Schieberventile ausgebildet sind, welche nach Art von Servoventilen funktionieren, was auch durch die Schaltzeichen in Fig. 1 und 5 angedeutet ist. Besagte Schieberventile sind eingangsdruckgesteuert, wobei der Eingangsdruck des jeweiligen Schaltungseinganges über eine Verbindungsleitung 8 an den zugeordneten Kolbenböden 9 anliegt. Jedes Kolbenventil weist wenigstens zwei Schaltnuten 10 auf, von denen je eine der beiden Bremsleitungen 4 bzw. der zugeordneten Durchgangsleitung 11 zugeordnet ist. In den beiden Strömungswegen zwischen den Ventilen und dem Schaltungsausgang 7 ist im Durchgang 11 wenigstens ein Rückschlagventil 12 angeordnet. Die Rückschlagventile 12 sind mit einem Bypass 13 ausgestattet.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 ist der Schaltungsausgang 7 mit einem Anschluss für eine Bremse ausgestattet. Nach dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bis 8 weist der Schaltungsausgang 7 zwei Anschlüsse für je zu einer Bremse führende Leitungen 14 auf, die aber stets das gleiche Druckniveau aufweisen, da sie hydraulisch verbunden sind. Eine jegliche beliebige und sinnvolle Kombination an Anzahl von Bremsen und Bremsleitungen ist dabei aber möglich.

In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 6 befinden sich die Ventilkolben 15 federbelastet in ihrer Mittenstellung. Liegen an den Schaltungseingängen 6 idente 7/15 7

Drücke an, werden diese gleichermaßen an den Schaltungsausgang 7 durchgeschaltet. Fällt einer der beiden Bremskreise, in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 7 der linke Bremskreis, aus und liegt am rechten Bremskreis der volle Bremsdruck an, werden die Ventilkolben 15 vom Bremsdruck nach links verschoben, wird der linke Strömungskanal 11 von den Ventilkolben 15 verschlossen und der Bremsdruck über den rechten Strömungskanal 11 an den Schaltungsausgang 7 durchgeschaltet. In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4 und 8 ist der Ausfall des rechten Bremskreises in gleicher Weise dargestellt. Damit kann auch bei Ausfall eines der beiden Bremskreise stets gewährleistet werden, dass die Bremse mit der vollen Bremskraft zur Verfügung steht. 8/15

Claims (8)

1. Patentanwälte Dipl.-Ing. Helmut Hübscher Dipl.-Ing. Karl Winfried Hellmich Spittelwiese 7, A 4020 Linz (38622) HEL Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Bremsen einer Arbeitsmaschine mit wenigstens einem Bremszylinder, insbesondere einem Zweikreisbremszylinder (1), mit wenigstens einer einer Achse (2) zugeordneten Bremse (3) und mit wenigstens zwei vom Bremszylinder zur Achse (2) führenden Bremsleitungen (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Bremse (3), insbesondere der Achse (2), eine wenigstens zwei redundante, nach einem logischen „Oder“ verschaltete, Ventile (5) umfassende Ventilschaltung mit wenigstens zwei Schaltungseingängen (6) und wenigstens einem Schaltungsausgang (7) zugeordnet ist, wobei die beiden Bremsleitungen (4) an die Schaltungseingänge (6) und die Bremse (3) an den Schaltungsausgang (7) angeschlossen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das insbesondere als Wechselventil ausgebildete Ventil (5) zwei in Serie geschaltete Ventile (5), insbesondere Schieberventile, umfasst, wobei die Ventilausgänge des einen Venti-les an die Ventileingänge des anderen Ventils angeschlossen sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberventile eingangsdruckgesteuert sind, wobei der Eingangsdruck des jeweiligen Ventileinganges (6) über eine Verbindungsleitung (8) an der zugeordneten Schieberstirnfläche (9) anliegt und jeder Schieber wenigstens zwei Schaltelemente, insbesondere Schaltnuten (10), aufweist, von denen jedes einem der beiden Bremskreise zugeordnet ist. 9/15
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden Strömungswegen zwischen den Ventilen und dem Schaltungsausgang (7) je wenigstens eine Rückströmsperre (12) angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsausgang (7) einen, zwei oder mehrere Anschlüsse für zu einer jeweiligen Bremse führende Leitungen (14) aufweist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (5) an und/oder in der Achse (2) angeordnet ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine vom Schaltungsausgang (7) zur Bremse (3) führende Leitung (14) in der Achse (2) verläuft.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (5) elektrohydraulisch angesteuert sind. Linz, am 01. Februar 2013 Wacker Neuson Linz GmbH durch: /Dl Karl Winfried Hellmich/ (elektronisch signiert) 10/15