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Die
Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug,
mit einer eine Bremsstellung und eine Lösestellung aufweisenden Federspeicherbremse,
die mittels eines einen Bremslüftdruck
erzeugenden Bremsventils steuerbar ist.
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Bei
als Flurförderzeugen
ausgebildeten mobilen Arbeitsmaschinen ist eine Federspeicherbremse
vorgesehen, die als Feststellbremse verwendet wird. Mit der in der
Bremsstellung beaufschlagten Federspeicherbremse kann das Flurförderzeug
an Steigungen oder bei nicht angesteuertem Fahrantrieb im Stillstand
gehalten werden. Während
der Fahrt des Flurförderzeugs
ist die Federspeicherbremse in die Lösestellung beaufschlagt. Die
Federspeicherbremse wird hierbei von einer Feder in die Bremsstellung beaufschlagt
und kann durch einen von einer Druckmittelquelle erzeugten Bremslüftdruck
entgegen der Kraft der Feder in die Lösestellung beaufschlagt werden.
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Eine
gattungsgemäße als Flurförderzeug ausgebildete
Arbeitsmaschine mit einer als Feststellbremse verwendeten Federspeicherbremse
ist aus der
DE 197
52 022 A1 bekannt.
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Bei
derartigen Arbeitsmaschinen ist zusätzlich eine Betriebsbremse
erforderlich, mit der durch eine Bedienperson bei einer Betätigung einer
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung ein dosiertes Abbremsen des Flurförderzeugs
erzielt werden kann. Bei bekannten Arbeitsmaschinen ist hierzu neben der
Federspeicherbremse eine separate Betriebsbremse, beispielsweise
eine mechanische oder hydraulische Betriebsbremse, vorgesehen, wodurch sich
ein hoher Bauaufwand für
die Betriebsbremse ergibt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsmaschine
der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die mit geringem
Bauaufwand mit einer Betriebsbremse versehen werden kann, die eine
gute Dosierbarkeit aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Bremsventil mit einer Betriebsbremsvorgabeeinrichtung,
insbesondere einem Bremspedal, in Wirkverbindung steht und bei einer Betätigung der
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung in Richtung einer Verringerung des
an der Federspeicherbremse anstehenden Bremslüftdruckes beaufschlagbar ist,
wobei die Betriebsbremsvorgabeeinrichtung bei einer Betätigung mit
einer mit dem Bremsventil in Wirkverbindung stehenden, vorgespannten
Federeinrichtung in Wirkverbindung bringbar ist, die mit zunehmender
Betätigung
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung in Richtung einer Erhöhung der
Federkraft beaufschlagbar ist. Durch ein Bremsventil, das den Bremslüftdruck
zur Beaufschlagung der Federspeicherbremse in die Lösestellung erzeugt
und das mittels einer Betriebsbremsvorgabeeinrichtung in Richtung
einer Verringerung des Bremslüftdruckes
beaufschlagbar ist, kann die Federspeicherbremse kontrolliert in
Richtung der Bremsstellung beaufschlagt werden und die Federspeicherbremse
mit geringem Bauaufwand als Betriebsbremse verwendet werden. Mit
einer vorgespannten Federeinrichtung, die bei einer Betätigung der
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung das Bremsventil in Richtung einer
Verringerung des Bremslüftdruckes
beaufschlagt, wird eine gute Dosierbarkeit der Betriebsbremse erzielt.
Gegenüber
einer mit dem Bremsventil in Wirkverbindung stehenden Federeinrichtung
mit einer linearen Kennlinie, bei der proportional zur Betätigung der
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung der Bremslüftdruck linear verringert wird, wodurch
sich ein großer
Totweg der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung bis zum Beginn der Bremsfunktion
der als Betriebsbremse verwendeten Federspeicherbremse durch den
Aufbau eines Bremsmoments durch die Federspeicherbremse ergibt und
somit lediglich ein geringer Betätigungsweg
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung zur Verfügung steht, in dem durch eine
Steuerung des Bremslüftdruckes eine
Dosierbarkeit der als Betriebsbremse verwendeten Federspeicherbremse
ermöglicht
wird, kann mit einer mit dem Bremsventil in Wirkverbindung stehenden
und das Bremsventil in Richtung einer Verringerung des Bremslüftdruckes
beaufschlagenden vorgespannten Federeinrichtung ein geringer Totweg
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung bis zum Aufbau eines Bremsmoments
der Federspeicherbremse erzielt werden und ein großer Betätigungsweg
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung zur Verfügung gestellt werden, in dem
der Bremslüftdruck
der als Betriebsbremse verwendeten Federspeicherbremse gesteuert
verringert werden kann und somit ein dosiertes Abbremsen der Arbeitsmaschine
erzielt werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die Vorspannung der Federeinrichtung derart bemessen,
dass der Bremslüftdruck
auf einen Wert verringert wird, der in dem Bereich liegt, in dem
die Federspeicherbremse beginnt, ein Bremsmoment aufzubauen. Bei
einer Betätigung
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung wird somit sobald die Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
bei der Betätigung mit
der Federeinrichtung in Wirkverbindung gelangt, der vom Bremsventil
erzeugte Bremslüftdruck
durch die Vorspannung der Federeinrichtung auf einen Wert in dem
Bereich verringert, bei dem die Federspeicherbremse beginnt, ein
Bremsmoment aufzubauen. Hierdurch ist ein geringer Totweg der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
bis zum Beginn der Bremsfunktion der Betriebsbremse durch ein von
der Federspeicherbremse erzeugtes Bremsmoment erzielbar. Zweckmäßigerweise
liegt der von der Vorspannung der Feder bestimmte Bremslüftdruck
geringfügig über dem
Druck, bei dem die Federspeicherbremse beginnt, einen Bremsmoment
aufzubauen, wodurch Toleranzen der Federspeicherbremse ausgeglichen
werden können
und sichergestellt ist, dass erst nach Überwinden des Totweges und
einer weiteren Betätigung
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung eine Bremswirkung der Federspeicherbremse
einsetzt.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn die Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
gemäß einer
Ausgestaltungsform der Erfindung bei einem Betätigungsweg im Bereich von 0-10% des maximalen
Betätigungsweges
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung, insbesondere einem Betätigungsweg
von 4%, mit der Federeinrichtung in Wirkverbindung bringbar ist.
Der von dem Bremsventil erzeugte Bremslüftdruck ist somit ab einem
Betätigungsweg
von 4% des maximalen Betätigungsweges
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung kontrolliert verringerbar, wodurch ein
geringer Totweg bis zum Beginn der Bremsfunktion der als Betriebesbremse
verwendeten Federspeicherbremse erzielt wird und über einen
großen Betätigungsweg
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung eine dosierte Ansteuerung der
Federspeicherbremse in die Bremsstellung und somit ein dosiertes Abbremsen
der Arbeitsmaschine durch die als Betriebsbremse verwendete Federspeicherbremse
erzielbar ist.
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Sofern
die Federeinrichtung gemäß einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung bei einem Betätigungsweg der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
im Bereich von 80-100% des maximalen Betätigungsweges der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung, insbesondere
90%, übersteuerbar
ist, wird sichergestellt, dass der Bremslüftdruck bei diesem Betätigungsweg
durch eine direkte mechanische Ansteuerung des Bremsventils durch
die Betriebsbremsvorgabeeinrichtung vollständig abgebaut wird und somit die
Federspeicherbremse in die Bremsstellung beaufschlagt wird. Innerhalb
eines großen
Betätigungsweges
zwischen 4% und 90% des maximalen Betätigungsweges der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung wird
hierbei durch eine kontrollierte Verringerung des Bremslüftdruckes
eine dosierte Ansteuerung der als Betriebsbremse verwendeten Federspeicherbremse und
somit ein dosiertes Abbremsen der Arbeitsmaschine mittels der als
Betriebsbremse verwendeten Federspeicherbremse erzielt.
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Zweckmäßigerweise
ist das Bremsventil als Druckminderventil, insbesondere Drei-Wege-Druckminderventil
ausgebildet, das eingangsseitig mit einer Bremslüftdruckversorgungsleitung und
ausgangsseitig mit einer Bremslüftleitung,
die an einen in Richtung der Lösestellung
wirkenden Steuerdruckraum der Federspeicherbremse angeschlossen
ist, sowie mit einer zu einem Behälter geführten Behälterleitung in Verbindung steht,
wobei das Druckminderventil mittels einer Feder in Richtung einer
die Bremslüftdruckversorgungsleitung
mit der Bremslüftleitung
verbindenden Schaltstellung und von dem in der Bremslüftleitung
anstehenden Bremslüftdruck sowie
mittels der Federeinrichtung in Richtung einer die Bremslüftleitung
mit der Behälterleitung
verbindenden Schaltstellung beaufschlagbar ist. Mit einem derartigen
Drei-Weg-Druckminderventil, bei dem die mittels der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
betätigbare
vorgespannte Federeinrichtung der den Bremslüftdruck bei nicht angesteuerter
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung bestimmenden Feder des Druckminderventils
entgegenwirkt, wobei bei einer Betätigung der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
durch eine Erhöhung
der Federkraft der Federeinrichtung die Kraft der Feder reduziert
wird, kann auf einfache Weise der Bremslüftdruck in Abhängigkeit
von der Betätigung
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung kontrolliert verringert werden.
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Die
Federeinrichtung weist gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung eine Feder auf, die
zwischen einem Federteller und einem mit dem Federteller verbundenen
Federanlageteller eingespannt ist. Hierdurch kann mit geringem Bauaufwand
eine Federeinrichtung mit einer vorgespannten Feder zur Verfügung gestellt
werden.
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Die
Vorspannung der Feder der Federeinrichtung ist mit besonderem Vorteil
durch Einlegen von Einstellscheiben einstellbar. Hierdurch kann
mit geringem Bauaufwand der von der Federvorspannung vorgegebene
Bremslüftdruck
verändert
und eingestellt werden, bei dem die Federspeicherbremse beginnt,
ein Bremsmoment aufzubauen.
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Zweckmäßigerweise
liegt hierbei der Federteller an einem Ventilstößel des Bremsventils an. Durch
das lose Anliegen des Federtellers der Federeinrichtung an dem Ventilstößel des
Bremsventils wird sichergestellt, dass die vorgespannte Feder bei nicht
betätigter
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung keine Kraft auf den Ventilstößel ausübt und somit
der Bremslüftdruck
von der Feder des Bremsventils bestimmt wird.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn der Federanlageteller mit der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
in Wirkverbindung bringbar ist, wobei bei nicht betätigter Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
ein Abstand zwischen dem Federanlageteller und der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
ausgebildet ist. Durch den Abstand zwischen dem Federanlageteller und
der Betriebsbremseinrichtung wird das lose Anliegen der Federeinrichtung
am Ventilstößel des Bremsventils
im unbetätigten
Zustand der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung ermöglicht, wobei durch den Abstand
der Totweg der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung einstellbar ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Federanlageteller
mittels eines Einstellelements, insbesondere einer Einstellschraube,
mit dem Federteller verbunden ist, wobei der Abstand zwischen dem
Federanlageteller und der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung durch
das Einstellelement einstellbar ist. Mit einem derartigen als Einstellschraube
ausgebildeten Einstellelement kann der Totweg der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
und somit der Betätigungsweg,
bei dem die Betriebsbremsvorgabeeinrichtung mit dem Federanlageteller und
somit der Federeinrichtung in Wirkverbindung gelangt, auf einfache
Weise eingestellt und verändert werden.
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Zweckmäßigerweise
ist das Einstellelement gegen Lösen
gesichert, wodurch die eingestellte Vorspannung der Feder der Federeinrichtung
und der Abstand zwischen dem Federanlageteller und der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
und somit der Bremslüftdruck,
bei dem die Federspeicherbremse beginnt, ein Bremsmoment aufzubauen,
und der Totweg der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung gegen eine unbeabsichtigte
Verstellung gesichert ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Federeinrichtung zumindest eine weitere Feder aufweist, die zwischen dem
Federteller und dem Federanlageteller angeordnet ist, wobei bei
nicht betätigter
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung zwischen der weiteren Feder und dem
Federteller und/oder dem Federanlageteller ein Abstand ausgebildet
ist. Durch zusätzliche
Federn, die bei einem bestimmten Betätigungsweg der Bremsbetätigungseinrichtung
wirksam werden, der dem Abstand zwischen der weiteren Feder und
dem Federteller und/oder dem Federanlageteller entspricht, ist es
auf einfache Weise möglich,
den Verlauf des Bremslüftdruckes
zu verändern,
wodurch das Bremsverhalten der als Betriebsbremse verwendeten Federspeicherbremse
auf einfache Weise verändert
und angepasst werden und somit auf einfache Weise für die Arbeitsmaschine
eine geeignetes Bremsverhalten durch die als Betriebsbremse verwendbare
Federspeicherbremse eingestellt werden kann.
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Zweckmäßigerweise
ist der Abstand zwischen der weiteren Feder und dem Federteller und/oder
dem Federanlageteller durch Einlegen von Einstellscheiben einstellbar,
wodurch der Betätigungsweg
der Betriebsbremseinrichtung, bei dem der Bremslüftdruck von der weiteren Feder
beeinflusst wird, auf einfache Weise eingestellt und verändert werden
kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist der Federanlageteller als Hülse ausgebildet, die bei einer
Betätigung
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung mit dem Federteller in Wirkverbindung
bringbar ist, wobei bei nicht betätigter Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
ein Abstand zwischen dem Federteller und der Hülse ausgebildet ist. Durch
eine derartige Bauweise der vorgespannten Federeinrichtung kann
auf einfache Weise eine direkte mechanische Ansteuerung des Bremsventils durch
die Betriebsbremsvorgabeeinrichtung und somit ein vollständiger Abbau
des Bremslüftdruckes
erzielt werden, wobei der Betätigungsweg
der direkten mechanischen Ansteuerung Bremsventils und somit der Übersteuerung
des Federeinrichtung durch den Abstand zwischen dem Federteller
und der Hülse einstellbar
und veränderbar
ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine mit der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
in Wirkverbindung stehende Rückwirkungseinrichtung
vorgesehen, die von dem Bremslüftdruck beaufschlagbar
ist. Das subjektive Empfinden der Dosierbarkeit der Betriebsbremse
wird für
die Bedienperson von der an der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
aufzubringenden Betätigungskraft
bestimmt. Mit einer von dem Bremslüftdruck beaufschlagten Rückwirkungseinrichtung
kann auf einfache Weise eine der aufzubringenden Betätigungskraft
entgegenwirkende Rückstellkraft
an der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung in Abhängigkeit von dem erzeugten Bremslüftdruck
erzeugt werden und somit eine Betätigungskraft erzeugt werden,
die an die Kennlinie des Bremslüftdruckes
und somit an die Kennlinie der Bremskraft angepasst ist. Durch diese
Rückwirkung des
Bremslüftdruckes
auf die Betriebsbremsvorgabeeinrichtung kann die Betätigungskraft
auf einfache Weise in Abhängigkeit
von dem erzeugten Bremslüftdruck
geschwächt
bzw. verstärkt
werden und somit eine gute Dosierbarkeit der Betriebsbremse für die Bedienperson
erzielt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Rückwirkungseinrichtung als Kolben
ausgebildet, der einen ersten Druckraum aufweist, der in Richtung
einer Erhöhung
der Betätigungskraft
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung wirkt, und/oder einen zweiten
Druckraum aufweist, der in Richtung einer Verringerung der Betätigungskraft
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung wirkt. Durch entsprechende Beaufschlagung
des Kolbens kann somit auf einfache Weise die an der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
aufzubringende Betätigungskraft
erhöht bzw.
abgeschwächt
werden und somit die Betätigungskraft
an die Kennlinie des Bremslüftdruckes und
somit die Kennlinie der Bremskraft angepasst werden.
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Sofern
der erste Druckraum von dem Bremslüftdruck beaufschlagbar und
der zweite Druckraum entlastbar ist, kann mit zunehmender Betätigung der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
und somit abnehmendem Bremslüftdruck
die an der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung aufzubringende Betätigungskraft auf
einfache Weise abgeschwächt
werden.
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Ist
gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der erste Druckraum von einem in der Bremslüftdruckversorgungsleitung
anstehenden Versorgungsdruck und der zweite Druckraum von dem Bremslüftdruck
beaufschlagbar, kann mit zunehmender Betätigung der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
und somit abnehmendem Bremslüftdruck
eine erhöhte
Betätigungskraft
erzeugt werden, wobei sich die Betätigungskraft umgekehrt proportional
zum Absinken des Bremslüftdruckes
erhöht.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den
schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei
zeigt
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1 den
Schaltplan einer als Betriebsbremse verwendeten Federspeicherbremse
eines Flurförderzeugs,
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2 eine
erste Ausführungsform
des Bremsventils,
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3 eine
zweite Ausführungsform
des Bremsventils,
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4 den
Verlauf des Bremslüftdruckes,
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5 den
Verlauf der Verzögerung
der Arbeitsmaschine und
-
6 eine
Weiterbildung des Bremsventils.
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In
der 1 ist ein hydraulischer Schaltplan einer als Flurförderzeug
ausgebildeten Arbeitsmaschine dargestellt. Das Flurförderzeug
weist einen von Fahrmotoren 1a, 1b, beispielsweise
Hydromotoren oder Elektromotoren, gebildeten Fahrantrieb auf, die über eine
Federspeicherbremse 2 mit nicht mehr dargestellten Antriebsrädern in
trieblicher Verbindung stehen. Die Federspeicherbremse 2 umfasst beispielsweise
als Lamellenbremsen ausgebildete, den Fahrmotoren 1a, 1b zugeordnete
Bremseinrichtungen 3a, 3b, die mittels einer Betätigungseinrichtung 4a, 4b zwischen
einer Lösestellung
und einer Bremsstellung beaufschlagbar sind. Die Betätigungseinrichtung 4a, 4b umfasst
einen Betätigungskolben, der
von einer Feder 5a, 5b in Richtung der Bremsstellung
der Bremseinrichtungen 3a, 3b beaufschlagbar ist.
Am Betätigungskolben
ist weiterhin ein in Richtung der Lösestellung der Bremseinrichtungen 3a, 3b und
somit entgegen der Feder 5a, 5b wirkender Steuerdruckraum 6a, 6b ausgebildet,
der mit einer einen Bremslüftdruck
führenden
Bremslüftleitung 7 in
Verbindung steht.
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Die
Bremslüftleitung 7 ist
ausgangsseitig erfindungsgemäß an ein
als Druckminderventil 8a ausgebildetes Bremsventil 8 angeschlossen,
das eingangsseitig mit einer Bremslüftdruckversorgungsleitung 9 in
Verbindung steht. Die Bremslüftdruckversorgungsleitung 9 ist
unter Zwischenschaltung eines Druckreduzierventils 10 an
eine Förderzweigleitung 11 angeschlossen,
die mit einer Förderzweigleitung 12 für die Arbeitshydraulik
des Flurförderzeugs
in Verbindung steht, an die nicht mehr dargestellte Steuerventile
zur Steuerung eines Hubantriebs, eines Neigeantriebs und zumindest
eines Zusatzantriebs des Flurförderzeugs
angeschlossen sind. Die Förderzweigleitung 12 steht
unter Zwischenschaltung eines Prioritätsventils 13 mit der
Förderleitung 14 einer
als Pumpe ausgebildeten Druckmittelquelle 15 in Verbindung.
Die Druckmittelquelle 15 steht mit einem als Elektromotor
oder Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor 16 in
trieblicher Verbindung und saugt Druckmittel aus einem Behälter 17. Mittels
des Prioritätsventils 13 ist über eine
Förderzweigleitung 18 eine
nicht mehr gezeigte hydraulische Lenkeinrichtung des Flurförderzeugs
bevorzugt mit Druckmittel aus der Förderleitung 14 versorgbar.
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In
der von dem Druckreduzierventil 10 zu dem Bremsventil 8 geführten Bremslüftdruckversorgungsleitung 9 ist
ein in Richtung zum Bremsventil 8 öffnendes, als Rückschlagventil
ausgebildetes Sperrventil 19 angeordnet. Stromab des Sperrventils 19 ist an
die Bremslüftdruckversorgungsleitung 9 ein Druckmittelspeicher 20 angeschlossen.
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Das
eingangsseitig mit einer Bremslüftdruckversorgungsleitung 9 in
Verbindung stehende und ausgangsseitig an die Bremslüftleitung 7 angeschlossene,
als Druckminderventil 8a, insbesondere Drei-Wege-Druckminderventil,
ausgebildete Bremsventil 8 ist mittels einer Feder 21 in
Richtung einer die Bremslüftdruckversorgungsleitung 9 mit
der Bremslüftleitung 7 verbindenden
Schaltstellung beaufschlagt. Das Druckminderventil 8a ist
entgegen der Kraft der Feder 21 von dem in der Bremslüftleitung 7 anstehenden
Bremslüftdruck
in Richtung einer die Bremslüftleitung 7 mit
einer zu dem Behälter 17 führenden
Behälterleitung 23 beaufschlagt.
Von der Bremslüftleitung 7 zweigt
hierzu eine Steuerleitung 22 ab, die zu einem entsprechenden
der Feder 21 entgegenwirkenden Steuerdruckraum des Druckminderventils 8a geführt ist.
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Das
Druckminderventil 8a ist in Abhängigkeit von der Betätigung einer
als Bremspedal ausgebildeten Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 in
Richtung der die Bremslüftleitung 7 mit
einer Behälterleitung 23 verbindenden
Schaltstellung und somit in Richtung einer Verringerung des in der
Bremslüftleitung 7 anstehenden
Bremslüftdruckes
beaufschlagbar. Hierzu ist das Druckminderventil 8a – wie in
der 2 dargestellt ist – mit einer Federeinrichtung 26 versehen,
die mit der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 in Wirkverbindung
bringbar ist und das Druckminderventil 8a entgegen der
Feder 21 in die die Bremslüftleitung 7 mit der
Behälterleitung 23 verbindenden
Schaltstellung und somit in Richtung einer Verringerung des in der
Bremslüftleitung 7 anstehenden
Bremslüftdruckes
beaufschlagt.
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Die
Federeinrichtung 26 ist als vorgespannte Federeinrichtung
ausgebildet und weist eine Feder 30 auf, die zwischen einem
Federteller 31 und einem als Hülse ausgebildeten Federanlageteller 32 eingespannt
ist. Der Federteller 31 liegt hierbei an einem Steuerschieber 33 des
Druckminderventils 8a an. Der Federanlageteller 32 ist
mit einer bohrungsförmigen
Ausnehmung 38 versehen, in der eine Verschlussbauteil 39 befestigt
ist, das mit einem mit der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 in
Verbindung stehender Betätigungsstößel 34 in
Wirkverbindung bringbar ist. In der dargestellten Neutralstellung
bei nicht betätigter
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 ist zwischen dem Betätigungsstößel 34 und
dem Verschlussbauteil 39 und somit dem Federanlageteller 32 ein
Abstand b ausgebildet. Der Federteller 31 ist mit einer
Gewindebohrung 35 versehen, in der ein als Einstellschraube
ausgebildetes Einstellelement 36 befestigt ist. Das Einstellelement 36 erstreckt
sind in die bohrungsförmige
Ausnehmung 38 des Federanlagetellers 32, wobei
am Einstellelement 36 eine Einstellkopf 37 ausgebildet
ist, der an einem Bohrungsabsatz der Ausnehmung 38 anliegt.
Der als Hülse ausgebildete
Federanlageteller 32 ist in der Neutralstellung bei nicht
betätigter
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung von dem Federteller 31 um
den Abstand a beabstandet.
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In
der 3 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsventils 8 dargestellt.
Die Federeinrichtung 26 weist neben der Feder 30,
die zwischen dem Federteller 31 und dem als Hülse ausgebildeten
Federanlageteller 32 eingespannt ist, eine weitere Feder 40 auf,
die zwischen dem Federteller 31 und dem Federanlageteller 32 angeordnet
ist. Die Feder 40 ist hierbei an einem Absatz des Federanlagetellers 32 abgestützt. Zwischen
der Feder 40 und dem Federteller 31 ist in der
Neutralstellung bei nicht betätigter
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung ein Abstand c ausgebildet.
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Im
Folgenden wird die Funktion der Erfindung anhand der in den 2 und 3 dargestellten
Bremsventile und der in den 4 und 5 dargestellten
Kennlinien erläutert.
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In
der 4 sind Kennlinien des von dem Bremsventil 8 erzeugten,
in der Bremslüftleitung 7 anstehenden
Bremslüftdrucks
dargestellt, wobei auf der Abszisse der Betätigungsweg X der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 und
auf der Ordinate der Bremslüftdruck
P aufgetragen ist. In der 4 ist hierbei
eine Kennlinie K1 des Bremslüftdruckes
eines Bremsventils 8 mit einer Federeinrichtung 26 gemäß der 2 und
eine Kennlinie K2 des Bremslüftdruckes
eines Bremsventils 8 mit einer Federeinrichtung 26 gemäß der 3 dargestellt.
Zudem ist die Kennlinie K3 eines Bremsventils dargestellt, bei der
proportional zur Betätigung
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung der Bremslüftdruck linear verringert wird. Der
Bremslüftdruck
P1, der einem Wert von etwa 65% des maximalen Bremslüftdruckes
entspricht, entspricht einem Bremslüftdruck, bei dem die Federspeicherbremse 2 beginnt,
ein Bremsmoment aufzubauen.
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Die 5 zeigt
Kennlinien der Verzögerung der
Arbeitsmaschine, wobei auf der Abszisse der Betätigungsweg X der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 und
auf der Ordinate die Verzögerung
V aufgetragen ist. Die Kennlinie V1 entspricht einer Verzögerung,
die sich bei einem Bremslüftdruck
gemäß der Kennlinie
K1 der Figur einstellt. Die Verzögerung
gemäß der Kennlinie
V2 ergibt sich bei einer Kennlinie K2 des Bremslüftdruckes gemäß der 4.
Die Verzögerung
gemäß der Kennlinie
V3 ergibt sich bei einem Bremslüftdruck
gemäß der Kennlinie
K3 in 4.
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Bei
nicht angesteuerter Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 wird
der in der Bremslüftleitung 7 anstehende
Bremslüftdruck
P von der Feder 21 des Bremsventils 8 bestimmt.
Die vorgespannte Federeinrichtung 26 liegt lose am Steuerschieber 33 des Druckminderventils 8a an.
Aufgrund des Abstandes b zwischen der Federeinrichtung 26 und
dem Betätigungsstößel 34 der
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 wird hierbei von der
Federeinrichtung 26 keine Kraft auf den Steuerschieber 33 ausgeübt. Die
Federspeicherbremse 2 ist in die Lösestellung beaufschlagt.
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Wird
die Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 betätigt, gelangt
bei dem Betätigungsweg
X1, der dem Abstand b in den 3 und 4 entspricht und
auf einen Wert von etwa 4% des maximalen Betätigungsweges der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 eingestellt
ist, der Betätigungsstößel 34 in Anlage
an das Verschlussbauteil 39 und somit den Federanlageteller 32.
Die vorgespannte Federeinrichtung 26 beaufschlagt somit
den Steuerschieber 33 des Druckminderventils 8a entgegen
der Kraft der Feder 21, wodurch die Kraft der Feder 21 reduziert wird
und das Druckminderventil 8a in Richtung der die Bremslüftleitung 7 mit
der Behälterleitung 23 verbindenden
Schaltstellung beaufschlagt wird. Hierbei wird der Bremslüftdruck
durch die Vorspannung der Feder 30 des Federelements 26 auf
den Bremslüftdruck
P1 reduziert, bei dem die Federspeicherbremse 2 beginnt,
ein Bremsmoment aufzubauen. Bis zum Betätigungswert X1 wird somit von
der Federspeicherbremse 2 kein Bremsmoment erzeugt, wobei
sich keine Verzögerung
V der Arbeitsmaschine einstellt.
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Ab
dem Betätigungsweg
X1 wird mit zunehmendem Betätigungsweg
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 die Feder 30 der
Federeinrichtung 26 durch eine Beaufschlagung des Federanlagetellers 32 nach
in den 2 und 3 links in Richtung einer Erhöhung der
Federkraft beaufschlagt. Mit zunehmendem Betätigungsweg der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 nimmt
somit die Kraft der der Feder 21 entgegenwirkenden Feder 30 zu,
wodurch die Kraft der Feder 21 verringert und somit das
Druckminderventil 8a in Richtung der die Bremslüftleitung 7 mit
der Behälterleitung 23 verbindenden
Schaltstellung beaufschlagt und somit der an der Federspeicherbremse 2 anstehende
Bremslüftdruck
reduziert wird.
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Der
in der Bremslüftleitung 7 anstehende Bremslüftdruck
wird hierbei bei einer Federeinrichtung 26 gemäß der 2 gemäß der Kennlinie
K1 in der 4 verringert, wodurch sich durch
eine Beaufschlagung der Federspeicherbremse 2 in Richtung der
Bremsstellung eine Verzögerung
gemäß der Kennlinie
V1 einstellt. Die Federkennlinie der Feder 30 bestimmt
hierbei die Steigung der Kennlinie K1 ab dem Betätigungsweg X1.
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Bei
einer Federeinrichtung 26 gemäß der 3 wird von
dem Betätigungsweg
X1 bis zu dem Betätigungsweg
X2, der einem Wert von etwa 55% des maximalen Betätigungsweges
entspricht, lediglich die Feder 30 in Richtung einer Erhöhung der Federkraft
beaufschlagt. Der Betätigungswert
X2 entspricht hierbei dem Abstand c gemäß der 3 zwischen
der weiteren Feder 40 und dem Federteller 31, wobei
bei dem Betätigungswert
X2 die weitere Feder 40 am Federteller 32 anliegt.
Ab dem Betätigungswert
X2 wird somit bei der Federeinrichtung 26 gemäß der 3 mit
zunehmendem Betätigungsweg der
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 die Feder 30 und
die weitere Feder 40 in Richtung einer Erhöhung der
Federkraft beaufschlagt. Für
die Federeinrichtung 26 stellt sich somit für den Bremslüftdruck
P die Kennlinie K2 gemäß der 4 ein,
die zu einer Verzögerung
gemäß der Kennlinie
V2 der 5 führt.
Die Steigung der Kennlinie K2 zwischen dem Betätigungsweg X1 und dem Betätigungsweg
X2 wird hierbei von der Federkennlinie der Feder 30 bestimmt.
Die Steigung der Kennlinie K2 ab dem Betätigungsweg X2 wird von den
Federkennlinien der Federn 30 und 40 bestimmt.
Bei dem Betätigungsweg X2
ist hierbei ein Bremslüftdruck
P2 eingestellt, der etwa 40% des maximalen Bremslüftdruckes
entspricht. Der Bremslüftdruck
P2 ist hierbei durch die Federkennlinie der Feder 30 veränderbar
und einstellbar.
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Der
Betätigungsweg
X3, der auf etwa 90% des maximalen Betätigungsweges der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 eingestellt
ist, entspricht dem Abstand a in den 3 und 4 zwischen
dem Federteller 31 und dem hülsenförmigen Federanlageteller 32.
Bei dem Betätigungsweg
X3 gelangt somit der Federanlageteller 32 mit dem Federteller 31 in
direkte mechanische Verbindung, wobei die Federeinrichtung 26 übersteuert
wird und mit zunehmendem Betätigungsweg
X das Druckminderventil 8a mechanisch in Richtung der die
Bremslüftleitung 7 mit
der Behälterleitung 23 verbindenden Schaltstellung
aufgesteuert wird und somit der Bremslüftdruck P vollständig reduziert
wird. Hierdurch wird ein sicheres Absenken des Bremslüftdruckes
und eine maximale Verzögerung
der Arbeitsmaschine erzielt.
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Der
sich bei dem Betätigungsweg
X3 einstellende Bremslüftdruck
P3, der gemäß der 4 einem
Wert von ca. 5% des maximalen Bremslüftdruckes entspricht, kann
durch die Federkennlinie der Feder 30 bzw. die Federkennlinien
der Federn 30 und 40 und somit die Steigung der
Kennlinien K1 bzw. K2 auch derart gewählt und verändert werden, dass bei dem
Betätigungswert
X3 der sich einstellende Bremslüftdruck
P3 vollständig
abgebaut ist und somit dem Wert 0% entspricht, so dass sich bei
dem Betätigungsweg
X3 die maximale Verzögerung
ergibt.
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Der
Abstand b gemäß den 3 und 4 und
somit der den Totweg bestimmende Betätigungsweg X1 ist hierbei durch
das Einstellelement 36 der Federeinrichtung 26 einstellbar
und veränderbar.
Der Bremslüftdruck
P1 wird durch die Vorspannung der Feder 30 der Federeinrichtung 26 bestimmt,
wobei die Vorspannung der Feder 30 und somit der Bremslüftdruck
P1 durch Einlegen von mit der Feder 30 in Verbindung stehenden
Einlegescheiben eingestellt und verändert werden kann, beispielsweise
Einlegscheiben zwischen der Feder 30 und dem Federteller 31 bzw.
dem Federanlageteller 32. Der Abstand c zwischen der weiteren
Feder 40 und dem Federteller 31 gemäß der 3 und
somit der Betätigungsweg X2
kann durch mit der Feder 40 in Verbindung bringbaren Einlegescheiben,
beispielsweise Einlegescheiben zwischen der Feder 40 und
dem Federanlageteller 32, verändert und eingestellt werden.
Durch die Federkennlinie der Feder 30 kann hierbei der
Bremslüftdruck
P2 verändert
werden. Der Betätigungsweg X3
ist durch den Abstand a in den 2 und 3 einstellbar
und veränderbar,
wobei der sich bei dem Betätigungsweg
X3 einstellende Bremslüftdruck
P3 durch die Federkennlinien der Federn 30, 40 veränderbar
ist. Die Steigung der Kenlinien K1, K2 ab dem Betätigungsweg
X1 kann durch die Federkennlinien der Federn 30, 40 verändert und
eingestellt werden.
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Mit
der erfindungsgemäßen Federeinrichtung 26 des
Bremsventils 8 ist somit bei geringem Totweg der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung
zwischen dem Betätigungsweg
X1 von 4% des maximalen Betätigungsweges
und dem Betätigungsweg
X2 von 90% des maximalen Betätigungsweges
ein dosiertes Abbremsen der Arbeitsmaschine durch eine steuerbare
Verringerung des Bremslüftdruckes
erzielbar. Gegenüber
einem Bremsventil mit der Kennlinie K3 gemäß der 3, bei dem
der den Aufbau des Bremsmoments durch die Federspeicherbremse bestimmende
Bremslüftdruck
P1 bei einem Betätigungsweg
X4 von etwa 35% des maximalen Betätigungsweges erreicht wird,
wodurch sich ein großer Totweg
bis zum Beginn der Bremsfunktion der als Betriebsbremse verwendeten
Federspeicherbremse ergibt und lediglich im Bereich zwischen dem
Betätigungsweg
X4 und dem Betätigungsweg
X3 eine kontrollierte Verringerung des Bremslüftdruckes und somit eine dosierte
Abbremsung der Arbeitsmaschine durch die als Betriebsbremse verwendete
Federspeicherbremse ermöglicht
wird, kann somit mit der erfindungsgemäßen vorgespannten Federeinrichtung 26 ein
geringer Totweg bis zum Beginn der Bremsfunktion der als Betriebsbremse
verwendeten Federspeicherbremse und ein großer Bereich zwischen den Betätigungswegen
X1 und X3 der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung zur Verfügung gestellt
werden, in dem durch eine steuerbare Verringerung des Bremslüftdruckes
eine dosierte Abbremsung der Arbeitsmaschine durch die als Betriebsbremse
verwendete Federspeicherbremse ermöglicht wird.
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Durch
die Kennlinien der Federn 30 und 40, das Einstellelement 36 sowie
der Verwendung von mit den Feder 30 und 40 in
Verbindung stehenden Einlegescheiben können hierbei die Betätigungswege
X1, X2, X3, die Bremslüftdrücke P1,
P2, P3 und die Kennlinie K2, K3 des Bremslüftdruckes und somit die Verzögerung V2,
V3 der Arbeitsmaschine auf einfache Weise und mit geringem Bauaufwand
verändert
und angepasst werden, wodurch auf einfache Weise ein für die Arbeitsmaschine
geeignetes Bremsverhalten eingestellt werden kann.
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Bei
der Weiterbildung des Bremsventils 8 gemäß der 6 ist
an dem mit der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 in Verbindung
stehenden Betätigungsstößel 34,
der die Federeinrichtung 26 beaufschlagt, eine Rückwirkungseinrichtung 50 vorgesehen.
Die Rückwirkungseinrichtung 50 ist
als Kolben 51 ausgebildet, der einen ersten Druckraum 51a mit einer
ersten Steuerdruckfläche 53a aufweist,
der der an der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 aufzubringenden
Betätigungskraft,
die durch den Pfeil 52 verdeutlicht ist, entgegenwirkt
und somit in Richtung einer Erhöhung
der Betätigungskraft
wirkt. Ein zweiter Druckraum 51b, der mit einer zweiten
Steuerdruckfläche 53b versehen
ist, wirkt in Richtung der Betätigungskraft
und somit in Richtung einer Verringerung der Betätigungskraft.
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Der
erste Druckraum 51a bzw. der zweite Druckraum 51b ist
von dem in der Bremslüftleitung 7 anstehenden
Bremslüftdruck
beaufschlagbar, wodurch die Betätigungskraft
in Abhängigkeit
von dem erzeugten Bremslüftdruck
und somit in Abhängigkeit von
der Kennlinie des Bremslüftdruckes
geschwächt bzw.
verstärkt
werden kann. Die Steuerdruckflächen 53a, 53b des
ersten Druckraumes 51a und des zweiten Druckraumes 51b können hierbei
gleiche oder unterschiedlich große Flächen aufweisen.
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Sofern
der erste Druckraum 51a von dem Bremslüftdruck beaufschlagt ist und
der zweite Druckraum 51b entlastet ist, wirkt der Bremslüftdruck der
Betätigungskraft
entgegen. Mit zunehmender Betätigung
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 und somit abnehmendem
Bremslüftdruck
kann hierbei die an der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 aufzubringende
Betätigungskraft
auf einfache Weise in Abhängigkeit
von der Kennlinie des Bremslüftdruckes
abgeschwächt
werden.
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Zudem
ist es möglich,
den ersten Druckraum 51a mit dem in der Bremslüftdruckversorgungsleitung 9 anstehenden
konstanten Versorgungsdruck zu beaufschlagen und den zweiten Druckraum 51b von
dem Bremslüftdruck
zu beaufschlagen. Zu Beginn der Betätigung steht somit der maximale
Bremslüftdruck
im zweiten Druckraum 51a an, wodurch zu Beginn der Betätigung der
Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 die geringste Betätigungskraft
ansteht. Mit zunehmender Betätigung
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 und somit abnehmendem
Bremslüftdruck,
wobei die Bremskraft zunimmt, erhöht sich hierbei die Betätigungskraft
der Betriebsbremsvorgabeeinrichtung 25 umgekehrt proportional zum
Absinken des Bremslüftdruckes.
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Mit
einer derartigen, vom Bremslüftdruck
beaufschlagten Rückwirkungseinrichtung 50 ist
auf einfache Weise eine Betätigungskraftkennlinie
erzeugbar, die an die Kennlinie des Bremslüftdruckes und somit der Kennlinie
der Bremskraft angepasst ist, wobei insbesondere bei absinkendem
Bremslüftdruck und
zunehmender Bremskraft eine zunehmende Betätigungskraft erzeugbar ist.
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Durch
diese Rückwirkung
des Bremslüftdruckes
auf die Betätigungskraft
wird für
die Bedienperson auf einfache Weise eine gute Dosierbarkeit der als
Betriebsbremse verwendeten Feststellbremse erzielt.