-
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für eine Nachlauf-Stopp-Bremseinrichtung für eine Häckseltrommel eines Feldhäckslers nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Stand der Technik
-
Die Häckseltrommel eines selbstfahrenden Feldhäckslers ist in einem Häckslergehäuse antreibbar gelagert. Ein solches Häckslergehäuse weist eine Wartungsklappe auf, die geöffnet werden kann um beispielsweise Verstopfungen, wie sie im laufenden Erntebetrieb auftreten können, zu beseitigen. Dabei wird bei geöffneter Wartungsklappe und angetriebener Häckseltrommel das Häckslergehäuse entleert. In der Praxis gibt es Wartungsklappen die manuell oder von einem Hydraulikzylinder betätigbar geöffnet werden können.
-
Die mit Häckselmessern bestückten Häckseltrommeln besitzen bauartbedingt ein hohes Massenträgheitsmoment und selbst bei der Abschaltung ihres Antriebs haben diese ein lange Nachlaufzeit bis dass sie endgültig zum Stillstand kommen.
-
Um die Nachlaufzeit bis zum Stillstand möglichst gering zu halten sind Antriebskonzepte für Häckseltrommeln bekannt die Bremseinrichtungen beinhalten. Es handelt sich dabei beispielsweise um Scheibenbremsen oder hydraulische Bremsmotoren, die über Schockventile im Falle der Abschaltung des Antriebs hydraulisch eingespannt werden. In beiden Fällen wird die Rotationsenergie der Häckseltrommel in Wärmeenergie umgewandelt. Solange sich die Häckseltrommel im Nachlauf befindet ertönt ein akustisches Warnsignal.
-
Die Öffnung der Wartungsklappe dient aber auch dazu eine Sichtkontrolle zu ermöglichen, ob denn das Häckslergehäuse und der sich daran anschließende Förderkanal tatsächlich von Verstopfungsresten sowie Anbackungen von Schmutzresten an den Innenwänden befreit sind um diese gegebenenfalls manuell zu entfernen. Dazu greift der Fahrer mit seinen oberen Gliedmaßen in den Innenraum des Förderkanals oder Häckselgehäuses hinein.
-
Leider hat sich in der Praxis herausgestellt, dass selbst bei minimaler optischer und akustischer kaum noch wahrnehmbarer Restdrehbewegung einer Häckseltrommel, diese auf Grund des hohen Massenträgheitsmoments bzw. der Schwungmasse der Häckseltrommel noch in der Lage ist, beim Hineinlangen durch die Wartungsöffnung des Häckslergehäuses schwere Verletzungen an den oberen Gliedmaßen des Fahrers des Feldhäckslers zu verursachen. Erschwerend, aber aus menschlicher Sicht durchaus nachvollziehbar, kommt hinzu, dass die Erntezeit nicht zuletzt verursacht durch Wetterrisiken und die fortwährend mit Häckselgut zu bedienende Transport-Logistik der Fahrer des Feldhäckslers häufig unter einen hohen mentalen Stressdruck steht. Wissenschaftliche Untersuchungen besagen, dass diese Form der Belastung menschliches Fehlverhalten begünstigt.
-
Überlegungen, beispielsweise die Wartungsklappe mit einer elektronischen Zuhaltung auszustatten, welche selbst bei geringster Drehbewegung der Häckseltrommel die Wartungsklappe sicher verriegelt, werden aufgrund der rauen Einsatzumgebung des Häckselbetriebs, begleitet von starken Vibrationen, Staubbelastung, Schmutz, Feuchtigkeit und säurehaltiger Pflanzensäfte als unzuverlässig eingestuft. Dieses verlangt zusätzlich einen hohen sicherheitstechnischen Aufwand, der einen höchsten Performancelevel und höchste Ausfallsicherheit verlangt. Dieses in der Landtechnik unter den zuvor dargelegten Randbedingungen zu garantieren ist nach dem derzeitigen Stand fragwürdig.
-
Analoges gilt für Sitzkontaktschalter, deren vermeintliche Sicherheitswirkung zudem durch Manipulation, beispielsweise durch Aufsetzen einer Werkzeugkiste, außer Funktion gesetzt werden kann. Zudem kann diese Sicherheitseinrichtung auch vorsätzlich oder unabsichtlich unwirksam gemacht werden, indem eine zweite Person auf dem Fahrersitz Platz nimmt und der Fahrer des Feldhäckslers sich dabei in unmittelbarer Nähe des Häckslergehäuses oder Förderkanals bei geöffneter Wartungsklappe aufhält und der Antrieb oder die Drehbewegung der Häckseltrommel noch im Gange sind. In diesem Fall kann das Restrisiko nur durch hinweisende Sicherheitstechnik gemindert werden, welches in diesem Zusammenhang als unzureichend angesehen werden kann.
-
Auch ist schon aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht erwünscht allein schon durch das Verlassen des Fahrersitzes oder durch ausschalten des Antriebs der Häckseltrommel die Bremseinrichtung einer Häckseltrommel einzuschalten um die Drehbewegung völlig unnötig und dazu auch noch häufig abzubremsen. Dieses unnötige Abbremsen würde dann nämlich hohe Verschleißkräfte freisetzen, welches zu verkürzten Wartungsintervallen und entsprechenden Kosten führen würde.
-
Aufgabenstellung
-
Hier setzt die Aufgabe der Erfindung an mit dem Ziel, eine robuste und zuverlässige Lösung aufzuzeigen, die selbst menschliches Fehlverhalten im vorgenannten Sinne toleriert, ohne dass es dabei zu Unfallverletzungen der vorbeschriebenen Art bei der Inspektionen des Innenraums des Häckslergehäuses oder des sich daran anschließenden Förderkanals kommen kann.
-
Lösung der Aufgabe
-
Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und den Figurendarstellungen zu entnehmen.
-
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für eine Nachlauf-Stopp-Bremseinrichtung für eine Häckseltrommel und ein Verfahren zum Betreiben der Brems- und Feststelleinrichtung einer Häckseltrommel beim Öffnen und Schließen der Wartungsklappe an einem Häckslergehäuse und/oder an einem sich daran anschließenden Förderkanal an-einem selbstfahrenden Feldhäcksler.
-
Dabei ist die Stellbewegung des Stellantriebs zum Öffnen oder Schließen der Wartungsklappe gekoppelt mit einer Stelleinrichtung zur Betätigung der Bremseinrichtung der Häckseltrommel, wobei die Betätigung der Stelleinrichtung nach dem Prinzip der mechanisch zwangsläufigen Wirkung durch die Stellbewegung des Stellantriebs erfolgt.
-
Erfindungsgemäß wird dabei die Bewegungsrichtung der Wartungsklappe im Sinne der Betätigung eines Bremspedals zur Betätigung der Bremseinrichtung genutzt. Die Öffnungsbewegung als Bewegungsrichtung der Wartungsklappe wird genutzt um den Bremsvorgang auszulösen. Gleichzeitig geht dabei die Bremseinrichtung in die Funktion einer Feststellbremse mit Selbsthaltung über, so dass bei geöffneter Wartungsklappe die Bremseinrichtung als Feststellbremse in Selbsthaltung in Funktion bleibt. Die Bewegungsrichtung der Schließbewegung der Wartungsklappe übernimmt dabei die Funktion die Selbsthaltung der Bremseinrichtung zu beenden.
-
Da die Wartungsklappen in der Regel mit einem Stellantrieb betätigt werden, welche vorzugsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet sind, ist eine derartige Wartungsklappe nach der Erfindung dann als ein mechanisch betätigbare Bremspedal zum Ingang setzen bzw. zur Betätigung der Bremseinrichtung ausgebildet. Gekoppelt daran ist erfindungsgemäß die Übertragung des Bremsbefehls an die Bremseinrichtung ausgelöst durch die Öffnungsbewegung der Wartungsklappe nach dem Prinzip der mechanisch zwangsläufigen Wirkung.
-
Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Zuverlässigkeit der Bremseinrichtung im Sinne der Risikominderung einer Risikobeurteilung ein höchstes Sicherheitsniveau erreicht.
-
Erfindungsgemäß besteht somit nach dem Prinzip der mechanisch zwangsläufigen Wirkung ein direkter Zusammenhang zwischen der Bewegung und Stellung der Wartungsklappe und der Betätigung der Bremseinrichtung und deren Feststelleinrichtung als Feststellbremse.
-
Diese beinhaltet weiterhin den Vorteil, das bereits mit dem Einsetzten der Öffnungsbewegung der Wartungsklappe zwangsläufig, zuverlässig und frühestmöglich die Bremseinrichtung der Häckseltrommel in einer robusten, d. h. schmutz-, vibrations- und feuchtigkeitsbelasteten Umgebung sicher in Gang gesetzt werden kann.
-
Die Auslösung dieses Bremsvorgangs ist prinzipiell identisch mit der Auslösung eines Bremsvorgangs an einem Kraftfahrzeug durch Betätigung des Bremspedals. Hinzu kommt analog dieser Betrachtungsweise, dass solange das Bremspedal getreten bleibt, die Bremswirkung bis hin zur Feststellung der Bremseinrichtung aufrechterhalten bleibt. Auf die Wartungsklappe übertragen bedeute dieses, dass bei geöffneter Wartungsklappe die Feststellwirkung der Bremseinrichtung voll in Funktion bleibt. Umgekehrt bedeutet dieses aber in Analogie zum Bremspedal eines Fahrzeugs, dass durch eine Schließbewegung der Wartungsklappe die Feststellwirkung der Bremseinrichtung automatisch und zuverlässig wieder gelöst und damit aufgehoben wird.
-
Besonders vorteilhaft kann bei der vorliegenden Erfindung der Bremsbefehl und damit die Betätigungskraft zur Auslösung des Bremsvorgangs von einem Stellantrieb der Wartungsklappe abgegriffen werden, welches der Generierung des Bremsbefehls gleich kommt.
-
Der Stellantrieb kann als Druckfluid beaufschlagbares Antriebselement, vorzugsweise als Hydraulikzylinder, ausgebildet sein. Aber auch andere Ausführungen eines Stellantriebs sind durchaus möglich, beispielsweise ein elektrisch oder pneumatisch betreibbares Antriebselement, wie Linearantrieb oder Getriebemotor.
-
Besonders vorteilhaft kann als Bremseinrichtung eine Scheibenbremse, deren Bremsscheibe drehfest mit der Antriebswelle der Häckseltrommel verbunden ist, vorgesehen sein. Damit steht der Anwendung der Erfindung ein millionenfach bewährtes und technisch ausgereiftes Bauteil zu Verfügung.
-
Prinzipiell ist es aber auch möglich als Brems- und Feststelleinrichtung beispielsweise einen Hydraulikmotor in dem Antriebsstrang einer Häckseltrommel vorzusehen. Dieser kann im offenen oder geschlossenen Kreislauf betrieben werden indem ein Schockventil derart eingebaut ist, dass dieses nur dann wirksam zur Anwendung kommt wenn die Wartungsklappe bei ausgeschaltetem Antrieb der Häckseltrommel geöffnet wird. Ist diese Situation gegeben und befindet sich die Häckseltrommel im Zustand der Drehbewegung, so geht die Häckseltrommel in den generatorischen Betrieb über und der Hydraulikmotor wird zu Hydraulikpumpe. Durch den zuvor dargelegten von der Öffnungsbewegung der Wartungsklappe ausgelösten Schaltvorgang kann nun das Schockventil wirksam werden, indem das von dem Hydraulikmotor abströmende Hydrauliköl über das Schockventil auf die Eingangsseite des Hydraulikmotors zurückgeführt wird. Die hydraulische Welle des Hydraulikmotors ist in dieser Situation hydraulisch eingespannt und bleibt es auch solange die die Wartungsklappe geöffnet bleibt. Auch somit wird der Hydraulikmotor gleichzeitig auch zu einer Feststellbremse für die Häckseltrommel.
-
Diese erfinderisch dargelegte Ansteuerung der beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen von Bremseinrichtungen stellt mit einfachen Mittel ein robustes und hohes sicherheitstechnisches Niveau her, da diese Steuerung auf dem Prinzip der positiven mechanisch zwangsläufigen Kopplung beruht. Diese bedeutet, dass ein sich bewegendes mechanisches Bauteil zwangsläufig ein anderes Bauteil mitbewegt welches wiederum ein einfaches aber bewährtes Bauteil einer Steuerung betätigt und dabei in Selbsthaltung geht und dadurch die Feststellbremse der Feststelleinrichtung betätigt. Einfache und robuste Bauteile dieser Steuerung können hydraulische Ventile, beispielsweise Wegeventile, Druckventile, Stromventile, Sperrventile oder eine Kombination dergleichen sein. In einem elektrischen Steuerkreis können es beispielsweise direkt betätigte Relais oder Schaltschütze sein. Steuerelemente dieser Art gelten als robust und sicherheitstechnisch zuverlässig mit zugleich einer extrem geringen Ausfallwahrscheinlichkeit.
-
Diese Abhängigkeit betätigt dabei entweder direkt oder indirekt die Bremseinrichtung. Die Schalteinrichtung kann dabei beispielsweise direkt auf ein Druckfluid einwirken, welches den Bremsvorgang auslöst. Die Bewegungsform der Wartungsklappe, je nachdem, ob sie geöffnet oder geschlossen wird, verursacht entweder den Bremsvorgang selbst und in dessen Folge die Feststellung der Bremse im Sinne einer Feststellbremse, oder umgekehrt, beim Schließen der Wartungsklappe die Lüftung der Bremse und damit die Lösung der Feststellbremse. Somit stellt die Erfindung eine Sicherheits-Nachlauf-Stopp-Einrichtung auf hohem sicherheitstechnischem Niveau dar.
-
Die Erfindung beinhaltet somit verfahrenstechnisch auch den Vorteil, dass das Betätigungssignal zur Auslösung des Bremsvorgangs mit dem Stellantrieb der Wartungsklappe in Wirkverbindung steht.
-
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht verfahrenstechnisch vor, unter dem Gesichtspunkt der Risikominimierung in Verbindung mit der Arbeitssicherheit, eine Verstopfung des Häckslergehäuses und des sich daran anschließenden Förderkanals aufzulösen und diese Räume zu entleeren. Auch dabei soll die Arbeitssicherheit für das Bedienpersonal oberste Priorität haben indem sichergestellt sein soll, dass Verletzungsrisiken nahezu ausgeschlossen sind.
-
Dazu ist eine steuerungstechnische Sicherheitsschaltung vorgesehen. Die Bedienelemente sollten sich dabei im Schutzraum der Fahrerkabine befinden. Vorgesehen ist dabei ein Betriebsartenwahlschalter der zumindest drei Schaltstellungen aufweist.
-
Eine erste Schaltstellung ermöglicht den „Normalbetrieb”, d. h. Erntebetrieb. In dieser Schaltstellung ist ein Öffnen der Wartungsklappe nicht möglich, weil die Wartungsklappe geschlossen und steuerungstechnisch verriegelt ist.
-
Eine zweite Schaltstellung „Öffnung der Wartungsklappe” ermöglicht das Öffnen der Wartungsklappe gekoppelt an dem zuvor dargelegten automatisch ablaufenden Bremsvorgang einschließlich der Selbsthaltung der Feststellbremse.
-
Eine dritte Schaltstellung „Entleerung des Häckslergehäuse” ermöglicht den Entleerungsvorgang durch die geöffnete Wartungsklappe. Dabei kann der Vorgang der Entleerung nur durch die Betätigung eines Zustimmungsschalters im „Hold-to-Run”-Betrieb gestartet und durchgeführt werden.
-
Der Steuerungsablauf in dieser Schaltstellung des Betriebsartenwahlschalters sieht dabei vor, dass der Stellantrieb der Wartungsklappe so angesteuert wird, dass im ersten Schritt die Wartungsklappe geöffnet und danach automatisch wieder geschlossen wird. Dieses läuft automatisch ab, unabhängig davon, ob die Wartungsklappe bereits geöffnet oder geschlossen ist. Dadurch ist sichergestellt, dass in jedem Fall die Bremseinrichtung nach dem Schließen der Wartungsklappe gelüftet ist.
-
Im zweiten Schritt nach Beendigung des ersten Schritts öffnet sich erneut und automatisch die Wartungsklappe, dann allerdings ohne dass die Bremseinrichtung aktiv wird, wobei nunmehr der Antrieb der Häckseltrommel zugeschaltet wird. Das Aktivwerden der Bremseinrichtung wird in dieser Phase des Steuerungsablaufs unterdrückt.
-
Durch die geöffnete Wartungsklappe kann jetzt das die Verstopfung verursachende Häckselgut auf den Boden unterhalb des Häckslergehäuses ausgeblasen werden. Es versteht sich von selbst, dass während dieses Vorgangs sich keine Person unterhalb des Häckslergehäuses aufhalten kann, weil die Lärm- und Schmutzbelastung für eine Person unerträglich wäre.
-
Die Beendigung des Ausblasvorgangs erfolgt durch Loslassen der „Hold-to-Run-Schalter, wobei der Antrieb der Häckseltrommel abgeschaltet und die Wartungsklappe automatisch wieder geschlossen wird.
-
Soll die Wartungsklappe danach wieder für Inspektionszwecke geöffnet werden ist dieses nur dann möglich, wenn der Betriebsartenwahlschalter wieder in die zweite Stellung „Öffnung der Wartungsklappe” zurück gestellt wird. Wird in dieser Schaltstellung die Wartungsklappe erneut geöffnet, so setzt der Bremsvorgang einschließlich der Selbsthaltung der Feststellbremse erneut automatisch ein.
-
Eine Wiederaufnahme des Normal- bzw. Erntebetriebs ist erst dann möglich, wenn die Wartungsklappe geschlossen ist und der Wahlschalter in die Stellung „Normalbetrieb” zurückgesetzt ist.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen wenigstens eine weitere Wartungsklappe, beispielsweise die an einer auswechselbaren Einrichtung, einem Förderkanal oder einem Maiskornaufbereiter, mit dieser Sicherheitseinrichtung ebenfalls gegen Verletzungsrisiken abzusichern. Dazu ist vorgesehen, auch diese Wartungsklappe mit einem Stellantrieb auszustatten, der gleichläufig und gleichzeitig mit dem ersten an der Wartungsklappe des Häckslergehäuses befindlichen Stellantrieb korrespondierend zusammenarbeitet. Handelt es sich dabei um einen hydraulischen Stellantrieb, beispielsweise um einen Hydraulikzylinder, so kann dieser parallel in den Hydraulikkreislauf eingebunden werden. Handelt es sich dabei um eine auswechselbare Ausrüstung so kann der hydraulische Anschluss über hydraulische Abreiskupplungen hergestellt werden, welche fester Bestandteil des Hydrauliksystems sind.
-
Die hier aufgezählten vorteilhaften Ausführungsbeispiele der Erfindung erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Weitere steuerungstechnische Möglichkeiten in Verbindung mit der Erfindung insgesamt fallen daher ebenfalls in den Bereich der Erfindung ohne dass sie an dieser Stelle explizit erwähnt werden.
-
Das nachfolgend dargelegten Ausführungsbeispiel und die Figurendarstellungen 1 bis 8c stehen exemplarisch für die Erfindung. Es dient der Klarheit und dem besseren Verständnis in ihren Einzelheiten.
-
Ausführungsbeispiel
-
Die 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Häckseltrommel 1 die in einem Häckslergehäuse 2 gelagert ist, ausgestattet mit einer Bremseinrichtung 4. Die Häckseltrommel 1 ist drehfest mit der Antriebswelle 3, der Antriebsscheibe 38, ausgebildet als Keilriemenscheibe, und der Bremsscheibe 5 als Teil der Bremseinrichtung 4 verbunden. Die Bremseinrichtung 4 weist einen Bremssattel 6 auf, der die Bremszylinder 7 mit deren Bremskolben 8 und den Bremsbelägen 9 aufnimmt.
-
Das Häckslergehäuse 2 weist eine Wartungsklappe 10 auf, welche symbolisch dargestellt ist und die mit einem Stellantrieb 12 verbunden ist. Die Wartungsklappe 10 ist in einem Gelenkpunkt 11 in einem Scharniergelenk fest mit dem Häckslergehäuse 2 verbunden.
-
Der Stellantrieb 12 ist als doppeltwirkender Druckmittel beaufschlagter Hydraulikzylinder ausgebildet, dessen Zylindergehäuse sich in einem Gelenkpunkt 13 als Widerlager an dem Häckslergehäuse 2 abstützt. Der Stellantrieb 12, ausgeführt als doppeltwirkender Hydraulikzylinder, ist über das Wegeventil 13 und den Hydraulikleitungen 23, 24 mit einer Druckquelle 25, ausgeführt als Hydraulikpumpe, verbunden. Die erste Kolbenstange 14 ist in einem Gelenkpunkt 15 mit der Wartungsklappe 10 verbunden und die zweite Kolbenstange 16 ist in einem Gelenkpunkt 17 mit einem Lenkergetriebe 18 verbunden. Das Lenkergetriebe 18 besteht aus drei Lenkerkoppeln 19, 20, 21, welches mit einem Wegeventil 22 in einem Gelenkpunkt 23 verbunden ist. Die Lenkerkoppel 20 ist in einem ortsfesten Gelenkpunkt 24 gelagert, der sich beispielsweise am Häckslergehäuse 2 abstützt. Die Lenkerkoppel 20 kann somit in Analogie zu einem Kraftfahrzeug als Bremspedal angesehen werden, welches auf den Schieber des Wegeventils 22 einwirken und damit auf den Bremsvorgang einwirken kann.
-
Der Stellantrieb 12 ist mit einer Druckquelle 25, beispielsweise mit einer Hydraulikpumpe verbunden. Zwischen der Druckquelle 25 und dem Stellantrieb 12 befindet sich ein 4-3-Wegeventiel 26, welches in der Mittelstellung gesperrt ist. Das Wegeventil 26 befindet sich im unbetätigten Zustand und damit in der neutralen Umlaufstellung Sperrstellung.
-
Die Hydraulikleitungen 31, 32 sind gesperrt und stützen auf das Ventil 26 ab, so dass die Kolbenstangen 14, 16 hydraulisch eingespannt sind. Die Wartungsklappe 10 befindet sich im geschlossenen und gesperrten Zustand. An dem Wegeventil 22 sind die beiden Hydraulikleitungen 35, 36 angeschlossen. Die Hydraulikleitung 35 führt direkt zum Tank des Hydrauliköls, ist also ständig drucklos.
-
Abhängig von der Schaltstellung des Wegeventils 22 ist die Hydraulikleitung 36 entweder völlig drucklos, indem sie über die Hydraulikleitung 35 mit dem Tank verbunden ist, oder sie wird mit Druck beaufschlagt und betätigt die Bremseinrichtung 4 der Häckseltrommel. Im drucklosen Zustand der Hydraulikleitung 36 ist die Bremseinrichtung freigeschaltet und gelüftet. In 1 ist die Situation der freigeschalteten Bremseinrichtung 4 bei geschlossener Wartungsklappe dargestellt. Diese Situation repräsentiert den Normalbetreib im Erntebetrieb.
-
Die Wartungsklappe 10 kann von einem Stellantrieb 12 je nach Bewegungsrichtung 70 in eine Öffnungsbewegung 71 oder eine Schließbewegung 72 betätigt werden. Dieses ist in 1 durch die Bewegungspfeile symbolisch dargestellt.
-
2 zeigt die Situation der Bremseinrichtung beim Abbremsen der Häckseltrommel 1. Wird das Wegeventil 26 in die Ventilstellung a überführt wird der Kolbenstangenraum 27 des Stellantriebs druckbeaufschlagt. Die erste Kolbenstange 14 und die zweite Kolbenstange 16, die ohnehin eine bauliche Einheit darstellen, bewegen sich dabei derart, dass die Wartungsklappe 12 geöffnet wird. Gleichzeitig wird das Lenkergetriebe 18 durch die Ankopplung der Lenkerkoppel 19 im Gelenkpunkt 17 an die zweite Kolbenstange 16 in Bewegung gesetzt. Durch die Bewegung der Kolbenstange 14, 16 wird auf Lenkerkoppel 19 eine Schubkraft ausgeübt die im Gelenkpunk 39 auf die Lenkerkoppel 20 einwirkt. Diese schwenkt um den Gelenkpunkt 24 und übernimmt die Funktion eines Bremspedals 69 und verursacht dabei eine Schubkraft im Gelenkpunkt 40, welche als Schubkraft auf die Lenkerkoppel 21 einwirkt. Die Lenkerkoppel 21 übernimmt damit die Funktion einer Schubstande und wirkt im Gelenkpunkt 23 auf den Schieber des Wegeventils 22 ein. Dabei wird das Wegeventil 22 in eine andere Schaltstellung überführt. In dem Ausführungsbeispiel ist das Wegeventil 22 als Proportionalwegeventil dargestellt so dass der Schaltvorgang nicht schlagartig erfolgt.
-
In der Schaltstellung a des Wegeventils 26 wird die Hydraulikleitung 32 zur Druckleitung. Die Hydraulikleitung 33 ist mit der Hydraulikleitung 31, die momentan unter Druck steht, verbunden.
-
Bedingt durch den Öffnungsvorgang der Wartungsklappe 10 wird der Schieber des Wegeventils 22, in die Schaltstellung a überführt, und dadurch werden die Hydraulikleitungen 34, 36 ebenfalls zu Druckleitungen, welche von diesem Zeitpunkt an die Bremszylinder 7 der Bremseinrichtung 4 mit Druck beaufschlagen und die Bremskolben 8 gegen die Bremsbeläge 9 pressen. Dadurch ist der Bremsvorgang eingeleitet. Zwischen der Hydraulikleitung 33 und der Hydraulikleitung 34 ist ein Druckminderer 29 eingebaut der den Beaufschlagungsdruck für die Bremszylinder 7 des Bremssattels 6 auf dessen vom Hersteller vorgegeben Betriebsdruck einstellt.
-
Selbst wenn das Wegeventil 26 in die mittlere Schaltstellung auf neutralen Umlauf umschaltet, bleibt die Bremskraft ungemindert aufrecht erhalten weil der Druckspeicher 30 den Druck aufrecht hält. Das Rückschlagventil 42 verhindert, dass der Druck entweichen kann. In diesem Zustand ist die Bremseinrichtung eine Feststellbremse.
-
3 verdeutlicht wie die Feststellbremse wieder gelöst wird. Dieses erfolgt durch das Umschalten des Wegeventils 26 in die Schaltstellung b. Dieses führt dazu, dass der Kolbenstangenraum 28 mit Druck beaufschlagt wird und die Wartungsklappe dadurch betätigt von dem Stellantrieb 12 wieder geschlossen wird. Demzufolge wird das Lenkergetriebe 18 und dadurch auch das Wegeventil 22 wieder in seine Ausgangstellung zurückgeführt, wodurch die Bremseinrichtung 4 wieder gelüftet wird und die Bremskraft damit wieder verschwindet.
-
4 verdeutlicht die Situation des Ausblasens der Verstopfung. Auch in diesem Betriebszustand muss die Wartungsklappe 10 geöffnet sein, welches dazu führen würde, dass die Bremseinrichtung 4 als Feststellbremse wirkend, die Antriebswelle 3 blockiert. Dann aber wäre der Antrieb der Häckseltrommel ebenfalls blockiert. Um dieses zu verhindern ist – wie bereits zuvor dargelegt – beispielweise ein elektrisch betätigbares Wegeventil 37 vorgesehen, welches in der Schaltstellung b umgeschaltet einen Bypass erzeugt um das Wegeventil 22, welches sich durch Öffnung der Wartungsklappe 10 in der Schaltstellung a befindet, zu umgehen. Dadurch wird die Bremseinrichtung gelüftet und die Feststellwirkung der Bremseinrichtung unterdrückt.
-
Dieses Wegeventil 37 kann nur unter besonderen Sicherhitvorkehrungen, d. h. richtige Stellung des Betriebsartenwahlschalters in Verbindung mit einem „Hold-to-Run”-Schalter betrieben werden. Nach der Beendigung des Ausblasvorgangs wird die Wartungsklappe 10 durch automatische Betätigung des Stellantriebs 12 automatisch wieder geschlossen. Das Wegeventil 37 wird zugleich automatisch in die Schaltstellung a zurück geschaltet und der Bypass ist wieder geschlossen.
-
Aus dem Nachlauf der Häckseltrommel kann in dieser Situation keine Gefährdung für den Inspekteur entstehen, weil die Wartungsklappe 10 mit dem Abschalten automatisch und sofort wieder geschlossen wird.
-
Folgt unmittelbar nach dem Schließen ein erneutes Öffnen der Wartungsklappe 10 setzt der normale automatisch gesteuerte Abbremsvorgang, wie zuvor beschrieben, erneut, automatisch und zuverlässig nach dem Prinzip der mechanischen zwangsläufigen Wirkung wieder ein.
-
5 zeigt eine weitere erfinderische Ausgestaltung. In dieser weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich eine weitere Wartungsklappe 43 beispielsweise in einer auswechselbaren Ausrüstung, beispielsweise in einem auswechselbaren Graskanal, parallel in die Sicherheitseinrichtung zu integrieren. Dazu weisen die Hydraulikleitungen 31, 32 Zapfstellen 44, 45 in Form von Abreißkupplungen 46, 47 auf. Durch an- und abkuppelbare Schlauchleitungen 48, 49 an diesen Zapfstellen 44, 45 wird eine hydraulische Verbindung zum Stellentrieb 50 der weiteren Wartungsklappe 43 hergestellt, die dadurch von der Sicherheitseinrichtung der ersten Wartungsklappe 10 automatisch mit geöffnet und mit geschlossen wird.
-
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die Bremseinrichtung 4 nicht notwendigerweise direkt auf der Antriebswelle 3 der Häckseltrommel 1 angeordnet sein muss. Erfindungswesentlich ist lediglich, dass die Bremseinrichtung dazu dient den Antriebsstrang der Häckseltrommel abzubremsen bzw. festzusetzen. Dieses beinhaltet zudem den Vorteil, dass weitere Rotationselemente, wie beispielsweise der Wurfbeschleuniger und/oder der Maiskornaufbereiter (Corn-Cracker) gleichzeitig mitabgebremst und festgestellt werden.
-
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses zeigt als Bremseinrichtung statt der Scheibenbremse eine Hydraulikpumpe 51, die in den Antriebsstrang der Häckseltrommel eingebunden ist. Die Hydraulikpumpe 51 läuft im Normalbetrieb im offenen Kreislauf im drucklosen Umlauf, d. h. sie saugt das Hydrauliköl aus dem Tankbehälter 52 über die Hydraulikleitung 55 und fördert das Hydrauliköl über die Hydraulikleitung 56 beispielsweise über einen Wärmetauscher 53 und einen Rücklauffilter 54 zurück in den Tankbehälter 52. Der Schaltmechanismus ist prinzipiell identisch mit dem in den 1 bis 5 beschriebenen, wobei jedoch die Bremswirkung durch das Öffnen der Wartungsklappe wie nachfolgend beschrieben erfolgt. Durch die Betätigung des Stellantriebs 12 wird die Hydraulikleitung 36 mit Druck beaufschlagt und ebenso der Druckspeicher 30. In dessen Folge wird das Wegevenil 57 in die Schalstellung b und damit in die Sperrstellung überführt. Dadurch ist die Hydraulikleitung 56 schlagartig gesperrt und der Rückfluss des Hydrauliköls in den Tankbehälter 52 ist nicht mehr möglich. Die Schwungmasse bzw. die Rotationsenergie der Häckseltrommel und des gesamten Antriebsstrangs treibt die Hydraulikpumpe 51 generatorisch weiter an so dass dieses schlagartig zu einem Druckanstieg auf der Abflussseite der Hydraulikpumpe 51 führt. In Folge dessen wird das Schockventil 58, ausgeführt als Druckbegrenzungsventil, geöffnet und der Förderstrom der Hydraulikpumpe 51 wird auf die Saugseite der Hydraulikpumpe 51 zurückgeführt. Den Rückfluss des Hydrauliköls über die Hydraulikleitung 55 in den Tank verhindert ein Rückschlagventil 59. Über das Schockventil 58 wird die Rotationsenergie in Wärmenergie umgewandelt und die Hydraulikpumpe 51 bleibt solange hydraulisch eingespannt, wie der Druckspeicher 30 unter Druck steht. Dieser Druck kann erst durch das Schließen der Wartungsklappe wieder abgebaut werden. Damit wird die Hydraulikpumpe 51 gelichzeitig zur Feststellbremse bei geöffneter Wartungsklappe 10.
-
Im Ausblasbetrieb bei geöffneter Wartungsklappe 10 erfolgt die Öffnung der Wartungsklappe wie in der Beschreibung unter 6 dargelegt. Zusätzlich wird aber das Wegeventil 60 mit einem nicht näher dargestellten in der Fahrerkabine befindlichen Hold-to-Run-Zustimmungsschalter von der Schaltstellung a in die Schaltstellung b überführt, so dass sich in der Hydraulikleitung 34 trotz der Umschaltung des Wegeventils 22 in die Schaltstellung a kein Druck aufbauen kann. In diesem Schaltzustand kann die Bremswirkung, wie zuvor dargelegt, nicht aktiviert werden, weil sich auch im Druckspeicher 30 kein Druck aufbauen kann, so dass zwar die Wartungsklappe 10 geöffnet wird, nicht aber die Bremswirkung eintreten kann. Wird der Hold-to-Run-Zustimmungsschalter losgelassen so wird der Antrieb der Häckseltrommel 1 automatisch abgeschaltet, das Wegeventil 60 in die Schaltstellung a überführt und in Sperrstellung geschaltet wodurch die Bremswirkung unmittelbar wieder aktiviert und die Selbsthaltung der Bremseinrichtung 4 wieder hergestellt.
-
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses zeigt als Bremseinrichtung eine Hydraulikpumpe 51, die in den Antriebsstrang der Häckseltrommel eingebunden ist. Die Hydraulikpumpe 51 läuft im Normalbetrieb im offenen Kreislauf im drucklosen Umlauf, d. h. sie saugt das Hydrauliköl aus dem Tankbehälter 52 über die Hydraulikleitung 55 und fördert das Hydrauliköl über die Hydraulikleitung 56 beispielsweise über einen Wärmetauscher 53 und einen Rücklauffilter 54 zurück in den Tankbehälter 52. Der Schaltmechanismus unterscheidet sich jedoch von dem in der 6 dargestellten Ausführung, da es sich hier um eine rein hydraulische Betätigung der Bremseinrichtung handelt. Dabei ist die Stellbewegung des Stellantriebs 12 zum Öffnen und/oder Schließen der Wartungsklappe 10 ebenfalls gekoppelt mit einer Stelleinrichtung 4 zur Betätigung der Bremseinrichtung 4 der Häckseltrommel 1, wobei aber die Betätigung der Stelleinrichtung 4 durch die Stellbewegung des Stellantriebs 12 nach dem Prinzip der ausschließlich zwangsläufig hydrostatischen Wirkung erfolgt. Dennoch ist die Wirkungsweise prinzipiell identisch mit der in den Ausführungsbeispielen wie zuvor in den 1 bis 6 dargelegt.
-
Bei dem hydraulischen Stellantrieb 12 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um einen beidseitig beaufschlagbaren Hydraulikzylinder 61, ausgeführt als Differentialzylinder. Zum Öffnen der Wartungsklappe 10 wird der Stellantrieb 12 betätigt indem das Wegeventil 26 in die Schaltstellung a überführt wird und somit der Kolbenstangenraum 27 des Hydraulikzylinders 61 mit dem hydrostatischen Druck der Druckquelle 25 beaufschlagt wird. Der Kolbenbodenraum 62 ist über ein Druckbegrenzungsventil 63 mit der Hydraulikleitung 32 verbunden, so dass das zu verdrängende Hydrauliköl des Kolbenbodenraums 62 zurück in den Tankbehälter 52 zurückfließen kann. Im Kolbenbodenraum 62 baut sich ein durch das Druckbegrenzungsventil 63 vorgegebener hydrostatischer Druck auf der den Kraftaufwand beim Einfahren der Kolbenstange beim Öffnen der Wartungsklappe 10 im Kolbenstangenraum 27 erhöht. Dadurch stellt sich ein erhöhter Druck im Kolbenstangengenraum 27 ein, der von der Hydraulikleitung 64 aufgenommen wird und der auf das Wegeventil 22 einwirkt und dieses in die a-Schaltstellung überführt. Derselbe hydrostatische Druck wirkt auf die Hydraulikleitung 33 ein und er wird auf die Hydraulikleitung 34 übertragen welche mit diesem Druck auf die Schaltstellung des Wegeventils 37 ein, so dass dieses in die Schaltstellung a übergeht. Infolge dessen wirkt der Druck der Hydraulikleitung 34 jetzt auf die Hydraulikleitung 36 und damit auf den Druckspeicher 30 und das Wegeventil 57 ein.
-
In dessen Folge wird das Wegevenil 57 in die Schalstellung b und damit in die Sperrstellung überführt. Dadurch ist die Hydraulikleitung 56 schlagartig gesperrt und der Rückfluss des Hydrauliköls in den Tankbehälter 52 ist nicht mehr möglich. Die Schwungmasse bzw. die Rotationsenergie der Häckseltrommel und des gesamten Antriebsstrangs treibt die Hydraulikpumpe 51 generatorisch weiter an, so dass dieses schlagartig zu einem Druckanstieg auf der Abflussseite der Hydraulikpumpe 51 führt. In Folge dessen wird das Schockventil 58, ausgeführt als Druckbegrenzungsventil, geöffnet und der Förderstrom der Hydraulikpumpe 51 wird auf die Saugseite der Hydraulikpumpe 51 zurückgeführt. Den Rückfluss des Hydrauliköls über die Hydraulikleitung 55 in den Tank verhindert ein Rückschlagventil 59. Über das Schockventil 58 wird die Rotationsenergie in Wärmenergie umgewandelt und die Hydraulikpumpe 51 bleibt solange hydraulisch eingespannt, wie der Druckspeicher 30 unter Druck steht. Dieser Druck kann erst durch das Schließen der Wartungsklappe wieder abgebaut werden. Damit wird die Hydraulikpumpe 51 gleichzeitig zur Feststellbremse bei geöffneter Wartungsklappe 10. Die Ausführung dieser Betätigung der Bremseinrichtung 4 macht deutlich, dass die Bremswirkung unmittelbar nach Betätigung des Wegeventils 26 eintritt. Um sicher zu stellen, dass die Häckseltrommel 1 bei Beendigung des Öffnungsvorgangs der Wartungsklappe tatsächlich zum Stillstand gekommen ist, kann die Öffnungszeit durch Verlangsamung der Öffnungsgeschwindigkeit mit einem Drosselrückschlagventil 65, eingebaut in einer Ablaufregelung in der Hydraulikleitung 32, entsprechend auf die Bremszeit bis zum Stillstand aufeinander abgestimmt sein.
-
7a zeigt die Ventilstellungen der Wegeventile 22, 26, 30, 37, 57 während des Bremsvorgangs einschließlich ihrer Stellungen im Zustand der Selbsthaltung der Feststelleinrichtung als Feststellbremse. Auch wenn das Wegeventil 26 nach oder während des Abbremsvorgangs in seine Mittelstellung zurück gestellt wird, bleibt die Selbsthaltung der Wegeventile 22, 30, 37, 57 dadurch, dass diese hydrostatisch eingespannt bleiben erhalten, so dass die Bremseinrichtung 4 als Ganzes im Zustand der Feststellbremse bleibt.
-
7b zeigt die Ventilstellungen der Wegeventile 22, 26, 30, 37, 57 während des Lösens der Feststellbremse und zugleich zum Schließen der Wartungsklappe 10. Dazu wird das Wegeventil 26 in die Schaltstellung b überführt und der Kolbenbodenraum 62 wird mit dem hydrostatischen Druck der Druckquelle 25 beaufschlagt. Die Hydraulikleitung 32 wird dadurch zur Druckleitung und die Hydraulikleitung 31 zur Tankrücklaufleitung. Dadurch kann die Feder des Wegeventils 22 dieses in die Schaltstellung b überführen da die Hydraulikleitung 64 jetzt mit der Tankrücklaufleitung verbunden ist. Gleichzeitig schaltet die Feder des Wegeventils 37 in die Schaltstellung b, da sich der Steuerdruck auf der a-Seite des Wegeventils 37 über die Hydraulikleitung 35 als Tankrücklaufleitung abbauen kann. Gleichzeitig kann sich der Druck im Druckspeicher 30 über den Bypass 66 und weiter über die Hydraulikleitung 35, die zurück zum Hydrauliktank führt, abbauen und in dessen Folge das Wegeventils 57 durch die Rückstellfeder in die Schaltstellung a überführt wird. Dadurch ist die hydrostatische Einspannung der Hydraulikpumpe 51 aufgehoben und damit die Feststellbremse gelöst. Im weiteren Verlauf wird die Wartungsklappe 10 durch die Druckbeaufschlagung auf der Kolbenbodenseite 62 wieder geschlossen. Nach dem Schließen der Wartungsklappe 10 wird das Wegeventil 26 wieder in die Mittelstellung und damit in die Sperrstellung überführt, so dass die Wartungsklappe 10 in der geschlossenen Stellung hydraulisch verriegelt ist.
-
7c zeigt die Ventilstellungen im Ausblasbetrieb bei geöffneter Wartungsklappe 10. Dabei erfolgt die Öffnung der Wartungsklappe 10 wie in der Beschreibung unter 7 dargelegt. Zusätzlich wird aber das Wegeventil 60 mit einem nicht näher dargestellten in der Fahrerkabine befindlichen Hold-to-Run-Zustimmungsschalter von der Schaltstellung a in die Schaltstellung b überführt, so dass sich in der Hydraulikleitung 34 trotz der Umschaltung des Wegeventils 22 in die Schaltstellung a kein Druck aufbauen kann. In diesem Schaltzustand kann die Bremswirkung, wie zuvor dargelegt, nicht aktiviert werden, weil sich auch im Druckspeicher 30 kein Druck aufbauen kann, so dass zwar die Wartungsklappe 10 geöffnet wird nicht aber die Bremswirkung eintreten kann. Wird der Hold-to-Run-Zustimmungsschalter losgelassen wird der Antrieb der Häckseltrommel automatisch abgeschaltet, das Wegeventil 60 in die Schaltstellung a überführt und in Sperrstellung geschaltet und die Bremswirkung unmittelbar wieder aktiviert und die Selbsthaltung der Bremseinrichtung 4 wieder hergestellt.
-
Die 8 bis 8c zeigen in völliger Analogie zu den 7 bis 7c ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bremseinrichtung 4 mit der prinzipiell gleichen Schaltungstechnik, jedoch mit einer Bremseinrichtung 4 ausgebildet als Reibbremse bzw. als Scheibenbremse 67 mit Bremssattel 6, Bremsscheibe 5, Bremszylindern 7, Bremskolben 8 und Bremsbelägen 9. Die Wirkung einer betätigten Scheibenbremse 67 wird hier als dem Fachmann bekannt vorausgesetzt so dass eine nähere Beschreibung entbehrlich ist. Da in diesem Ausführungsbeispiel die hydrostatische Bremse, ausgeführt als Hydraulikpumpe, ersetzt ist durch die Scheibenbremse 67, entfällt das Schockventil 58 und der zugehörige neutrale Umlauf für das Hydrauliköl einschließlich des Wegeventils 57. Da die Funktionsweise des Öffnens und Schließens der Wartungsklappe 10 und der Betätigung der Bremseinrichtung 4 einschließlich des Freiblasens völlig identisch ist mit den Beschreibungen, wie in den 7 bis 7c dargelegt, kann an dieser Stelle auf eine Wiederholung der Beschreibungen verzichtet werden. Anzumerken ist dabei noch, dass das Wegevenil 26 in einer Mittelschwimmstellung dargestellt ist, welchem ein Zwillingsrückschlagventil 68 vorgelagert ist. Dieses ist lediglich als eine Variante der Beschaltungstechnik anzusehen, welche die Funktion des Wegeventils 26 nicht verändert.
-
Die mechanisch und hydraulisch zwangsläufige Wirkung gemäß der Figurenbeschreibungen in den Ausführungsbeispielen besteht somit erfindungsgemäß darin, dass der hydrostatische Druck zur Betätigung des Stellantriebs 12 und der Wartungsklappe 10 bewegungsrichtungsabhängig genutzt wird zur Betätigung der Steuerelemente der Sicherheitseinrichtung und dass zugleich der selbe hydrostatische Druck zur Auslösung des Bremsvorgangs und zur Betätigung der Feststellung der Bremseinrichtung genutzt wird. Ebenso fällt auch eine Mischform aus mechanisch zwangsläufiger und hydraulisch zwangläufiger Wirkung gemäß den Figurenbeschreibungen in den Schutzumfang der Erfindung.
-
Die besondere erfinderische Bedeutung liegt in der inhärent sicheren Ausführung der Sicherheitseinrichtung, indem der Brems- und Stillsetzungsvorgang beim Öffnen der Wartungsklappe automatisch nach den Prinzipien der zwangsläufig mechanischen oder hydrostatischen Wirkung erfolgt. Zudem geht die Bremseinrichtung bei geöffneter Wartungsklappe nach diesem Prinzip automatisch in die Selbsthaltung über. Dabei wird dem Fahrer jede Möglichkeit zur Ausschaltung oder Umgehung von Schutzmaßnahmen genommen. Für den dauerhaft sicheren Betrieb einer Maschine ist es besonders wichtig, dass die Schutzmaßnahmen eine einfache Verwendung der Maschine zulassen und die bestimmungsgemäße Verwendung dadurch nicht beeinträchtigt ist.
