DE10319075B4 - Bremsvorrichtung vom Hydrauliktyp - Google Patents

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Abstract

Hydraulikkreislauf mit einer hydraulischen Bremseinrichtung, umfassend
1.1 eine Hydraulikpumpe (21);
1.2 ein von der Hydraulikpumpe (21) antreibbares hydraulisches Stellglied (27);
1.3 ein Richtungswechselventil (22), um die Strömungsrichtung des zum hydraulischen Stellglied (27) geförderten Hydraulikfluids zu steuern;
1.4 ein Druckbegrenzungsventil (23), welches in einen Strömungsweg eingebaut ist, der parallele, die Hydraulikpumpe (21) und das hydraulische Stellglied (27) verbindende Strömungswege (25, 26) verbindet;
1.5 ein Mittel (31) zur Einstellung eines Gegendruckes im Hydraulikkreislauf stromabwärts des Druckbegrenzungsventils (23); wobei
1.6 der Hydraulikkreislauf derart ausgebildet ist, dass sich der Gegendruck im Hydraulikkreislauf stromabwärts des Druckbegrenzungsventils (23) beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils (23) aufbaut und auf das Druckbegrenzungsventil (23) rückwirkt; und
1.7 der Gegendruck stromabwärts des Druckbegrenzungsventils (23) durch Zusammenwirken des Mittels (31) zur Einstellung des Gegendruckes stromabwärts des Druckbegrenzungsventils (23) mit dem Stellglied (27) eingestellt wird;
1.8 wobei das am Richtungswechselventil (22) anliegende Pilot-Drucksignal parallel am Mittel...

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem vom Hydrauliktyp, welches eine Einheit zur Einstellung eines Gegendruckes in einem in ein schweres Baugerät wie beispielsweise einen Erdbagger eingebauten Hydraulikkreis für den Antrieb einer Schwenkvorrichtung umfasst, im Besonderen jedoch eine Bremsvorrichtung vom Hydrauliktyp, welche zusammen mit einem Druckbegrenzungsventil, das in verschiedenen, Stellglieder antreibenden Hydraulikkreisläufen installiert ist, für das Einstellen eines Gegendruckes auf der Abstromseite eines Druckbegrenzungsventils benutzt wird, um dadurch einen Öffnungsdruck eines Druckbegrenzungsventil einzustellen.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Druckbegrenzungsventil ist darauf ausgerichtet, dass ein Teil des Hydrauliköls oder das gesamte Hydrauliköl in Richtung eines hydraulischen Druckbehälters abfließt, um dadurch den Druck eines unter Druck stehenden Hydraulikkreises unter einem Sollwert zu halten, wenn der Maximaldruck eines Hydraulikkreislaufs den Sollwert eines Ventils erreicht.
  • 1 ist eine Querschnittsdarstellung des Innern eines Druckbegrenzungsventils vom direktgesteuerten Typ, welches ein Beispiel für ein Druckbegrenzungsventil darstellt.
  • Das Druckbegrenzungsventil enthält eine mit einem Hydraulikkreislauf in Verbindung stehende Eintrittsöffnung 11, einen Ventilkegel 12, welcher so ausgelegt ist, dass er den von der Eintrittsöffnung kommenden Strom des Hydrauliköls begrenzt, eine Feder 13, die so ausgelegt ist, dass sie auf elastische Weise einen vorgespannten Zustand erzeugt, so dass die Eintrittsöffnung 11 in einem Anfangszustand durch Druckbeaufschlagung des Ventilkegels geschlossen wird, eine Druckeinstelleinheit 14, welche so ausgelegt ist, dass sie die elastische Kraft der Feder einstellt, und eine Austrittsöffnung 15, die so ausgelegt ist, dass das Hydrauliköl zum Hydraulikbehälter zurück fließt.
  • Wenn ein Druckbegrenzungsventil im dynamischen Fall betrieben wird, wird das Druckbegrenzungsventil betrieben auf der Grundlage einer kombinierten Kraft zwischen einer Kraft, die auf einen Wasserdruckbereich des Ventilkegels 12 ausgeübt wird durch den Druck eines Hydrauliköls auf der Seite der Eintrittsöffnung 11, nämlich einer Kraft der Feder 13 und einer Kraft, die auf die Wasserdruckfläche des Ventilkegels 12 durch einen Druck eines Hydrauliköls auf der Seite der Austrittsöffnung 15 wirkt.
  • Daher bedeutet in dem Fall, wo das Druckbegrenzungsventil öffnet, der obige Zustand, dass die Kraft durch den Druck des Hydrauliköls auf der Seite der Eintrittsöffnung 11 größer ist als die Kraft der Gegenwirkung, und in dem Fall, wo das Druckbegrenzungsventil geschlossen ist, bedeutet der obige Zustand, dass die Kraft durch den Druck des Hydrauliköls auf der Seite der Eintrittsöffnung 11 kleiner ist als die Kraft der Gegenwirkung.
  • Folglich ist der kombinierte Druck aus dem Druck durch die Kraft der Feder 13 und dem Druck des Hydrauliköls auf der Seite der Austrittsöffnung 15 ein Öffnungsdruck. Wenn der Druck des Hydrauliköls auf der Seite der Eintrittsöffnung 11 den Öffnungsdruck übersteigt, öffnet das Druckbegrenzungsventil.
  • 2 ist ein Hydraulikkreislauf der herkömmlichen Hydraulikbremse.
  • Wie daraus ersichtlich ist, sind dort vorhanden: eine Hydraulikpumpe 21, ein Hydraulikmotor 27, welcher mittels eines von der Hydraulikpumpe 21 geförderten Hydrauliköls angetrieben wird, und ein die Richtung wechselndes Ventil 22, welches geschaltet wird, wenn ein Drucksignal auf einen Strömungspfad zwischen der Hydraulikpumpe 21 und dem Hydraulikmotor 27 gegeben wird, um dadurch die Strömungsrichtung des zum Hydraulikmotor 27 geförderten Hydrauliköls zu steuern.
  • Druckbegrenzungsventile 23 sind als Paar vorhanden, die in eine Rohrleitung eingebaut sind, welche die Hauptrohrleitungen 25 und 26 verbinden, die parallel verlaufen und das Richtungswechselventil 22 mit dem Hydraulikmotor 27 verbinden, und ferner ein Paar Rückschlagventile 24, welche in eine andere Rohrleitung eingebaut sind, welche die parallelen Hauptrohrleitungen 25 und 26 verbindet. Ein Zwischenbereich der Rohrleitung, in welche das Druckbegrenzungsventil 23 eingebaut ist, und ein Zwischenbereich, in welchen das Rückschlagventil 24 eingebaut ist, sind miteinander verbunden und sind geöffnet.
  • Es soll nun die Wirkungsweise des Hydraulikkreislaufs beschrieben werden. Das von der Hydraulikpumpe 21 geförderte Drucköl wird durch die Betriebssignale 30a und 30b des Hydraulikmotors in seine Versorgungsrichtung gelenkt, und das Drucköl, welches durch das Richtungswechselventil 22 fließt, wird so gerichtet, dass es den Hydraulikmotor 27 auf der Grundlage der eingeschalteten Richtung antreibt. Das Drucköl, welches den Hydraulikmotor 27 antreibt, fließt über das Richtungswechselventil 22 zum Hydrauliktank 28.
  • Wenn für das Anhalten des Hydraulikmotors 27 das Richtungswechselventil 22 in eine Zwischenstellung geschaltet wird, wird der den Hydraulikmotor antreibende Kreislauf, welcher mit dem Richtungswechselventil 22 verbunden ist, ein geschlossener Kreislauf 29, so dass das unter hohem Druck stehende Hydrauliköl, welches den Hydraulikmotor 27 in Drehung versetzen soll, auf einer Seite der Hauptrohrleitungen 25 und 26 verbleibt, und da der Hydraulikmotor 27 infolge der Trägheit eine gewisse Rotationsenergie hat, übernimmt der Hydraulikmotor 27 die Rolle der Hydraulikpumpe.
  • Demzufolge nimmt der Hydraulikdruck der Hauptrohrleitung 25 oder 26, in welcher sich das unter hohem Druck stehende Hydrauliköl befindet, stark zu, und wenn der Hydraulikdruck einen eingestellten Druckwert des Druckbegrenzungsventils 23 übersteigt, öffnet das Druckbegrenzungsventil 23, und der Hydraulikmotor 27 wird angehalten, während das Drucköl in dem geschlossenen Kreislauf 29 zirkuliert.
  • Das Druckbegrenzungsventil übt auf der Grundlage der obigen Funktionsweise die Funktion der Begrenzung des Maximaldruckes des Hydraulikkreislaufs aus und arbeitet auf der Grundlage einer Gegenkraft bezüglich der durch die Trägheit im angehaltenen Zustand bedingten Rotationsenergie, um dadurch einen hydraulischen Bremseffekt zu bewirken. Um den Bremseffekt zu erhöhen, ist es folglich wichtig, den Sollwert des Druckbegrenzungsventils zu erhöhen. Um nur eine Bremswirkung zu erzielen, ist es in diesem Fall nicht notwendig, den Sollwert des Druckbegrenzungsventils zu erhöhen. Es wird nämlich in der Beziehung zwischen dem Schwenksystem und dem Hydraulikkreislauf ein geeigneter Sollwert des Druckbegrenzungsventils bestimmt.
  • Es ist schwierig, den Sollwert des Druckbegrenzungsventils zur Erzielung einer gewünschten Bremswirkung auf der Grundlage der obigen Begrenzung bezüglich des Sollwertes des Druckbegrenzungsventils einzustellen. Zusätzlich tritt die Erscheinung der übermäßigen Rückbewegung während des Anhaltens der Schwenkbewegung an schweren Baugeräten, bei denen das Schwenksystem eingesetzt wird, auf, so dass es schwierig ist, das Gerät zu betreiben, wodurch Unfälle verursacht werden.
  • Als Beispiel für durch Federkraft vorgespannte Druckbegrenzungsventile, deren Stellung des Ventilkegels durch den statischen Druck im Ein- und Ausgang, den dynamischen Druck beziehungsweise die Strömungskraft und die Federkraft bestimmt wird, wird auf den Vickers-Katalog D-C-2005, Ausgabe 10/87, Seite B. 25, hingewiesen.
  • Das Dokument DE 25 26 154 A1 , welches als repräsentativ für den nächstliegenden Stand der Technik angesehen werden kann, zeigt insbesondere in der 4 Bremsventile mit Überdruckfunktion. Diese Bremsventile sind Funktionsbaugruppen, welche ein Druckbegrenzungsventil und ein gesteuertes Senkbremsventil umfassen. Sobald das dort gezeigte Steuergerät in die Sperrstellung geschaltet wird, stellt sich aufgrund der Massenträgheit des gezeigten hydraulischen Motors auf seiner stromabwärtigen Seite ein Überdruck ein, welcher über die Vorsteuerleitung das mit der stromauwärtigen Seite des Motors verbindbare Senkbremsventil in die Drosselstellung schaltet sowie das mit der stromabwärtigen Seite verbundene Druckbegrenzungsventil, ab Erreichen des Ansprechdruckes desselben, öffnet.
  • Der über das Druckbegrenzungsventil abgeleitete Fluidstrom wird über das in Drosselstellung befindliche Senkbremsventil in die stromaufwärtige Seite rückgespeist, wodurch sich ein hydraulischer Bremskreislauf einstellt. Dabei wird das Senkbremsventil in Abhängigkeit des Druckes im hydraulischen Bremskreislauf in die Drosselstellung und aus dieser herausgeschaltet.
    •
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass eine hydraulische Bremsvorrichtung geschaffen wird, bei welcher es möglich ist, einen Sollwert eines Druckbegrenzungsventils während des Schwenkbetriebs zu nutzen, basierend auf einem Merkmal, dass der Öffnungsdruck eines Druckbegrenzungsventils in Übereinstimmung mit der Größe des Gegendrucks, welcher ein Druck auf der Seite der Austrittsöffnung eines Druckbegrenzungsventils ist, erhöht wird, und dass eine Einheit zur Erhöhung des Gegendruckes auf der Seite der Austrittsöffnung des Druckbegrenzungsventils während des Anhaltens des Schwenkvorgangs vorgesehen wird, um dadurch ein gewisses Ausmaß des Rücklaufs der Schwenkbewegung dadurch zu vermindern, dass durch die Erhöhung des Öffnungsdrucks eines Druckbegrenzungsventils die Bremskraft erhöht wird, wobei die hydraulische Bremsvorrichtung gegenüber dem Stand der Technik verbessert sein soll und insbesondere die Einheit zur Erhöhung des Gegendruckes unabhängig von dem Druck im Bremskreislauf geschaltet werden können soll.
  • Die obige Aufbabe wird durch eine hydraulische Bremsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die hydraulische Bremsvorrichtung umfasst Druckbegrenzungsventil, welches so ausgelegt ist, dass es einen Hydraulikkreislauf in dem Fall öffnet, wo die Druckdifferenz zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung einen Solldruck übersteigt, und eine Einheit für das Einstellen des Gegendruckes, die so ausgelegt ist, dass ein Öffnungsdruck eines Druckbegrenzungsventils durch Einstellen des Gegendrucks eines Hydraulikkreislaufs auf der Abstromseite des Druckbegrenzungsventils eingestellt wird, wobei die Einheit beziehungsweise das Mittel zum Einstellen des Gegendruckes gemäß Anspruch 1 mit einem Pilot-Drucksignal gesteuert wird.
  • In der vorliegenden Erfindung kann als Einheit zum Einstellen des Gegendrucks ein Drosselklappenventilschalter verwendet werden, wobei dieser Drosselklappenventilschalter durch ein hydraulisches Signal oder ein elektrisches Signal geschaltet wird.
  • In dem obigen Kreislauf ist außerdem ein Hydraulikkreislauf vorhanden, welcher einen Öffnungsdruck eines Druckbegrenzungsventils und eine Bremskraft erzeugt und der das Ausmaß des Rücklaufs der Schwenkbewegung durch das Vorsehen einer solchen Einheit vermindert, welche in der Lage ist, den Sollwert eines Druckbegrenzungsventils während einer Schwenkbewegung zu benutzen und den Gegendruck auf der Seite der Austrittsöffnung des Druckbegrenzungsventils während des Anhaltens der Schwenkbewegung zu erhöhen.
    •
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird besser verstanden, wenn auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, welche nur als Mittel zur Veranschaulichung dienen und demzufolge keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen. Bei den Zeichnungen handelt es sich um:
  • 1 ist eine Querschnittsdarstellung des Innern, welche ein herkömmliches Druckbegrenzungsventil veranschaulicht;
  • 2 ist ein Schaltbild eines Hydraulikkreislaufs, welches eine herkömmliche Hydraulikbremse eines Antriebs für eine Schwenkvorrichtung veranschaulicht; und
  • 3 ist ein Schaltbild eines Hydraulikkreislaufs, welches eine hydraulische Bremsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
  • 3 ist eine grafische Darstellung eines Hydraulikkreislaufs, welche eine erfindungsgemäße hydraulische Bremsvorrichtung veranschaulicht. Wie dort dargestellt ist, kommt zu der herkömmlichen hydraulischen Bremsvorrichtung von 2 ein Drosselklappenventilschalter auf der Abstromseite des Druckbegrenzungsventils hinzu.
  • Die Beschreibung derjenigen Bauteile, welche die gleichen Bauteile wie bei der herkömmlichen Bauform sind, soll weggelassen werden. Den Bauteilen, welche die gleichen wie in der herkömmlichen Bauform sind, sollen die gleichen Bezugsnummern zugeordnet werden.
  • Die Funktionsweise des Hydraulikkreislaufs besteht darin, dass, wenn das Richtungswechselventil 22 in eine neutrale Stellung für das Anhalten des Hydraulikmotors 27 geschaltet wird, ein Pilot-Drucksignal des Richtungswechselventils 22 parallel zu einem in zwei Richtungen wirkenden Rückschlagventil 32 anliegt, und dieses in zwei Richtungen wirkende Rückschlagventil 32 ist mit einem Pilot-Port des schaltenden Drosselklappenventils 31 verbunden. Wenn das Richtungswechselventil 22 in die neutrale Stellung geschaltet wird, wird der Drosselklappenventilschalter 31 in einen Drosselzustand geschaltet. Der geschaltete Drosselzustand erhöht den Druck auf der Zustromseite des schaltenden Drosselklappenventils 31 (Abstromseite des Druckbegrenzungsventils). Das schaltende Drosselklappenventil 31 kann durch ein hydraulisches Signal oder ein elektrisches Signal geschaltet werden.
  • Demzufolge nimmt der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 23 auf der Grundlage des Wertes des Gegendrucks auf der Abstromseite des Druckbegrenzungsventils 23 zu, und der Druck des Hydraulikkreislaufs nimmt in demselben Maße wie der angestiegene Druck zu, so dass die Bremskraft bezüglich der trägheitsbedingten Rotationsenergie erhöht wird.
  • Es ist nämlich eine bestimmte Einheit dergestalt vorhanden, dass während der Schwenkbewegung der Sollwert des Druckbegrenzungsventils 23 genutzt wird, und während des Anhaltens der Schwenkbewegung der Gegendruck der Austrittsöffnung des Druckbegrenzungsventils 23 erhöht wird. Demzufolge wird der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 23 erhöht, und die Bremskraft wird erhöht, um dadurch das Ausmaß des Rücklaufs der Schwenkbewegung zu verringern.
  • Nach dem oben beschriebenen Prinzip wird der Gegendruck in der gleichen Art und Weise wie im Zylinder und im pneumatischen Kreislauf in dem hydraulischen Stellglied erhöht, um dadurch die Bremskraft zu erhöhen.
  • Wie weiter oben beschrieben wurde, wird in der erfindungsgemäßen hydraulischen Bremsvorrichtung die Einstelleinheit für den Gegendruck auf der Grundlage des Zusammenwirkens mit einer Antriebswirkung des Stellgliedes geschaltet. Insbesondere erhöht sich, wenn das Stellglied angehalten wird, der Sollwert des Druckbegrenzungsventils, so dass sich der Sollwert des Druckbegrenzungsventils erhöht. Demzufolge wirkt der erhöhte Sollwert als ein Sollwert der hydraulischen Bremse während des Anhaltens des Stellgliedes.
  • Folglich läuft die Funktion der hydraulischen Bremse bei einem höheren Sollwert ab, bevor sich der Gegendruck des Druckbegrenzungsventils erhöht, und die Kraft gegen die Trägheitskraft der Schwenkbewegung wird erhöht, und ein größerer Bremseffekt wird erreicht.

Claims (2)

  1. Hydraulikkreislauf mit einer hydraulischen Bremseinrichtung, umfassend 1.1 eine Hydraulikpumpe (21); 1.2 ein von der Hydraulikpumpe (21) antreibbares hydraulisches Stellglied (27); 1.3 ein Richtungswechselventil (22), um die Strömungsrichtung des zum hydraulischen Stellglied (27) geförderten Hydraulikfluids zu steuern; 1.4 ein Druckbegrenzungsventil (23), welches in einen Strömungsweg eingebaut ist, der parallele, die Hydraulikpumpe (21) und das hydraulische Stellglied (27) verbindende Strömungswege (25, 26) verbindet; 1.5 ein Mittel (31) zur Einstellung eines Gegendruckes im Hydraulikkreislauf stromabwärts des Druckbegrenzungsventils (23); wobei 1.6 der Hydraulikkreislauf derart ausgebildet ist, dass sich der Gegendruck im Hydraulikkreislauf stromabwärts des Druckbegrenzungsventils (23) beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils (23) aufbaut und auf das Druckbegrenzungsventil (23) rückwirkt; und 1.7 der Gegendruck stromabwärts des Druckbegrenzungsventils (23) durch Zusammenwirken des Mittels (31) zur Einstellung des Gegendruckes stromabwärts des Druckbegrenzungsventils (23) mit dem Stellglied (27) eingestellt wird; 1.8 wobei das am Richtungswechselventil (22) anliegende Pilot-Drucksignal parallel am Mittel (31) zum Einstellen des Gegendruckes anliegt.
  2. Hydraulikkreislauf gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (31) zur Einstellung eines Gegendrucks stromabwärts des Druckbegrenzungsventils (23) ein schaltbares Drosselventil ist.
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