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Talfahrt-Bremsvorrichtung für hydrostatisch angetriebene Fahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Talfahrt-Bremsvorrichtung für hydrostatisch
angetriebene Fahrzeuge, insbesondere selbstfahrende Baumaschinen, mit mindestens
einem offenen Arbeitskreis mit jeweils einer Arbeitspumpe und von dieser über einen
hydraulisch betätigten Steuerschieber zu einem Hydraulikmotor führenden Arbeitsleitungen,
einem offenen Steuerkreislauf mit einer Steuerpumpe und von dieser jeweils über
ein handbetätigtes Steuergerät zu dem zugeordneten Steuerschieber führenden Steuerleitungen.
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Bei hydrostatisch angetrieb.nen Fahrzeugen entspricht die Fahrgeschwindigkeit
der durch die jeweilige Förderleistung der Arbeitspumpe bestimxt-n Drehzahl des
Hydraulikmotors.
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Bei Talfahrt kann jedoch die Fahrgeschwindigk.it durch den Hangabtrieb
über die der eingestellten Förderleistung der Arbeitspumpe entsprechende Fahrgeschwindigkeit
anwachsen und auch die für den hydrostatischen Antrieb vorgesehene Höchstgeschwindigkeit
übersteigen, wobei der Druck in der Arbeitsleitung auf einen Minimalwert zurückgeht
und der Hydraulikmotor von dem durch das Gewicht des Fahrzeuges angetriebenen Fahrwerk
durchgedreht wird, wobei schwer. Schäden auftreten können.
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Aufgab. der Erfindung ist es nun, eine Talfahrt-Bre.svorrichtung für
hydrostatisch angetriebene Fahrzeuge der eingangs genannten Art zu schaffen, welche
die diebisherigen Nachteile vermeidet und auf einfache Weis eine selbsttätige und
zuverlässige
Bremsung durch den hydrostatischen Antrieb bewirkt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die selbsttätige Talfahrt-Bremsvorrichtung
für hydrostatisch angetriebene Fahrzeuge der eingangs genannten Art erfindungsgemäss
dadurch gekennzeichnet, dass die von der Arbeitspumpe zum Steuerschieber führende
Arbeitsleitung durch eine mindestens ein das Überströmen in den Steuerkreislauf
sperrendes Rückschlagventil enthaltende Verbindungsleitung mit der von der Steuerpumpe
zum Steuergerät führenden Steuerleitung oder den vom Steuerzum steuerschieber führenden
Steuerleitungen verbunden ist.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann in der Verbindungsleitung
zusätzlich eine Drosselvorrichtung angeordnet sein. Die Verbindungsleitung kann
an die vom Steuergerät zum Steuerschieber führenden Steuerleitungen vorteilhaft
über einen Sperrblock angeschlossen sein, der ein Überströmen von einer Steuerleitung
zur anderen blockiert und das Überströmen in die Arbeitsleitung lediglich von der
Steuerleitung gestattet, die durch die Betätigung des Steuergerätes mit der von
der Steuerpumpe kommenden Steuerleitung verbunden ist.
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Die erfindungsgemässe Talfahrt-Bremsvorrichtung bewirkt nun immer
dann, wenn bei Talfahrt die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit die der eingestellten
Förderleistung der Arbeitspumpe entsprechende gewünschte Fahrgeschwindigkeit übersteigt
und dadurch der Druck in der Arbeitsleitung zurückgeht, mittels der Verbindungsleitung
eine selbsttätige Druckverminderung in der jeweils mit der Steuerpumpe verbundenen
Steuerleitung und dadurch eine Verstellung des Steuerschiebers in eine den Umlaufwiderstand
entsprechende Drosselstellung, welche das Abströmen der Hydraulikflüssigkeit aus
dem Hydrauliköl motor und drrit die Fahrgeschwindigkeit begrenzt. Durch eine in
der Verbindungsleitung angeordnete Drosselvorrichtung
kann die
Drosselstellung des Steuerschiebers und damit die Fahrgeschwindigkeit auf einen
vorbestimmten Wert eingestellt werden.
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Die erfindungsgemässe Talfahrt-Bremse eignet sich besonders für Baumaschinen
mit Raupenfahrwerk, insbesondere Bagger, die getrennte Arbeitskreisläufe für die
beiden Raupenfahrwerke und zusätzlich mindestens einen Arbeitskreislauf für ein
Hubwerk, etc. aufweisen können. Bei getrennten Arbeitskreisläufen für Raupenfahrwerke
können diese bei Kurvenfahrt in abschüssigem Gelände unabhängig voneinander gebremst
werden, wenn eines der Fahrwerke die durch das zugehörige Steuergerät eingestellte
Fahrgeschwindigkeit überschreitet.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen
Talfahrt-Bremse unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein schematisches Schaltbild der Arbeitskreisläufe und des Steuerkreislaufes
eines Hydraulikbaggers mit Raupenfahrwerk und Fig. 2 eine schematische Darstellung
der Arbeitskreisläufe und des Steuerkreislaufes eines abgewandelten Hydraulikbaggers.
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Der zu dem Schaltbild gemäss Fig.1 gehörende Hydraulikbagger besitzt
ein rechtes Raupenfahrwerk und ein linkes Raupenfahrwerk, deren jedes von einem
Hydraulikmotor angetrieben wird. Jedem Hydraulikmotor ist eine Arbeitspumpe 1 bzw.
1 und ein Steuerschieber 4 bzw. 4t zugeordnet. Jede Arbeitspumpe 1 bzw. 1' fördert
das aus einem Behälter 2 angesaugte Hydrauliköl über eine Arbeitsleitung 3 bzw.
3t und den Steuerschieber 4 bzw. 4t zum Hydraulikmotor, von wo das Hydrauliköl über
den Steuerschieber 4 bzw. 4' und eine Rückführleitung 5 bzw. 51 zum Behälter 2 zurückströmt.
Je nach
der Stellung des Steuerschiebers 4 bzw. 4' wird dabei der
Hydraulikmotor im Uhrzeigersinne oder im entgegengesetzten Drehsinne angetrieben
oder das Hydrauliköl unter Sperrung der zum Hydraulikmotor führenden Leitungen unmittelbar
aus der Arbeitsleitung 3 bzw. 3' über den Steuerschieber 4 bzw.
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4t und eine Auslassleitung 6 bzw. 6' zum Behälter 2 zurUckgeleitet.
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Jedem Steuerschieber 4 bzw. 4t ist ein offener Steuerkreislauf mit
einem handbetätigten Steuergerät 16 bzw. 16' und einer gemeinsamen Steuerpumpe 11
zugeordnet. Diese fördert das aus dem Behälter 2 angesaugte Hydrauliköl über eine
mit einem Rückschlagventil 13 versehene Steuerleitung 15 zur Eingangsseite der Steuergeräte
16 bzw. 16', die ihrerseits jeweils durch zwei Steuerleitungen 18 und 19 bzw. 18'
und 19' mit den Enden des zugeordneten Steuerschiebers 4 bzw.
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4t verbunden sind. Die Steuergeräte 16 bzw. 16t stehen bzw. 17' ferner
über eine Rückführleitung 17 mit dem Behälter 2 in Verbindung. Jedes Steuergerät
16 bzw. 16' besitzt zwei durch Verschwenken eines gemeinsamen Betätigungshebels
nur einzeln verstellbare, federbelastete Ventile, deren jedes einerseits mit der
Steuerleitung 15 und der Rückführlei-bzw. 17? tung 17 und andererseits mit einer
der Steuerleitungen 18 oder 19 bzw. 18' oder 19t verbunden ist und bei seiner Betätigung
die zugeordnete Steuerleitung mit der von der Steuerpumpe 11 zum Steuergerät 16
bzw. 16' führenden Steuerleitung 15 verbindet, so dass das der jeweiligen Seite
des Steuerschiebers 4 bzw. 4' zuströmende Hydrauliköl diesen verstellt. Dabei kann
das jeweils am anderen Ende des Steuerschiebers 4 bzw. 4t verdrängte Hydrauliköl
über das jeweils andere Ventil des Steuergerätes 16 bzw. 16' bzw.17' 17' und die
Rückführleitung 17 zum Behälter 2 abströmen. Solange das Steuergerät 16 bzw. 16'
unbetätigt bleibt, werden seine Ventile durch Federn in ihrer Ruhestellung gehalten,
in welcher beide Seiten des Steuerschiebers 4 bzw.
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4' vom Druck des Hydrauliköls entlastet sind, so dass sich der Steuerschieber
4 bzw. 4t unter der Wirkung der beiderseits
angreifenden Federn
in seine Sperrstellung bewegt, in welcher das von der Arbeitspumpe 1 bzw. 1' über
die Arbeitsleitung 3 bzw. 3' zugeführte Hydrauliköl im Kurzschluss über die Auslassleitung
6 bzw. 6 zum Behälter 2 zurückströmt.
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Durch geeignete Betätigung der Steuergeräte 16 und 16' und entsprechende
Verstellung der Steuerschieber 4 bzw. 4t können die beiden Raupenfahrwerke unabhängig
voneinander mit der jeweils gewünschten Geschwindigkeit angetrieben werden.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist noch ein weiteres Steuergerät
16" vorgesehen, das über eine von der Steuerleitung 15 abzweigende Steuerleitung
15" mit der Steuerpumpe 11 und andererseits über Steuerleitungen 18" und 19" mit
einem nicht dargestellten Steuerschieber zur Steuerung eines weiteren, nicht dargestellten
Arbeitskreislaufes für ein Hubwerk verbunden ist. An der Steuerleitung 15 ist bei
der dargestellten Ausführungsform ferner ein Hydrospeicher 14 und eine mit einem
Sicherheitsventil 12 versehene, abzweigende-Auslassleitung 7 vorgesehen. In der
Steuerleitung 15 ist in Strömungsrichtung nach dem Abzweigungspunkt der Steuerleitung
15" eine Drosselvorrichtung 8 angebracht.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist nun die Arbeitsleitung 3
bzw. 3' durch eine jeweils mit einem Rückschlagventil 21 bzw. 21 versehene Verbindungsleitung
20 bzw.
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20t mit der Steurleitung 15 verbunden. Zwischen dem Rückschlagventil
21 bzw. 21' und dem Abzweigungspunkt von der Steuerleitung 15 weist die Verbindungsleitung
20 bzw. 20' jeweils eine einstellbare Drosselvorrichtung 22 bzw. 22 auf.
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Bei der in Fig.1 dargestellten Stellung befinden sich beide Steuerschieber
4 und 4t in ihrer Sperrstellung, so dass das von-den Arbeitsputmptan 1 bzw. 1 geförderte
Hydrauliköl über die Ausl2ssleitung 6 bzw 6' in den Behälter 2 zurückströmt. Wenn
man nun den Betätigungebel des Steuergerätes 16 aus der in Fig. 1 dargestellten
Stellung nach rechts
verschwenkt, wird die Steuerleitung 18 mit
der Steuerleitung 15 verbunden und der Steuerschieber 4 aus der in Fig. 1 dargestellten
Stellung nach unten verschoben, so dass nunmehr das von der Arbeitspumpfie 1 über
die Arbeitsleitung 3 zugeführte Hydrauliköl zum Hydraulikmotor und von diesem über
die Rückführleitung 5 zuriick zum Behälter 2 strömt und sich das zugehörige Raupenfahrwerk
im Sinne einer Vorwärtsfahrt in Bewegung setzt. Durch entsprechende Betätigung des
Steuergerätes 16' kann das Hydrauliköl über die Steuerleih tung 181 den Steuerschieber
4' nach unten verschieben, so dass sich auch das andere Raupenfahrwerk im Sinne
einer Vorwärtsfahrt in Bewegung setzt. Zur Rückwärtsfahrt brauchen lediglich die
Betätigungshebel der Steuergeräte 16 und 16t in entgegengesetzter Richtung verschwenkt
werden, wobei das Hydrauliköl über die Steuerleitungen 15 und 19 bzw. 19' die Steuerschieber
4 bzw. 4§ nach oben verschiebt.
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Sobald die Betätigungshebel der Steuergeräte 16 und 16' losgelassen
werden, verschieben sich deren Ventile selbsttätig unter Federkraft in ihre Ruhestellung,
so dass die Steuerschieber 4 bzw. 4t in ihre Sperrstellung zurückgelangen und der
Bagger zum Stillstand kommt.
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Wenn nun der Bagger während der Vorwärtsfahrt bei durch entsprechende
Betätigung der Steuergeräte 16 und 16' bei entsprechend nach unten verschobenen
Steuerschiebern 4 und 4' sich an einem Abhang abwärts bewegt, entsteht infolge des
Eigengewichtes ein Hangabtrieb, der die Fahrgeschwindigkeit und damit die Drehzahl
der Hydraulikmotoren über den der zugeführten Menge an Hydrauliköl entsprechenden
Wert hinaus zu erhöhen sucht. Da dabei der Hydraulikmotor von dem unter dem Gewicht
des Fahrzeuges abwärts laufenden Raupenfahrwerk mit erhöhter Geschwindigkeit weitergodreht
wird und mehr Hydrauliköl abführt, als von Steuerschieber 4 her zuströmt, fällt
der Druck in der Arbeitsleitung 3 bzw. 31 unter den Druck in der Steuerleitung 15.
In dieser Situation öffnet sich selbsttätig
das Rückschlagventil
21, so dass der Steuerdruck in der Steuerleitung 15 auf einen durch den Druck in
der Arbeitsleitung 3 bzw. 3' und die Drosselvorrichtung 22 bzw. 22t bestimmten Wert
abfällt und die Steuerschieber 4 und 4' infolge der Verringerung des Steuerdruckes
in eine Drosselstellung verschoben werde, welche das Abströmen des Hydrauliköles
aus dem Hydraulikmotor und damit dessen Drehzahl auf einen vorbestimmten Wert begrenzt.
Der gleiche Effekt tritt auchbei Rückwärtsfahrt ein. Da die Steuerkreisläufe der
Steuerschieber 4 und 4t eine gemeinsame Steuerpumpe 11 aufweisen, die Steuerleitung
15 jedoch mit beiden Arbeitsleitungen 3 und 3' über je eine Verbindungsleitung 20
und 20' verbunden ist, wird die angestrebte Bremswirkung auch bei unterschiedlicher
Geschwindigkeit der beiden Hydraulikmotoren erzielt, sobald der Druck des Hydrauliköles
in einer der Arbeitsleitungen 3 oder 3t abfällt.
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Das in Fig. 2 dargestellte, abgewandelte Schaltbild entspricht weitgehend
der vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 gegebenen Erläuterung, sieht jedoch eine
sich verzweigende Verbindungsleitung 20 vor, welche die Arbeitsleitung 3 über ein
Rückschlagventil 21 und eine Drosselvorrichtung 22 sowie zusätzliche Rückschlagventile
23 und 23' mit Sperrblöcken 24 bzw. 24' so verbindet, dass bei einem Druckabfall
in der Arbeitsleitung 3 nur aus den jeweils durch Betätigung der Steuergeräte 16
bzw. 16' mit der Steuerleitung 15 verbundenen Steuerleitungen 18, 18', 19 oder 19'
Hydrauliköl in die Arbeitsleitung 3 überströmt, wobei die Sperrbbcke 24 und 24 jeweils
einen Druckausgleich zwischen den Steuerleitungen 18 und 19 bzw. 18' und 19' unterbinden.
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Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform ist die Verbindungsleitung
20 nur mit der Arbeitsleitung 3 verbunden.
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Statt dessen kann jedoch je nach den Anforderungen auch
eine
mit einem zusätzlichen Rückschlagventil versehene Verbindung zur Arbeitsleitung
3t vorgesehen sein. Schliesslich können auch zwei getrennte Verbindungsleitungen
jeweils von der Arbeitsleitung 3 bzw. 3' über ein Rückschlagventil zu dem Steuerblock
24 bzw. 24' des zugehörigen Steuerkreislaufes geführt sein.
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Die vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläuterte
Erfindung kann vom Fachmann je nach den Anforderungen in verschiedener Weise zweckentsprechend
abgewandelt werden, sofern dabei die Möglichkeit eines Druckausgleiches vom Steuerkreislauf
zur Arbeitsleitung des zugehörigen Steuerschiebers sichergestellt wird, sobald der
zugehörige Hydraulikmotor durch den Hangabtrieb mit einer im Vergleich zur zugeführten
Hydraulikölmenge überhöhten Geschwindigkeit gedreht wird