DE3907960A1 - Bremsvorrichtung fuer ein kreiselmaehwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein Kreiselmähwerk, einen Feld- oder Maishäcksler u.dgl.

In der Landwirtschaft wird zum Mähen hauptsächlich ein Kreiselmähwerk verwendet, das im allgemeinen aus zwei sich sehr schnell drehenden, auf dem Boden aufsitzen­ den Tellern besteht. Das Kreiselmähwerk wird dabei von einer Zugmaschine, im allgemeinen einem Traktor, ange­ trieben und ist auch schwenkbar an diesem befestigt. Durch den Traktor wird das Kreiselmähwerk über die zu mähende Wiese gezogen. An jedem Teller des Kreisel­ mähers sind Messer angeordnet, die das Gras während der Rotation abschneiden. Die Messer werden dabei aufgrund der hohen Umfangsgeschwindigkeit, bis ca. 90 m/s, durch die Fliehkraft in Schneidstellung gebracht. Der Antrieb der Teller erfolgt über Winkelgetriebe, Keilriemen und eine Zapfwelle, welche den Kraftschluß zwischen dem Traktor und dem Kreiselmähwerk herstellt.

In der Zapfwelle als Verbindung zwischen dem Traktor und dem Kreiselmähwerk ist ein Freilauf eingebaut. Wenn sich der Antrieb am Traktor im Vergleich zu der Drehzahl am Kreiselmähwerk langsamer als vorgegeben dreht, wird die Verbindung zwischen dem Kreiselmähwerk und dem Traktor gelöst, womit kein Kraftschluß mehr vorhanden ist. Dies bedeutet, daß sich das Kreiselmäh­ werk weiterdrehen kann, auch wenn man den Antrieb über den Traktor ausschaltet. Die Trennung der Antriebsver­ bindung erfolgt dabei im allgemeinen über eine Kupp­ lung. Aufgrund des Freilaufes drehen sich nun die Schneidteller solange weiter, bis sie ihre gesamte Rotationsenergie verloren haben. Dies dauert in Abhän­ gigkeit von dem Typ des Kreiselmähwerkes und der Drehzahl aufgrund der großen Massen ca. drei bis fünf Minuten.

Zum Transport wird das Kreiselmähwerk in eine Trans­ portstellung geschwenkt, welche normalerweise hinter dem Traktor liegt. In dieser Position kann das Krei­ selmähwerk auch im allgemeinen an- und abgebaut wer­ den.

Für ein Arbeiten mit dem Kreiselmähwerk wird es aus dieser Transportstellung in eine Arbeitsstellung ge­ bracht, welche im allgemeinen 90° zur Fahrtrichtung liegt. In dieser Position kann dann gemäht werden, wo­ bei das Kreiselmähwerk mit seinen Drehtellern im all­ gemeinen mit einer Drehzahl von ungefähr 1900 U/min. umläuft, während die Nenndrehzahl der Zapfenwelle ca. 540 U/min. beträgt.

Die lange Nachlaufzeit der Drehteller bildet eine große Gefahr für Mensch und Tier.

So wird häufig die Zeit von ca. drei bis fünf Minuten bis zum Stillstand der Drehteller nicht abgewartet, sondern bereits vorher das Kreiselmähwerk wieder in die Transportstellung zurückgeschwenkt.

Häufig wird dabei versucht, mit dem Fuße den Keil­ riemenantrieb abzubremsen, oder die Kunststoffschürze, die als Schutz vor fortgeschleuderten Steinen und Gegenständen vorgesehen ist, zur Seite zu drücken und einen Fuß auf einen der sich schnell drehenden Schneidteller zum Abbremsen zu setzen. Derartige Abbremsversuche haben schon des öfteren zu ernsten Verletzungen geführt.

Eine weitere Gefahrenquelle tritt beim Umschwenken des Kreiselmähwerkes in die Transportstellung auf, wenn der Stillstand der Drehteller nicht abgewartet wird. Aufgrund des Gewichtes ist zum Verschwenken eine beträchtliche Anstrengung notwendig. Rutscht die Bedienungsperson aus und gerät unter die Drehteller, so führt dies ebenfalls zu ernsten Verletzungen.

Eine weitere hohe Gefahrenquelle liegt im Betrieb des Kreiselmähwerkes, wenn man beim Mähen auf Wild trifft. Auch wenn die Bedienungsperson das Wild noch rechtzei­ tig sieht und den Antrieb stillsetzt, lassen sich Un­ fälle mit Wild aufgrund der langen Nachlaufzeit der Drehteller nicht vermeiden.

Ähnliche Gefahren bestehen auch in der Landwirtschaft für Mais- und Feldhäcksler.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine Bremsvorrichtung für ein Kreiselmähwerk, einen Feld- oder Maishäcksler u.dgl. zu schaffen, mit dem auf relativ einfache Weise und sehr schnell eine Abbremsung vorgenommen werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Antriebswelle oder einem mit der Antriebswelle verbundenen Teil der abzubremsenden Einrichtung eine Bremsscheibe angeordnet ist, an der Bremskolben an­ greifen, die über eine Hydraulikleitung von einer An­ triebseinrichtung aus aktivierbar sind.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, die praktisch wie eine Scheibenbremse funktioniert, kann die Nach­ laufzeit von bisher ca. drei bis fünf Minuten auf we­ nige Sekunden oder sogar Sekundenbruchteile reduziert werden. Auf diese Weise können Unfälle aufgrund eigen­ mächtiger und nicht sachgerechter Abbremsversuche entfallen. Ebenso kann eine Verschwenkung bei einem Kreiselmähwerk bzw. ein anderweitiger Transport bei einer anderen Einrichtung ohne Gefahr wesentlich schneller nach Beendigung des Arbeitsvorganges durchgeführt werden.

Auch Wildunfälle lassen sich durch die erfindungs­ gemäße Vorrichtung weitgehend vermeiden.

Eine sehr vorteilhafte und nicht naheliegende Wei­ terbildung der Erfindung besteht darin, daß die Brems­ scheibe zusätzlich noch mit einer Wirbelstrombremse versehen ist.

Durch diese Ausgestaltung kann die Abbremszeit weiter reduziert werden.

Insbesondere eine Kombination, d.h. ein gemeinsamer Einsatz beider Bremsen, bietet unerwartet hohe Vor­ teile. So besitzt eine Wirbelstrombremse bei hohen und eine Scheibenbremse bei niedrigen Geschwindigkeiten jeweils gute Bremswirkungen, wodurch sie sich in ihrer Wirkung ergänzen.

In vorteilhafter Weise wird man für eine gleichmäßige Kraftverteilung die Wirbelstrombremse diametral ge­ genüber den Bremskolben der Scheibenbremse anordnen.

Von Vorteil ist es, wenn man einen Druckspeicher in der Hydraulikleitung vorsieht.

Der Druckspeicher kann als Sicherheitseinrichtung wir­ ken, womit die Bremsvorrichtung auch bei einem plötz­ lichen Druckabfall noch funktionsfähig ist.

Eine weitere sehr vorteilhafte Weiterbildung der Er­ findung kann darin bestehen, daß zur Stromerzeugung für die Wirbelstrombremse ein von der Antriebswelle aus angetriebener Generator vorgesehen ist. Durch den geringen Widerstand beim Betrieb ist dieser beinahe kurzgeschlossen. Durch den Generator kann man einen zusätzlichen Bremseffekt erzielen, denn die Bremskraft in dem Generator wird nach dem gleichen Prinzip er­ zeugt wie in der Wirbelstrombremse.

Der erforderliche Bremsdruck für die Bremskolben kann bei Vorhandensein einer Zugmaschine, z.B. eines Trak­ tors, an dem die abzubremsende Einrichtung angeordnet ist, von der Hydraulik der Zugmaschine bereitgestellt werden. Über einen entsprechenden Hydraulikzylinder kann dabei der Öldruck an die Bremsflüssigkeit weiter­ gegeben werden.

Da die Bremsvorrichtung im allgemeinen nur sehr kurz­ fristig in Betrieb ist und sich deshalb die Bremsflüs­ sigkeit nur gering erwärmen wird, kann man im Bedarfs­ falle auch die Scheibenbremse nur mit Öl betreiben. Auf diese Weise erspart man sich den Aufwand von zwei Bremskreisen, wobei das Öl nur zur Druckerzeugung für eine gesonderte Bremsflüssigkeit dient.

Bei einer Anordnung der abzubremsenden Einrichtung an einer Zugmaschine kann der notwendige Strom für die Wirbelstrombremse auch durch die Batterie der Zugma­ schine bereitgestellt werden.

Im Bedarfsfalle kann man die Schnellbremsung in Form einer Not-Aus-Vorrichtung auch als normale Bremse verwenden.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Drehbereich der abzubremsenden Ein­ richtung durch Sensoren überwacht ist, durch deren Aktivierung die Bremskolben und/oder die Wirbel­ strombremse betätigbar sind.

Auf diese Weise kann die Bremsvorrichtung vollautoma­ tisch funktionieren, d.h. bei einer unzulässigen An­ näherung oder einem unzulässigen Eingriff kann die Bremse durch eine entsprechende Sensormeldung, z.B. Infrarotbewegungsmelder, in Funktion gesetzt werden.

Zusätzlich oder stattdessen kann in die Hydrauliklei­ tung ein Druckschalter als Sicherheitseinrichtung vor­ gesehen sein, der den Betrieb der abzubremsenden Ein­ richtung nur dann ermöglicht, wenn ein ausreichender Hydraulikdruck für die Bremsvorrichtung vorhanden ist.

Auf diese Weise ist eine hohe Sicherheit gegeben, denn die Einrichtung, z.B. ein Kreiselmähwerk kann nur in Betrieb gesetzt werden, wenn die Bremsvorrichtung funktionsbereit ist.

Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für alle schnell rotierenden Einrichtungen geeignet, die z.B. aus Sicherheitsgründen sehr schnell zum Still­ stand gebracht werden müssen.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teiles eines Kreisel­ mähwerkes mit der erfindungsgemäßen Bremsvor­ richtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Bremsvorrichtung nach der Fig. 1 (in vergrößerter Darstellung),

Fig. 3 eine Ansicht aus Richtung A der Fig. 3 mit der Wirbelstrombremse,

Fig. 4 einen elektrischen Schaltplan für die Brems­ vorrichtung,

Fig. 5 einen Hydraulikschaltplan für die Bremsvor­ richtung.

Das Kreiselmähwerk, das mit der Bremsvorrichtung ver­ sehen werden soll, ist, ebenso wie dessen Anordnung an einem Traktor, von bekannter Bauart, weshalb nachfol­ gend hierauf nicht näher eingegangen wird.

Das Kreiselmähwerk weist im allgemeinen zwei Drehtel­ ler 1 auf, die mit einem zylinderförmigen Aufsatz 2 verbunden sind (in der Fig. 1 ist nur ein derartiger Drehteller dargestellt). Der Antrieb jedes Drehtellers erfolgt über eine Antriebswelle 3, die über Winkelge­ triebe und einen Keilriemen mit der Abtriebswelle, der sogenannten Zapfwelle, des Traktors verbunden ist (nicht dargestellt). Zwischen der Abtriebswelle des Traktors und der Antriebswelle 3 des Drehtellers ist ein Freilauf (nicht dargestellt) angeordnet, der not­ wendig ist, da anderenfalls jeder Belastungswechsel direkt auf das Kreiselmähwerk bzw. auf den Traktor wirken würde. Aus diesem Grunde läuft bei einem Still­ setzen bzw. einer Trennung der Abtriebswelle des Trak­ tors von der Antriebswelle 3 des Drehtellers durch eine Schnellkupplung der Drehteller mit seinen - nicht dargestellten - Messern aufgrund seines Massenträg­ heitsmomentes mehrere Minuten nach.

Um dies zu vermeiden, ist auf der Abtriebswelle 3 eine mit dieser rotierenden Bremsscheibe 4, z.B. aus Grau­ guß, befestigt. An der Bremsscheibe 4 ist ein in einem Gehäuse 5 in einem Kolbenraum verschiebbar angeord­ neter Bremskolben 6 vorgesehen, der auf Bremsbeläge 7 wirkt und über eine Hydraulikleitung 8 mit Druckmit­ tel, in einfacher Weise Öl, versorgt wird. Das Gehäuse 5 und die Hydraulikleitung 8 sind an einem feststehen­ den Teil des Kreiselmähwerkes befestigt.

Der Bremskolben 6 mit den Bremsbelägen 7 wirkt zusam­ men mit der Bremsscheibe 4 bei einem Unterdrucksetzen der Hydraulikleitung 8 wie eine Scheibenbremse 9.

Auf der der Scheibenbremse 9 gegenüberliegenden Seite befindet sich eine Wirbelstrombremse 10. Das Prinzip einer Wirbelstrombremse ist grundsätzlich ebenfalls bereits bekannt. Als wesentliche Bauteile besitzt sie einen Magnetkern 11, der im vorliegenden Falle eine U-Form aufweist, welche mit ihren beiden Schenkeln mit sehr geringem Abstand über der rotierenden Bremsschei­ be 4 angeordnet ist. Zur Stromversorgung dient eine Wicklung 12, die über einen oder vorzugsweise über beide Schenkel des U gewickelt und mit entsprechenden Stromanschlüssen versehen ist. Wird die oder werden die Wicklungen 12 mit Strom versorgt, so schließt die Bremsscheibe 4 den Magnetfluß, wodurch eine hohe Bremswirkung auf die rotierende Bremscheibe 4 erzeugt wird.

In der Fig. 4 ist der elektrische und in der Fig. 5 der hydraulische Schaltplan für die Bremsvorrichtung dargestellt, wobei darauf hingewiesen wird, daß die Schaltpläne nur vereinfachte Prinzipdarstellungen sind. Dargestellt ist dabei sowohl die Steuerung der Hydraulik für die Scheibenbremse 9 als auch für die Wirbelbremse 10.

Die Stromversorgung erfolgt über eine 12-V-Leitung, die vorzugsweise von der Batterie des nicht darge­ stellten Traktors kommt. Die Stromzuleitung 13 führt zuerst zu einem Notausschalter 14. Dargestellt ist in der Fig. 4 die offene, d.h. die nicht aktive Stellung. Über den Notausschalter 14 werden zwei parallel ge­ schaltete Spulen 15 mit Strom versorgt, wobei wiederum parallel zu den beiden Spulen 15 ein Kondensator 16 angeordnet ist. Der Kondensator 16 dient zum Abbauen der Induktionsspannungsspitze beim Ausschalten.

Über dem Notausschalter 14 befindet sich eine weitere Spule 17, die zur Betätigung eines elektromagnetischen 4/2-Wegeventiles 18 dient, welches an Hand der Fig. 5 nachfolgend näher beschrieben ist.

Über die 12-V-Spannungsquelle wird nach Schließen des Kontaktes die Spule 17 mit Strom versorgt und schaltet dabei das in der Fig. 5 dargestellte 4/2-Wegeventil 18 so, daß das Druckmittel in einen Tank 22 fließt. Die Servobremse 9 ist zu diesem Zeitpunkt drucklos (nicht dargestellte Lage in der Fig. 5). Ein Kontakt 23 in einem Relais 19 ist geschlossen, und eine Warnlampe 20 leuchtet. Ist der Druck in der Hydraulikleitung groß genug, so schaltet ein Druckschalter 21 von der Position 1-3 in die Position 1-2. Auf diese Weise fließt der Strom durch das Relais 19, der Kontakt 23 in dem Relais wird geöffnet und die Lampe 20 erlischt. In dieser Lage ist die Bremsvorrichtung funktions­ fähig.

Wird nun der Notausschalter 14 betätigt, wobei der in der Zeichnung dargestellte linke Kontakt geschlossen und der rechte geöffnet wird, fällt die Spule 17 ab und das Hydraulikventil 17 schaltet in die in der Fig. 5 dargestellte Position um, womit die Bremskolben 6 der beiden Drehteller 1 jeweils mit Druckmittel versorgt und damit die Servobremsen 9 aktiviert werden. Gleichzeitig wird damit der Kontakt zu der Wirbelbremse 10, d.h. zu den beiden Spulen 15 geschlossen. Damit ist auch die Wirbelstrombremse in Funktion, und die rotierenden Drehteller werden innerhalb kürzester Zeit abgebremst.

Fällt aus irgendwelchen Gründen die Stromversorgung über die 12-V-Batterie aus, so fällt ebenfalls der Strom zu der Spule 17 ab, und das 4/2-Wegeventil 18 schaltet um und liefert ebenfalls für eine sofortige Betätigung der Scheibenbremse 9 Druckmittel zu den Bremskolben 6.

Für den Fall, daß die Druckmittelversorgung gemäß Fig. 5 über einen Antriebsmotor 24 und eine Pumpe 25, die Druckmittel aus dem Tank 22 bezieht, ausfällt oder zusammenbricht, ist ein Druckspeicher 26 in die Druck­ leitung 27 zu dem 4/2-Wegeventil eingebaut.

Die übrigen Bauteile gemäß Hydraulikschaltplan der Fig. 5 sind von bekannter Bauart, wie z.B. eine Schnellösekupplung 27 und ein Druckbegrenzungsventil 28. Gleiches gilt für eine Drossel 29 und ein Rück­ schlagventil 30.

Gemäß der Darstellung in der Fig. 5 befinden sich die in dem mit III bezeichneten Bereich dargestellten Tei­ le auf dem Traktor, die in II dargestellten Teile sind erfindungsgemäße Steuerungsteile auf dem Traktor und die in dem Bereich I dargestellten Teile befinden sind auf dem Kreiselmäher.

Claims (10)

1. Bremsvorrichtung für ein Kreiselmähwerk, einen Feld- oder Maishäcksler u.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß in der Antriebswelle (3) oder einem mit der An­ triebswelle verbundenen Teil der abzubremsenden Ein­ richtung eine Bremsscheibe (4) angeordnet ist, an der Bremskolben (6) angreifen, die über eine Hydraulik­ leitung (8) von einer Antriebseinrichtung aus akti­ vierbar sind.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (4) zusätzlich noch mit einer Wirbel­ strombremse (10) versehen ist.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskolben (4) und die Wirbelstrombremse (10) kombiniert und/oder separat voneinander einsetzbar sind.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelstrombremse (10) diametral dem Bremskolben (4) gegenüber angeordnet ist.

5. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hydraulikleitung (8) ein Druckspeicher (26) angeordnet ist.

6. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung für die Wirbelstrombremse (10) ein von der Antriebswelle (3) aus angetriebener Generator vorgesehen ist.

7. Bremsvorrichtung für ein Kreiselmähwerk, das an ei­ ner Zugmaschine angeordnet ist, nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Stromversorgung der Wirbelstrombremse (10) eine zu der Batterie der Zugmaschine führende Verbindungsleitung vorgesehen ist.

8. Bremsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikleitung (8) mit dem Hydrauliksystem der Zugmaschine verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbereich der abzubremsenden Einrichtung durch Sensoren überwacht ist, durch deren Aktivierung die Bremskolben (6) und/oder die Wirbelstrombremse (10) betätigbar sind.

10. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikleitung (8) mit einem Druckschalter (21) versehen ist, wobei erst nach dessem Ansprechen die Antriebseinrichtung betreibbar ist.