DE4231637C2 - Bremseinrichtung für einen über einen Antrieb bewegbaren Teil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für einen über einen Antrieb bewegbaren Teil an einer Baumaschine, insbesondere den Drehantrieb des Oberwagens, mit mindestens einer mindestens einen Hydromotor mit hydraulischen Medien versorgenden Verstellpumpe, deren Schwenkhebel beim Abbremsen des Antriebes über beidseitig daran angreifende, durch einen Hilfsdruck hydraulisch betätigbare Zylinder in die Null-Lage der Verstellpumpe zurückschwenk­ bar ist.

Die DE 33 46 999 C2 betrifft eine Bremsanlage für einen über einen Antrieb bewegbaren Teil, insbesondere den Drehantrieb des Oberwagens einer Baumaschine, mit einem indirekt arbei­ tenden Bremsventil und einem nachgeschalteten Federspeicherbremszylinder, dessen abge­ gebene Kraft im Sinne einer Bremsung auf das bewegbare Teil einwirkt. Zur Begrenzung des am Federspeicherbremszylinder wirksamen Druckes ist ein in Abhängigkeit von dem Druck des Antriebs des bewegbaren Teils verschiebbarer Anschlag vorgesehen, der gegen die Kraft einer Rückstell- und Wiegefeder bewegbar ist, um den verstellbaren Bereich des Bremsventils ein­ zuschränken oder den Druckraum des Federspeicherbremszylinders abzusperren. Das Ge­ stänge des Federspeicherbremszylinders wirkt unmittelbar auf den Schwenkantrieb des Ober­ baus ein. Nachteilig ist hier festzustellen, daß das Bremsventil mechanisch, d. h. über eine Trittplatte, betätigt wird und zur Realisierung der Bremswirkung verhältnismäßig viel Bauauf­ wand betrieben werden muß.

In der Regel werden die über einen Antrieb betätigbaren bewegbaren Teile mittels eines ge­ schlossenen hydraulischen Kreislaufes betätigt, wobei einerseits eine Verstellpumpe zum Ein­ satz kommt, die andererseits den Antriebsmotor (Fahrmotor, Schwenkmotor oder dgl.) mit hy­ draulischem Medium versorgt. Soll der Antrieb nun stillgesetzt werden, wird durch Zurücknah­ me eines Steuerhebels oder dgl. die Verstellpumpe gegen Null geführt, wobei hier dann kein Medium mehr gefördert wird. Infolge der Massenträgheit der sich bewegenden Teile (Fahrraupen, Oberwagen oder dgl.), ist jedoch noch so viel Energie im gesamten System vor­ handen, daß der Motor nunmehr zur Pumpe wird und hydraulisches Medium in Richtung Ver­ stellpumpe drückt, die es dann im Kreislauf weiterfördert. Demzufolge müssen weitere Bremse­ lemente, wie mechanische Bremsen (Lamellenbremsen für Fahrraupen) oder dgl., vorgesehen werden, um das jeweilige sich bewegende Teil stillzusetzen.

Die DE 30 15 367 A1 offenbart einen hydrostatischen Antrieb, insbesondere einen Antrieb für Fahrzeuge mit einer umkehrbaren variablen Verdrängerpumpe mit verstellbarem Treibglied und hydraulischen Stellgliedern zur Verstellung des Treibgliedes, welchen Stellgliedern das Treibglied in eine verdrängungsfreie Neutralstellung vorspannende Vorspanneinrichtungen zugeordnet sind, bei dem ein vorgesteuertes Verstellventil über Zuführungs- und Ablaufleitun­ gen mit den hydraulischen Stellgliedern verbunden ist und eine auf der Abweichung von der Neutralstellung eines Steuergliedes entsprechende Fernsteuerimpulse ansprechende Einrich­ tung aufweist, durch welche das Verstellglied betätigt wird, um in Abhängigkeit von der Verstel­ lung des Steuergliedes dem einen oder dem anderen hydraulischen Stellglied Druckmittel in zunehmendem Umfang zuzuführen. Zusätzlich zu der Fernsteuerung für die Stellung des Treibgliedes ist eine Vorrichtung zur Erzwingung der Neutralstellung des Treibgliedes bei in Neutralstellung befindlichen Steuerglied vorgesehen, welche ein Neutralstellungsventil in den Leitungsverbindungen zwischen den Stellgliedern und dem vorgesteuerten Verstellventil mit einem in Abhängigkeit von der Stellung des Steuergliedes zwischen einer Verstellstellung und einer Neutralstellung verschiebbares Ventilglied aufweist und in der Neutralstellung alle Ver­ bindungsleitungsabschnitte mit einem Druckmittelsumpf verbindet.

Durch die DE 29 21 101 A1 ist eine mechanisch-hydraulische Verstelleinrichtung zur Schaltung von Hydraulikzylindern und -motoren bekannt, wobei die schwenkbare Trommel einer Axialkol­ benpumpe, die Scheibe einer Schrägscheibenpumpe oder der Verstellhebel entsprechender Hydraulikpumpen, die die Vorgabe größerer Fördervolumen ermöglichen, durch einen Schwenkzapfen und durch den Kolben eines doppelt wirkenden Zylinders der Verstelleinrich­ tung gemäß der gewünschten Fördermenge in einem bestimmten Winkel geschwenkt wird. Zur Ermöglichung einer schnellen und weichen Steuerung und Bewegungsumkehr der Werkzeug­ maschine bzw. des höher belastbaren Hydraulikzylinders, ist der Schaltweg des Kolbens bzw. die Fördermenge der Hydraulikpumpe durch mechanische Anschlagmittel begrenzt. Der Kol­ ben des doppelt wirkenden Zylinders ist bei Verwendung weniger Schaltventile mit einer insge­ samt kurzen Steuerzeit und bei Anlage einer hydraulischen O-Einstellung der Fördermenge der Hydraulikpumpe unmittelbar mit dem Steuerdruck einer Steuerpumpe unter Ermöglichung ei­ ner kurzen Schalt- und Umsteuerzeit für die zu steuernde Werkzeugmaschine beaufschlagbar. Diese nicht auf eine Baumaschinensteuerung anwendbare Verstelleinrichtung beinhaltet ledig­ lich eine periodische Bewegungsumkehr, wobei die O-Lage nach jeder Bewegungsumkehr zwar durchlaufen, der Antrieb jedoch nicht in dieser Lage stillgesetzt wird.

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, die im gattungsbildenden Teil des ersten Patentan­ spruches beschriebene Bremseinrichtung dahingehend weiterzubilden, daß sie einerseits die Nachteile des St.d.T. nicht mehr aufweist und andererseits einfach aufgebaut und auch bei bestehenden Hydraulikkreisläufen an Baumaschinen nachrüstbar ist.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Wechselventil im Bereich der den Vorsteuerblock eines Steuerhebels bildenden Leitungen vorgesehen ist, das wiederum mit ei­ nem federbelasteten Wege-Ventil zusammenwirkt, an welchem das unter dem Hilfsdruck ste­ hende Hydraulikmedium ansteht.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu ent­ nehmen.

Die Erfindung beinhaltet sowohl mechanische als auch hydraulisch beaufschlagbare Feststelle­ lemente, um den Schwenkhebel der Verstellpumpe in die Null-Lage zu führen und auch dort zu halten. Der Erfindungsgegenstand ist leicht bei vorhandenen Hydraulikkreisläufen nachrüstbar, wobei insbesondere bei Verwendung hydraulischer Feststellmittel der zur Beaufschlagung not­ wendige Hilfsdruck an unterschiedlichen Bereichen der Hydraulik abgenommen werden kann. Bei hydraulischer Feststellung werden lediglich zwei (nachrüstbare) Zylinder vorgesehen, die die Aufgabe haben, die Verstelleinrichtung (Schwenkhebel) der Pumpe auf Null zurückzustellen und auf Null zu halten. Diese Lösung ist preiswert und, wie bereits angesprochen, problemlos nachrüstbar. Sie weist gegenüber dem St.d.T. den Vorteil auf, daß die Bremswirkung wesent­ lich stärker sein kann, und daß die Schwenkpumpe in jedem Fall auf Null gehalten wird, so daß keine Relativbewegung der bewegbaren Teile (Fahrraupen, Oberwagen oder dgl.) zum festste­ henden Teil mehr gegeben ist.

Durch den Erfindungsgegenstand wird es möglich, auf weitere ggf. mechanische Bremsen zu verzichten, so daß zum Stillstand des Gerätes lediglich noch eine Feststellbremse vonnöten erscheint. Mit dem Erfindungsgegenstand werden das Schwungmoment bzw. das Massenträg­ heitsmoment der beim Abbremsen sich noch in Bewegung befindlichen Teile (Fahrraupen, Oberwagen oder dgl.) in kürzester Zeit abgebremst, so daß sie sich nicht mehr nachteilig aus­ wirken können.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und wie folgt beschrieben:

Die einzige Figur zeigt eine Prinzipskizze für den Schwenkantrieb des nicht dargestellten Oberwagens einer Baumaschine. Erkennbar ist der als Handhebel ausgebildete Schalthebel 1, der für den Schwenkantrieb vorgesehen ist. Der Handhebel 1 wirkt mit einem Vorsteuerblock 2 zusammen, der wiederum auf ein Momentendruckregelventil 3 einwirkt. In dem Schwenkpum­ pengehäuse 4 sind u. a. eine Speisepumpe 5, eine Verstellpumpe 6 samt Schwenkhebel 7 so­ wie Stellzylinder 8 angeordnet. Über die Leitung 9 wird in diesem Beispiel ein Schwenkmotor 10 mit hydraulischem Medium versorgt. Das Hydraulikmedium wird über die Leitung 11 der Schwenkpumpe 6 im Kreislauf wieder zugeführt.

Ohne den Erfindungsgegenstand würde bei Auslenken des Steuerhebels 1 in der einen oder anderen Richtung die Verstellpumpe 6 über den Schwenkhebel 7 in der einen oder anderen Richtung ausschwenken und den Schwenkmotor 10 mit hydraulischem Medium versorgen, der dann wiederum den Oberwagen der Baumaschine in Drehung versetzt. Wird der Steuerhebel 1 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt, würde über den Schwenkhebel 7 die Verstellpumpe 6 in ihre Null-Lage geschwenkt werden. Da jedoch infolge des in Rotation befindenden Oberwa­ gens noch Schwung- und Massenträgheitsmomente erheblicher Größe vorhanden sind, kann somit eine Bremsung desselben nicht herbeigeführt werden. Vielmehr wird der Schwenkmotor 10 nunmehr zur Pumpe und fördert das hydraulische Medium in Richtung der Verstellpumpe 6, die es dann im Kreislauf weiterbewegt. Wären nicht andere Bremselemente, wie beispielsweise mechanische Bremsen oder dgl., gegeben, würde der Oberwagen nur über die im System vor­ handene Reibung nach längerer Zeit stillgesetzt werden können.

Der Erfindungsgegenstand beinhaltet ein Wechselventil 12, das an die Leitungen 13, 14 des Vorsteuerblockes 2 angeschlossen ist, und das über eine Leitung 15 mit einem Wege-Ventil 16 verbunden ist, welches mit einer Feder 17 zusammenwirkt. An dem Wege-Ventil 16 steht über eine weitere Leitung 18 ein unter einem Hilfsdruck stehend es Hydraulikmedium an. Im Bereich des Stellzylinders 8 sind zwei Spannzylinder 19, 20 vorgesehen, deren Kolbenstangen 21, 22 beiderseits des Schwenkhebels 7 vorgesehen sind. Die Spannzylinder 19, 20 sind über eine gemeinsame Leitung 23 mit dem Wege-Ventil 16 verbunden. Das Wege-Ventil 16 ist im Schwenkbetrieb des Oberwagens geschlossen und die Spannzylinder 19, 20 sind inaktiv.

Anhand eines Funktionsablaufes wird der Erfindungsgegenstand erläutert:

Bei Auslenken des Steuerhebels 1 in der einen oder anderen Richtung fließt hydraulisches Medium nicht nur über den Vorsteuerblock 2 zum Momentendruckregelventil 3 und zur Ver­ stellpumpe 6, sondern darüber hinaus auch über die Leitungen 24 bzw. 25 zum Wechselventil 12 und somit über die Leitung 15 zum Wege-Ventil 16, so daß der hier nun anstehende Druck die Feder 17 betätigt und den Ausgang 26 des Wege-Ventils 16 verschließt. Das hier anste­ hende Hydraulikmedium mit dem vorgegebenen Hilfsdruck kann somit nicht weiter in Richtung der Spannzylinder 19, 20 gefördert werden. Sobald der Steuerhebel 1 wieder in seine Aus­ gangsstellung zurückgeführt wird, läßt der Druck in den Leitungen 14, 25 sowie 15 nach, wobei sich die Feder 17 entspannt und den Weg für das in der Leitung 18 befindliche Hydraulikmedi­ um mit dem vorgegebenen Hilfsdruck freimacht, welches nun über die Leitung 23 die Spannzy­ linder 19 und 20 beaufschlagt. Die Spannzylinder 19 und 20 bzw. deren Kolbenstangen 21 und 22 führen nun den Schwenkhebel 7 der Verstellpumpe 6 in deren Null-Position, so daß die Verstellpumpe 6 kein Medium mehr fördert. Infolge des am Schwenkhebel 7 anstehenden Hilfsdruckes wird der Schwenkhebel 7 der Verstellpumpe 6 auch in dieser Null-Lage gehalten. Die Folge ist, daß der Oberwagen somit in kürzester Zeit hydraulisch stillgesetzt wird. Bei neu­ erlicher Auslenkung des Steuerhebels 1 wird das Wege-Ventil 16 durch den nunmehr in der Leitung 15 anstehenden Druck wieder geschlossen und das in der Leitung 23 vorhandene Hy­ draulikmedium kann in den Behälter 27 abfließen, wodurch gleichzeitig die Spannzylinder 19 und 20 wieder entspannt werden und die Verstellpumpe 6 wieder ausschwenken kann. Das Hydraulikmedium, das unter einem vorgegebenen Hilfsdruck (z. B. 60 bar) steht, kann der Hy­ draulik der Baumaschine, insbesondere der Vorsteuerung derselben, entnommen werden.

Claims (3)

1. Bremseinrichtung für einen über einen Antrieb bewegbaren Teil an einer Baumaschine, insbesondere den Drehantrieb des Oberwagens, mit mindestens einer mindestens einen Hydromotor (10) mit hydraulischen Medien in geschlossenem Kreislauf versorgenden Verstellpumpe (6), deren Schwenkhebel (7) beim Abbremsen des Antriebes (10) über beidseitig daran angreifende, durch einen Hilfsdruck hydraulisch betätigbare Zylinder (19, 20) in die Null-Lage der Verstellpumpe (6) zurückschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselventil (12) im Bereich der den Vorsteuerblock (2) eines Steuerhebels (1) bildenden Leitungen (13, 14) vorgesehen ist, das wiederum mit einem federbelasteten Wege-Ventil (16) zusammenwirkt, an welchem das unter dem Hilfsdruck stehende Hydraulikmedium ansteht.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wege-Ventil (16) für das unter dem Hilfsdruck stehende Hydraulikmedium dadurch freigeschaltet wird, daß der Steuerhebel (1) in seine Ausgangsstellung geführt wird.

3. Bremseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das an den Spannzylindern (19, 20) anstehende Hydraulikmedium beim Auslenken des Steuerhebels (1) in einen Behälter (27) abfließt und das Wege-Ventil (16) verschließbar ist.