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Hydraulische Fahrbremse für bergbauliche Fördermaschinen Die Erfindung
betrifft eine hydraulische Fahrbremse für bergbauliche Fördermaschinen, die mit
einer von einer Pumpe unter Druck gesetzten Flüssigkeit arbeitet und bei der der
Flüssigkeitsdruck einen unter Kolbendruck stehenden Vorratsraum füllt.
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Der Fördermaschinenbetrieb im Bergbau erfordert eine weitgehende Durchbildung
der Bremsanlage hinsichtlich der Sicherheit, und die vorliegende Erfindung bezweckt
:es, -eine hydraulische Bremsanlage für Fördermaschinen zu schaffen, bei der sämtlichen
Erfordernissen der normalen und der 'Sicherheitsbremsung Rechnung getragen wird.
Es ist an sich bekannt, die Wirkung des Handbremshebels beim Bremsen durch einen
Druckkolben zu verstärken, damit die Tätigkeit der Hand sich im wesentlichen auf
einen Steuerungsvorgang der Bremse beschränken kann und möglichst wenig Kraftentfaltung
zur Betätigung der Bremse notwendig ist. Hierzu tritt :dann noch eine Einrichtung,
mit dereine Sicherheitsbremsung ,ausgelöst werden kann, d. h. eine vollautomatische
Bremsung, sofern irgendeine 'Störung an der Bremsanlage oder in der Förderung .auftritt.
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Erfindungsgemäß füllt der Flüssigkeitsdruck der Pumpe sowohl einen
die Handbremsung verstärkenden Druckzylinder als auch einen unter Kolbendruck stehenden
Flüssigkeitsvorratsraum. Dabei betätigt das'Sicherheitsbremsgestänge ein Ventil,
durch welches der Druckvorratsraum mit dem die Handbremsung verstärkenden Druckzylinder
hydraulisch verbunden wird. Durch diese Ausbildung kommt der unter Kolbendruck stehende
Flüssigkeitsvorratsraum bei: Betätigung der 'Sicherheitsbremse schnellstens zur
Wirkung auf den die Handbremse verstärkenden Druckzylinder, so daß auf diese Weise
keine
dynamische Wirkung auf das Bremsgestänge ausgeübt wird.
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Das Verbindungsventil zwischen dem Druckvorratsraum und dem Fahrbremszylinder
ist hinter zwei Rückschlagventilen angeordnet, die parallel geschaltet in den Zuleitungen
des Fahrbremszylinders und des- Druckvorratsraumes liegen. Einerseits wird hierdurch
für die Aufrechterhaltung eines stetigen Druckes im Fahrbremszylinder sowie .im
Druckvorratsraum unabhängig von der Pumpenförderung gesorgt, .andererseits kann
der durch das Belastungsgewicht über den Druckkolben auf den Druckflüssigkeitsvorratsraum
ausgeübte gleichmäßige Druck ohne Zwischenschaltung :der Rückschlagventile auf den
Fahrbremszylirnder zur Einwirkung gelangen.
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Der Fa:hrbremskolb,en, der den Handbremshebel in der Wirkung verstärkt,
wird seinerseits durch ein Zusatzgewicht in der Bremsstellung gehalten, das gleichzeitig
das vom Bremshebel betätigte Ventil des Fahrbremszylinders in Abschlußlage drückt.
Durch diese Ausbildung wird eine stetige Regelung des Klotzdruckes beim Bremsen
und Lösen der Bremse, je nach der iStellung des Handhebels, erzielt. Auch ergibt
sich aus dieser Anordnung eine leichte Bedienung der Bremsanlage.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem nachstehend
an Hand der Zeichnung erläuterten, schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Eine Bremsstange i o führt zu den Bremsen _ und betätigt diese lösend
und bremsend. Diese Bremsstange wird von der Flüssigkeitszahnradpumpe i i aus betätigt.
Die befinden sich in einem Block 12. Die Flüssigkeit gelangt von der Pumpe aus über
zwei Rückschlagventile 13 und 14
über eine zwecks Drosselung der Flüssigkeit
verengte Leitung 15 in den Ventilraum 16, von hier aus über eine Leitung
17 in den Druckzylinder 18
des Fahrbremskolbens i9, der über eine Kolbenstange
2o die durch den Handhebel 21 der Bremse eingeleitete Bremsbewegung im Druck verstärkt.
Der Handbremshebel 21 ist seinerseits an dem Schaft 22 eines Ventils 23 im Ventilraum
16 angelenkt. Das Ventil 23 im Raum 16 ist ein- Drosselventil und verschließt
bei einer Versclüebung des Schaftes 22 nach links eine Leitung 24, die- vom Raum
16 aus rückwärts in den Flüssigkeitstank 25 gerichtet ist. -Durch eine Feder
26 wird das Ventil 23 im 'Sinne des öffnens bewegt.
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Gleichzeitig mit dem Handbremshebel 21 sitzt ein Lenker 27 .am Schaft
22 des Ventils 23, an dessen anderem Ende ein Winkelhebel 28 angelenkt ist.
Der Winkelhebel 28 ist an seinem oberen Ende mit dem Ende der Bremsstange i o gelenkig
verbunden. Er trägt ein Zusatzgewicht 29, welches an dem abgewinkelten Ende des
Winkelhebels 28 frei nach unten hängt. Am oberen Ende des Winkelhebels 28 greift
das Gestänge 30 der Sicherheitsbremseinrichtung :ein. Dwese kann z. B. von
Hand oder auch durch einen Luftmagneten betätigt werden. Bei ihrer Betätigung wird
der Winkelhebel 28 und damit der Lenker 27, die Bremsstange io sowie die Kolbenstange
2o derart angehoben, daß der Gelenkpunkt 3 i des Handbremshebels 2 i an der Kolbenstange
2o ausrastet, so daß der Handbremshebel 21 frei beweglich ist und .dIe Bremsung
nicht mehr beeinflussen kann. Die Hebel 28, 27 bilden mit dem unteren Teil des Bremshebels
2 i und der Kolbenstange 2o ein Gelenkviereck. Über das Rückschlagventil 14 gelangt
zusätzlich Druckflüssigkeit aus der Pumpe i i über die Leitung 32 in den Druckvorratsraum
33. Dieser steht unter dem Druck eines Kolbens 34. Der Druck wird durch ein Gewicht
35 erzeugt, das über einen Winkelhebe136 und eine Kolbenstange 37 auf den Druckkolben
34 einwirkt und auf diesen einen über seinen gesamten Weg im Zylinder 33 gleichbleibenden
Druck ausübt. Dieser Druck überträgt sich auf die Flüssigkeit im Vorratsraum 33,
der ;sich seinerseits über die Leitung 32 .auf das Rückschlagventil 14 und eine
Leitung 38 auswirkt. Die Kolbenstange 37 ist über den Gelenkpunkt des Winkelhebels
36 hinaus. nach links verlängert und trägt hier ein Langloch 39. In diesem gleitet
ein Anschlag 40 an der Bremsstange io. Ist .also das Gewicht 35 in Tiefstlage und
der Kolben 34 gänzlich in den Zylinderraum 33 eiregeschoben, so schlägt das linke
Ende des Langloches 39 an den Anschlag 4o an und zieht die Bremsstange i o nach
rechts, d. h. im Sinne des Bremsens.
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An das Rückschlagventil i3 schließt sich außer der Drossel i 5 eine
Leitung 4i an. Diese endigt in einem Zylinder 42. Im Zylinder 42 endigt außerdem
die Leitung 3 8 vom Rückschlagventil 14 aus, außerdem geht von dem Zylinder aus
eine Leitung 43 zurück in den Flüssigkeitstank 2 5. In dem Zylinder 42 ist ein Kolbenschieber
44 mit einer Kolbenstange 45 verschiebbar. Unter dem Einfluß einer Feder 46 wird
der Kölben 44 mit der 'Stange 45 nach links verschoben. Der Kolbenschieber 44 steht
mit seiner freien Fläche unter dem Druck der Flüssigkeit .aus der Pumpe i i. Bei
einem gewissen Druck, wie z. B. in der Zeichnung dargestellt, gibt der Kolben 44
die Leitung 43 frei, so daß bei geschlossenen Rückschlagventilen 13 und 14
die Druckflüssigkeit über die Leitung 43 in den Tank 25 zurückgelangen kann.
Wird der Kolben 44 der Stange 45 nach links verschoben, so treten die Leitungen
41 und 38 über den Zylinderraum 42 miteinander in Verbindung. Dies hat zur Wirkung,
daß der Druck im Vorratsraum 33 über die Leitung 32, 38, 41, die Drossel 15, den
Ventilraum 16 auf den Zylinderraum i 8 des Fahrbremskolbens i 9 einwirkt und damit
die Bremse betätigt.
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Die Steuerung des Kolbenschiebers 44 in seiner Stellung erfolgt :einerseits
durch die Druckflüssigkeit in Verbindung mit Feder 46, andererseits über einen Winkelhebel
47 und eine 'Stange 48 von dem Gelenkpunkt zwischen dem Lenker 27 und dem Winkelhebel
28 aus. Die Kolbenstange 45 ist über ein Langloch 49 gelenkig mit dem Winkelhebel
47 verbunden, so daß der Kolbenschieber 44 bei gewissen Bewegungen durch die Arbeit
des Winkelhebels 28 nicht gestört wird.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Ist die Pumpe i i
außer Betrieb, so ist das Gewicht
3 5 abwärts, gefallen und
belastet die Bremszugstange i o. Das Zusatzgewicht 29 des Kolbens i 9 liegt ebenfalls
in Tiefstlage und hält über das von dem Winkelhebe128, dem Handbremshebel2i, der
Kolbenstange 2o und dem Lenker 27 gebildete Gelenkviereck den Fahrbremsdruckkolben
i 9 in der Bremslage und das Drosselventi123 verschlossen. Wird nun die Pumpe in
Gang ,gesetzt, so bringt sie durch das Rückschlagventil 13 und den Drosselventilraum
16 Druck auf den Fahrbremszylinder 18. Ferner wird Druck über das Rückschlagventil
14 auf den Flüssigkeitsvorratsraum 33 über die Leitung 32 gegeben. In gleichem Maße,
wie das Gewicht 35 entlastet und angehoben wird, kommt die Fahrbremse zur Wirkung.
Durch den steigenden Druck wird der federbelastete Kolbenschieber ¢q. entsprechend
zurückgedrückt, und zwar beim Höchstdruck bis in die dargestellte Lage. In dieser
gibt er den Rückflußkanal 43 frei und begrenzt so den Druckanstieg in der Vorrichtung.
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Um die Bremse zu lösen, wird -der Handhebel 21 am oberen Ende im Sinne
der Zeichnung nach links verschoben. Da sein mittlerer Drehpunkt 3 i durch die unter
Flüssigkeitsdruck stehende Kolbenstange 20 festgehalten wird, zieht .sein unterer
Drehpunkt den Ventilschaft 22 des Drosselventils 23 langsam zurück und gibt dadurch
den in dem Ventilraum 16 vorhandenen Druckentsprechend der 'Stellung des Handbremshebels
2 i in den Abflußkanal 2 q. frei. Der Druckabfall wirkt sich gleichzeitig auf -
den Fahrbremszylinder i 8 aus, derart, daß der Kolben i9 sich nach links bewegen
läßt und die Fahrbremse gelöst wird. Ferner überträgt sich der Druckabfall über
das Rückschlagventil i 3 wieder auf die Pumpe i i, die jetzt gegen einen entsprechend
geringeren Druck die durch das Drosselventil 23 in den Abflußkanal2q. abfließende
Flüssigkeit fördert. Der Druckabfall zwischen dem Drosselventil 23 und der Pumpe
i i wird jedoch durch das drosselnde Leitungsstück 15 begrenzt. Die Drosselung
dieses Leitungsstückes kann so eingestellt sein, daß der Förderdruck der Pumpe i
i einen bestimmten Wert nicht unterschreitet. Der in dem Flüssigkeitsvorratsraum
33 vorhandene volle Druck wird durch das Rückschlagventil 1q. aufrechterhalten,
so daß das Gewicht 35 trotz des Druckabfalles im Fahrbremszylinder i 8 in Hochlage
bleibt. Ist bei völlig geöffnetem Drosselventil 23 der Druck in dem Ventilraum i
6 völlig abgefallen, so wird der Fährbremskolben i 9 durch den Handbremshebel 2
i aus der Bremsstellung vorgeschoben, und die Bremsklötze werden dabei gelöst. Hierbei
entweicht die im Fahrbremszylinder 18 vorhandene Flüssigkeit durch den Ventilraum
16 in den Abflußkanal 24.
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Beim Bremsen von Hand werden durch das Zurückziehen des Handbremshebels
21 zunächst der Fahrbremskolben i9 und damit auch die Bremsstange io zurückgezogen,
da der untere Drehpunkt des Handbremshebels 21 durch die entsprechend vorgespannte
Feder 26 festgehalten wird. - Sobald indessen die Bremsklötze zur Anlage kommen,
wird der Widerstand der Feder 26 überwunden und das Drosselventil l23entsprechend
dem Hub des Handbremshebels z i geschlossen. In gleichem Maße steigt nun der Flüssigkeitsdruck
im Ventilraum 16 und damit auch im Fahrbremszylinder 18 an. Da letzterer vorher
von Hand gefüllt war, braucht die Pumpe i i hierbei nicht mehr Flüssigkeit zu fördern
als jeweils noch durch den Drosselkanal 15 gedrückt wird. Die beschriebene Anordnung
bringt daher den Vorteil eines geringen Leistungsbedarfes der Pumpe i i mit sich.
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Bei den Bewegungen des Handbremshebels 21 wird das Zusatzgewicht 29
durch das erwähnte Gelenkviereck 2o, 21, 27, 28 jeweils mit angehoben oder gesenkt.
Sobald der Maschinist den Handbremshebel 21 losläßt, zieht das Zusatzgewicht 29
die Bremsstange io selbsttätig in Bremsstellung.
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Bei jeder Vollbremsung wird ferner der Druckflüssigkeitsvorratsraum
33 über das Rückschlagventil i ¢ ,aufgefüllt, sofern etwa Leckverluste eingetreten
sein sollten.
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Eine Sicherheitsbremsung kann entweder durch Anheben der Stange 3o
von Hand oder mit Hilfe .eines Lüftmagneten erfolgen. Dabei wird die Kolbenstange
2o am mittleren Drehpunkt 3 i des Handbremshebels --i ausgerastet bzw. gelöst. Dadurch
kann das Zusatzgewicht 29 unabhängig von der Stellung des Handbremshebels 21 die
Bremsstange i o im Sinne der Bremsung betätigen und das Drosselventil 23 über den
Lenker 27 und den Ventilschaft 22 schließen. Gleichzeitig wird nun aber über die
Stange 48 und den Winkelhebel ¢7 der Kolbenschieber ¢q. nach links verschoben, und
zwar so weit, daß .er den .Kanal 38 freigibt. Dadurch wird der Druckflüssigkeitsvorratsraum
33 über die Leitung ¢i und den Drosselkanal i 5 mit dem Ventilraum 16 sowie
dem Fahrbremszylinder 18
verbunden. Inzwischen sind aber die Bremsklötze infolge
der Wirkung des Zusatzgewichtes 29 bereits zur Anlage gekommen, so daß das Gewicht
35, welches den Kolben 34 im Vorratsraum 33 betätigt, nicht herunterfällt, vielmehr,
ohne Arbeit zu leisten, seinen Druck auf den Fahrbremskolben i 9 und damit auf die
Bremszugstange io überträgt. Auf diese Weise wird ein Schließen der Fahrbremse in
etwa 0,2 Sekunden erreicht, ohne daß das Gewicht 35 in die Bremszugstange io stoßartig
hineinfällt. Kommt das Gewicht 3 5 nunmehr durch irgendwelche Leckverluste langsam
zum Absinken, so legt es sich über den Winkelhebel 36 und das linke Ende
des Langloches 39 langsam gegen den Anschlag ¢o an der Bremszugstange i o.
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Ein weiteres Einfallen des Gewichtes 3 5 könnte dadurch bewirkt werden,
daß der Förderdruck der Pumpe i i unter den durch die Drosselleitung 15
eingestellten
Wert abfällt. Dies könnte z. B. beim Abstellen der Pumpe i i oder bei einer 'Störung
der Pumpenanlage eintreten. In solchem Fall wird der Schieberkolben 44 unter dem
Druck seiner Feder 4.6 so weit nach links verschoben, daß .er zunächst den Kanal
38 freigibt und dann unter der Wirkung des aus dem Druckflüssvgkeitsraum überströmenden
Druckes durch weitere Bewegung nach links über das Gestänge 47, 48 und den Winkelhebel
28 die
Kolbenstange 20 .aus dem Handbremsliebe12i ausrastet.
Hierdurch wird in gleicher Weise, wie oben beschrieben, -eine 'Sicherheitsbremsung
ausgelöst.
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Um nun die 'Sicherheitsbremsung wieder zu lösen, wird der Handbremshebel
21 in Fahrbremgstellung, also im 'Sinne der Figur, nach rechts -gezogen. Die Kolbenstange
20 klinkt dann an dem mittleren Drehpunkt 31 des Handbremshebels 21 wieder ein.
Der Fahrbremszylinder 18 wird in gleicher Weise wieder gefüllt, wie der Druckflüssigkeitsraum
33, durch den das Gewicht 3 5 wieder in Hochlage gelangt. Das Lösen der Sicherheitsbremsung
durch das Gewicht 35 und den Druckflüssigkeittsvorratsraum 33 kann also nur bei
angezogener Fahrbremse geschehen. Außerdem ist es nicht möglich, daß die Wirkung
von Fahr- und 'Sicherheitsbremsung sich addieren.
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Die beschriebene hydraulische Fahrbremse hat nur geringe Abmessungen
und eine sehr gedrungene Bauart. Der Betriebsdruck ist stets gleich. Es ist eine
stetige Regelung des Bremsklotzdru@ckes beim Bremsen und Lösen je nach 'Stellung
des Handbremshebels 21 möglich.
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Beteiner `Sicherheitsbremsung tritt eine schnelle Schließwirkung ein,
ohne daß das die Sicherheitsbremsung bewirkende Gewicht herabfällt und :etwa eine
dynamische Wizkung auf das Bremsigestänge ausübt. Hierzu ist es gewährleistet, daß
die 'Sicherheiltsbremsung .auch bei Drosselung an der Pumpenanlage voll zur Entfaltung
kommt. Die Antriebsleistung, die zur Betätigung der Bremsanlage erforderlich ist,
ist infolge der beschriebenen Anordnung außerordentlich niedrig, zudem ist die Bedienung
äußerst :eifach.