EP0682612A1 - Bremseinrichtung für einen über einen antrieb bewegbaren teil - Google Patents

Bremseinrichtung für einen über einen antrieb bewegbaren teil

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EP0682612A1
EP0682612A1 EP93921902A EP93921902A EP0682612A1 EP 0682612 A1 EP0682612 A1 EP 0682612A1 EP 93921902 A EP93921902 A EP 93921902A EP 93921902 A EP93921902 A EP 93921902A EP 0682612 A1 EP0682612 A1 EP 0682612A1
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braking device
drive
net
hydraulic medium
lever
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Withdrawn
Application number
EP93921902A
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Inventor
Uwe Esch
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CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Original Assignee
O&K Orenstein and Koppel GmbH
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Publication date
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    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
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    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/08—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels using fluid or powdered medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/84—Slewing gear
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    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F9/121—Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
    • E02F9/128—Braking systems
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    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
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    • F16H61/433—Pump capacity control by fluid pressure control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/439—Control of the neutral position, e.g. by zero tilt rotation holding means

Definitions

  • Braking device for a part that can be moved via a drive
  • the invention relates to a braking device for a part that can be moved via a drive, in particular the rotary drive of the superstructure of a construction machine, with at least one variable displacement pump supplying at least one hydraulic motor with hydraulic medium in a closed circuit.
  • DE-C 33 46 999 relates to a brake system for a part that can be moved via a drive, in particular the rotary drive of the superstructure of a construction machine, with an indirectly operating brake valve and a downstream spring-loaded brake cylinder, the force given off in the sense of braking onto the movable one Part acts.
  • a stop which can be moved as a function of the pressure of the drive of the movable part is provided and which can be moved against the force of a return and rocking spring in order to restrict the adjustable range of the brake valve or to limit the pressure to lock the space of the spring brake cylinder.
  • the linkage of the spring brake cylinder acts directly on the slewing drive of the superstructure.
  • the disadvantage here is that the brake valve is mechanical, i.e. is actuated via a tread plate and a relatively large amount of construction work has to be carried out to achieve the braking effect.
  • the movable parts which can be actuated by a drive are actuated by means of a closed hydraulic circuit
  • an adjustment pump is used which on the other hand supplies the drive motor (traction motor, swivel motor or the like) with hydraulic medium.
  • the drive motor traction motor, swivel motor or the like
  • the variable displacement pump is brought towards zero by withdrawing a control lever or the like, with no medium then being conveyed here.
  • braking elements such as mechanical brakes (multi-disc brakes for crawlers) or the like, must be provided in order to stop the respective moving part.
  • the aim of the subject invention is to provide a braking device to pieren konzi ⁇ that no longer have the disadvantages of St.dT, is particularly simple in construction and is rüstbar in existing hydraulic circuits according ⁇ .
  • the swivel lever of the variable pump can be swiveled back into the zero position of the variable pump and can be fixed there when the drive is braked by components acting on it.
  • the invention includes both mechanical and hydraulically actuated locking elements in order to guide the pivoting lever of the variable displacement pump into the zero position and also to hold it there.
  • the subject of the invention can easily be retrofitted to existing hydraulic circuits, the auxiliary pressure required for application being able to be removed from different areas of the hydraulic system, particularly when hydraulic locking means are used.
  • hydraulic locking only two (retrofittable) cylinders are provided, which have the task of resetting the adjusting device (swivel lever) of the pump to zero and keeping it at zero.
  • This solution is inexpensive and, as already mentioned, can be easily retrofitted. It points towards the St.d.T. the advantage that the braking effect can be much stronger, and that the swivel pump is always kept at zero, so that there is no longer any relative movement of the movable parts (crawlers, superstructure or the like) to the fixed part.
  • the subject matter of the invention makes it possible to dispense with any further mechanical brakes, so that only a parking brake appears to be required when the device is at a standstill.
  • the moment of inertia or the moment of inertia of the part still in motion when braking (crawlers, superstructure or the like) are braked in a very short time, so that they can no longer have a disadvantageous effect.
  • the subject matter of the invention is illustrated below using an exemplary embodiment and is described as follows:
  • the single figure shows a schematic diagram for the swivel drive of the superstructure, not shown, of a construction machine.
  • the shift lever 1 which is designed as a hand lever and is provided for the swivel drive, can be seen.
  • the hand lever 1 interacts with a pilot control block 2, which in turn acts on a torque pressure control valve 3.
  • a swivel pump housing 4 i.a. a feed pump 5, a variable displacement pump 6 together with swivel lever 7 and actuating cylinder 8 are arranged.
  • a swivel motor 10 is supplied with hydraulic medium via line 9.
  • the hydraulic medium is returned to the swivel pump 6 in the circuit via line 11.
  • variable displacement pump 6 when the control lever 1 is deflected in one direction or the other, the variable displacement pump 6 would swivel out in one direction or the other via the swivel lever 7 and supply the swivel motor 10 with hydraulic medium, which in turn would then set the superstructure of the construction machine in rotation. If the control lever 1 is returned to its starting position, the adjusting pump 6 would be pivoted into its zero position via the pivot lever 7. However, since momentum and mass moments of inertia of considerable magnitude are still present as a result of the superstructure rotating, braking of the latter cannot therefore be brought about. Rather, the swivel motor 10 now becomes a pump and conveys the hydraulic medium in the direction of the variable displacement pump 6, which then moves it further in the circuit. If there were not other braking elements, such as mechanical brakes or the like, the uppercarriage would only be able to be stopped after a long time by the friction in the system.
  • the subject matter of the invention includes a shuttle valve 12, which is connected to the lines 13, 14 of the pilot control block 2, and which is connected via a line 15 to a directional valve 16, which cooperates with a spring 17.
  • a hydraulic medium at an auxiliary pressure is present at the directional valve 16 via a further line 18.
  • two clamping cylinders 19, 20 are provided, the piston rods 21, 22 of which are provided on both sides of the pivoting lever 7 are.
  • the clamping cylinders 19, 20 are connected to the directional valve 16 via a common line 23.
  • the directional valve 16 is closed when the uppercarriage is pivoted and the tensioning cylinders 19, 20 are inactive.
  • hydraulic medium flows not only via the pilot control block 2 to the pressure regulator 3 and the variable displacement pump 6, but also via lines 24 and 25 to the shuttle valve 12 and thus via line 15 to the directional valve 16, so that the pressure now present actuates the spring 17 and closes the outlet 26 of the directional valve 16.
  • the hydraulic medium at this point with the specified auxiliary pressure can therefore not be conveyed further in the direction of the clamping cylinders 19, 20.
  • the directional valve 16 is closed again by the pressure now present in the line 15 and the hydraulic medium present in the line 23 can flow into the container 27, whereby the tensioning cylinders 19 and 20 are simultaneously relaxed again and the variable displacement pump 6 can swing out again.
  • the hydraulic medium which is under a specified auxiliary pressure (e.g. 60 bar), can be found in the hydraulics of the construction machine, in particular its pilot control.

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Abstract

Vorgeschlagen wird eine Bremseinrichtung für einen über einen Antrieb bewegbaren Teil, insbesondere den Drehantrieb des Oberwagens einer Baumaschine, mit mindestens einer, mindestens einen Hydromotor mit hydraulischem Medium in geschlossenem Kreislauf versorgenden Verstellpumpe, wobei der Schwenkhebel (7) der Verstellpumpe (6) beim Abbremsen des Antriebes über daran angreifende Bauteile in die Null-Lage der Verstellpumpe zurückschwenkbar und dort festlegbar ist.

Description

Bremseinrichtung für einen über einen Antrieb bewegbaren Teil
Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für einen über einen Antrieb bewegbaren Teil, insbesondere den Drehantrieb des Oberwagens einer Bauma¬ schine, mit mindestens einer mindestens einen Hydromotor mit hydrauli¬ schem Medium in geschlossenem Kreislauf versorgenden Verstellpumpe.
Die DE-C 33 46 999 betrifft eine Bremsanlage für einen über einen Antrieb bewegbaren Teil, insbesondere den Drehantrieb des Oberwagens einer Bauma¬ schine, mit einem indirekt arbeitenden Bremsventil und einem nachgeschal¬ teten Federspeicherbremszylinder, dessen abgegebene Kraft im Sinne einer Bremsung auf das bewegbare Teil einwirkt. Zur Begrenzung des am Feder¬ speicherbremszylinder wirksamen Druckes ist ein in Abhängigkeit von dem Druck des Antriebs des bewegbaren Teils verschiebbarer Anschlag vorgese¬ hen, der gegen die Kraft einer Rückstell- und Wiegefeder bewegbar ist, um den verstellbaren Bereich des Bremsventils einzuschränken oder den Druck¬ raum des Federspeicherbre szylinders abzusperren. Das Gestänge des Feder- speicherbremszylinders wirkt unmittelbar auf den Schwenkantrieb des Ober¬ baus ein. Nachteilig ist hier festzustellen, daß das Bremsventil mecha¬ nisch, d.h. über eine Trittplatte, betätigt wird und zur Realisierung der Bremswirkung verhältnismäßig viel Bauaufwand betrieben werden muß.
In der Regel werden die über einen Antrieb betätigbaren bewegbaren Teile mittels eines geschlossenen hydraulischen Kreislaufes betätigt, wobei einerseits eine Verstellpumpe zum Einsatz kommt, die andererseits den Antriebsmotor (Fahrmotor, Schwenkmotor oder dgl.) mit hydraulischem Medi¬ um versorgt. Soll der Antrieb nun stillgesetzt werden, wird durch Zurück¬ nahme eines Steuerhebels oder dgl. die Verstellpumpe gegen Null geführt, wobei hier dann kein Medium dann mehr gefördert wird. Infolge der Massen¬ trägheit der sich bewegenden Teile (Fahrraupen, Oberwagen oder dgl.), ist jedoch noch so viel Energie im gesamten System vorhanden, daß der Motor nunmehr zur Pumpe wird und hydraulisches Medium in Richtung Verstellpumpe drückt, die es dann im Kreislauf weiterfördert. Demzufolge müssen weitere Bremselemente, wie mechanische Bremsen (Lamellenbremsen für Fahrraupen) oder dgl., vorgesehen werden, um das jeweilige sich bewegende Teil still¬ zusetzen. Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, eine Bremseinrichtung zu konzi¬ pieren, die die Nachteile des St.d.T. nicht mehr aufweist, insbesondere einfach aufgebaut ist und auch bei bestehenden Hydraulikkreisläufen nach¬ rüstbar ist.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Schwenkhebel der Verstellpumpe beim Abbremsen des Antriebes über daran angreifende Bauteile in die Null-Lage der Verstellpumpe zurückschwenkbar und dort festlegbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteran¬ sprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung beinhaltet sowohl mechanische als auch hydraulisch beauf¬ schlagbare Feststellelemente, 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 insbe¬ sondere bei Verwendung hydraulischer Feststellmittel der zur Beaufsch¬ lagung notwendige Hilfsdruck an unterschiedlichen Bereichen der Hydraulik abgenommen werden kann. Bei hydraulischer Feststellung werden lediglich zwei (nachrüstbare) Zylinder vorgesehen, die die Aufgabe haben, die Ver- stelleinrichtung (Schwenkhebel) der Pumpe auf Null zurückzustellen und auf Null zu halten. Diese Lösung ist preiswert und, wie bereits angespro¬ chen, problemlos nachrüstbar. Sie weist gegenüber dem St.d.T. den Vorteil auf, daß die Bremswirkung wesentlich stärker sein kann, und daß die Schwenkpumpe in jedem Fall auf Null gehalten wird, so daß keine Relativ¬ bewegung der bewegbaren Teile (Fahrraupen, Oberwagen oder dgl.) zum fest¬ stehenden Teil mehr gegeben ist.
Durch den Erfindungsgegenstand wird es möglich, auf weitere ggf. mechani¬ sche Bremsen zu verzichten, so daß zum Stillstand des Gerätes lediglich noch eine Feststellbremse vonnöten erscheint. Mit dem Erfindungsgegen¬ stand werden das Schwungmoment bzw. das Massenträgheitsmoment der beim Abbremsen sich noch in Bewegung befindlichen Teil (Fahrraupen, Oberwagen oder dgl.) in kürzester Zeit abgebremst, so daß sie sich nicht mehr nach¬ teilig auswirken können. Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei¬ spieles 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 vorgese¬ hen 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 sowie 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 Kreis¬ lauf 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 Aus¬ gangsstellung zurückgeführt, würde über den Schwenkhebel 7 die Verstell¬ pumpe 6 in ihre Null-Lage geschwenkt werden. Da jedoch infolge des in Rotation befindenden Oberwagens 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 Bremselemen¬ te, wie beispielsweise mechanische Bremsen oder dgl., gegeben, würde der Oberwagen nur über die im System vorhandene 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 zusammenwi kt. An dem Wege-Ventil 16 steht über eine weitere Leitung 18 ein unter einem Hilfsdruck stehendes 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 Mo- entendruckregelventil 3 und zur Verstellpumpe 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 anstehende Hydraulikmedium mit dem vorgegebenen Hilfsdruck kann somit nicht weiter in Richtung der Spannzylinder 19,20 gefördert werden. Sobald der Steuerhebel 1 wieder in seine Ausgangsstellung 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 Hydraulikmedium mit dem vorgegebenen Hilfsdruck freimacht, welches nun über die Leitung 23 die Spannzylinder 19 und 20 beaufschlagt. Die Spann¬ zylinder 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 neuerlicher Auslenkung des Steuerhebels 1 wird das Wege-Ventil 16 durch den nunmehr in der Lei¬ tung 15 anstehenden Druck wieder geschlossen und das in der Leitung 23 vorhandene Hydraulikmedium kann in den Behälter 27 abfließen, wodurch gleichzeitig die Spannzyl nder 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 Hydraulik der Baumaschine, insbesondere der Vorsteuerung derselben, entnommen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Bremseinrichtung für einen über einen Antrieb bewegbaren Teil, ins¬ besondere den Drehantrieb des Oberwagens einer Baumaschine, mit mindestens einer mindestens einen Hydromotor (10) mit hydraulischem Medium in geschlossenem Kreislauf versorgenden Verstellpumpe (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (7) der Verstellpumpe (6) beim Abbremsen des Antriebes (10) über daran angreifende Bautei¬ le (21,22) in die Null-Lage der Verstellpumpe (6) zurückschwenkbar und dort festlegbar ist.
2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schwenkhebel (7) mindestens ein mit einem Druckmedium beaufschlag¬ barer Zylinder (19,20) angreift.
3. Bremseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet, durch zwei beidseitig des Schwenkhebels (7) angreifende Zylinder (19,20).
4. Bremseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Zylinder (19,20) hydraulisch betätigbar sind.
5. Bremseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß zum Abbremsen des Antriebes (10) ein unter einem Hilfsdruck stehendes Hydraulikmedium einsetzbar ist.
6. Bremseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß das unter dem Hilfsdruck stehende Hydraulikmedium der Vor¬ steuerung, insbesondere der Baumaschine, entnehmbar ist.
7. Bremseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich¬ net, 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) zusam¬ menwirkt, an welchem das unter dem Hilfsdruck stehende Hydraulikme¬ dium ansteht.
8. Bremseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Wege-Ventil (16) für das unter dem Hilfsdruck stehende Hydraulikmedium dadurch freigeschaltet wird, daß der Steuerhebel (1) in seine Ausgangsstellung geführt wird.
9. Bremseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeich¬ net, daß das an den Spannzylindern (19,20) anstehende Hydraulikmedi¬ um beim Auslenken des Steuerhebels (1) in einen Behälter (27) ab¬ fließt und das Wege-Ventil (16) verschließbar ist.
EP93921902A 1992-09-22 1993-10-01 Bremseinrichtung für einen über einen antrieb bewegbaren teil Withdrawn EP0682612A1 (de)

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