DE10115260C2 - Baumaschine zur Erzeugung von Schwingungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Baumaschine zur Erzeugung von Schwingungen, insbesondere einen Rüttler, mit mindestens einem Hydraulikantrieb, welcher zusammen mit einer Hydrau­ likpumpe in einem Hydraulikkreislauf angeordnet ist, und mindestens einem Getriebe, in welchem zur Schmierung und/ oder Kühlung ein Fluid vorgesehen ist, welches in einem Schmierkreislauf zirkuliert.

Derartige Baumaschinen werden seit langem im Tiefbau einge­ setzt. Derartige Maschinen weisen üblicherweise einen Hy­ draulikmotor auf, da ein solcher Hydraulikantrieb sowohl robust ist, als auch die notwendigen hohen Drehmomentlei­ stungen aufbringen kann. Bei einem Rüttler wird vom Hydrau­ likmotor ein Getriebe mit Exzenterwellen angetrieben. Die Exzenterwellen des Getriebes dienen zur Erzeugung einer ge­ zielten Schwingung, welche beispielsweise zum Einbringen von Rammgut eingesetzt wird.

Zum gattungsgemäßen Stand der Technik wird beispielhaft auf die DE 694 25 111 T2 hingewiesen, die einen Schwingungsme­ chanismus zur Erzeugung von Schwingungen mit einstellbarer Amplitude beschreibt. Der Schwingungsmechanismus umfasst ein exzentrisches Gewicht, welches über ein Getriebe und einen Hydraulikantrieb in Rotation versetzt wird.

Um eine ausreichende Schmierung der Lager sowie der mitein­ ander kämmenden Verzahnungselemente zu gewährleisten, weist ein solches Getriebe einen Schmierölkreislauf auf. Durch diesen wird eine bedarfsgerechte Zuführung von Schmieröl weitgehend unabhängig von der jeweiligen Betriebslage der Maschine sichergestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Maschine weiterzubilden, so dass diese bei glei­ cher oder sogar verbesserter Funktionsfähigkeit besonders einfach und robust aufgebaut ist.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Baumaschine zur Erzeugung von Schwingungen, insbesondere einen Rüttler, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausge­ staltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Es ist vorgesehen, dass der Hydraulikkreislauf mit dem Schmierkreislauf verbunden ist und dass das Fluid gleich­ zeitig als Hydraulikfluid ausgebildet ist. Mit dieser er­ findungsgemäßen Ausgestaltung vereinfacht sich der Aufbau einer Baumaschine, insbesondere eines Rüttlers erheblich. Statt zwei separater Fluidkreisläufe mit den entsprechenden Einrichtungen, beispielsweise zum Pumpen, Kühlen, Filtern, Überwachen, sowie Ausgleichsbehälter, etc., ist erfindungs­ gemäß lediglich ein einziger kombinierter Fluidkreislauf vorgesehen, welcher sowohl für die Hydraulikantriebe als auch die Schmierung zuständig ist. Hierdurch werden einer­ seits die Anzahl der Komponenten der Maschine und anderer­ seits der Aufwand zur Montage und Wartung erheblich vermin­ dert. Auch der Betrieb der Maschine wird vereinfacht, da nunmehr lediglich ein einziges Fluid vorgesehen und bereit­ gestellt werden muss. Als Fluid kann insbesondere ein Öl eingesetzt werden, welches sowohl die notwendigen Eigen­ schaften eines Hydraulikfluides hinsichtlich Kompressibi­ lität als auch die Eigenschaften eines Schmieröles, insbe­ sondere hinsichtlich Schmierung und Kühlung erfüllt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hydraulikkreislauf und der Schmier­ kreislauf über einen Verteilerblock miteinander leitungs­ verbunden sind. Ein derartiger Verteilerblock stellt eine robuste Verbindungsstelle für die beiden Kreisläufe dar und ermöglicht es, dass grundsätzlich auch bestehende Maschinen nachgerüstet werden können.

Diese Anordnung ist nach der Erfindung in bevorzugter Weise dadurch weitergebildet, dass von der Hydraulikpumpe eine gemeinsame Zuführleitung zu dem Verteilerblock führt, wo­ bei die Hydraulikpumpe sowohl den Hydraulikkreislauf als auch den Schmierkreislauf mit dem Hydraulikfluid versorgt. Es ist somit lediglich eine einzige Zuführleitung von der Hydraulikpumpe zu der zentralen Verteilerstelle, dem Ver­ teilerblock, vorzusehen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es be­ vorzugt, dass im Schmierkreislauf zwischen dem Verteiler­ block und dem Getriebe ein Stromregelventil und/oder ein Druckschalter angeordnet sind. Mit dem Stromregelventil kann eine gewünschte Fluidmenge dem Getriebe zugeleitet werden. Gleichzeitig dient das Stromregelventil als eine Drossel, mit welcher der relativ hohe Druck in dem Hydrau­ likkreislauf, welcher bis zu mehreren 100 bar betragen kann, auf einen notwendigen, geringeren Druckwert des Schmierkreislaufes vermindert wird. Der Druck in dem Schmierkreislauf kann dabei um das Zehnfache geringer sein als der Druck in dem Hydraulikkreislauf oder sogar nur wenige bar betragen. Der Druckschalter dient zur Überwa­ chung des Druckes, wobei durch die Kombination der beiden Kreisläufe insgesamt der Aufwand zur Kontrolle und Steu­ erung der Fluidkreisläufe insgesamt reduziert wird.

In bevorzugter Weise ist die Erfindung weiter dadurch fort­ gebildet, dass das Getriebe eine Bodenwanne zur Aufnahme des Hydraulikfluids aufweist und dass eine Schmierpumpe vorgesehen ist, durch welche das Hydraulikfluid aus der Bo­ denwanne abpumpbar ist. Die Erfindung ist somit auch für herkömmliche, entlüftete Getriebe einsetzbar. Die zusätzli­ che Schmierpumpe muss dabei lediglich die relativ geringe Leistung für die Rückförderung des Fluides aus dem Getriebe zurück zum Fluidreservoir aufbringen.

Weiter ist es bevorzugt, dass zur Rückführung des Hydrau­ likfluides von dem mindestens einen Hydraulikantrieb und/­ oder von der Schmierpumpe diese mit einem Rücklaufbehälter leitungsverbunden sind, aus welcher das Hydraulikfluid über die Hydraulikpumpe abführbar ist. Es ist dabei nur ein ein­ ziger Rücklaufbehälter oder ein Ausgleichsbehälter für die beiden Kreisläufe vorzusehen. Dies bringt ebenfalls eine weitere Vereinfachung des Aufbaus mit sich.

Eine zusätzliche Vereinfachung des Gesamtaufbaus wird er­ findungsgemäß dadurch erreicht, dass zwischen dem Auffang­ behälter und der Hydraulikpumpe ein Kühler und/oder ein Filter angeordnet sind.

Ein besonders sicherer Betrieb der erfindungsgemäßen Vor­ richtung ist dadurch gegeben, dass im Schmierkreislauf zwi­ schen dem Verteilerblock und dem Getriebe ein Spülventil vorgesehen ist, welches einen Zufluss von Hydraulikfluid in das Getriebe bei stillstehendem Hydraulikantrieb verhin­ dert. Das Spülventil kann dabei mit dem Verteilerblock und/­ oder dem mindestens einen Hydraulikantrieb rückgekoppelt sein, so dass nur bei Betrieb des Hydraulikantriebes Fluid in das Getriebe gelangen kann. Bei stillstehendem Hydraulikan­ trieb bzw. bei einer entsprechenden Druckverminderung der Fluidzuführung zu dem Hydraulikantrieb wird das Spülventil geschlossen, so dass von dem Verteilerblock kein Fluid in das Getriebe mehr gelangen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter erläutert, welches stark sche­ matisiert in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze zu einem erfindungs­ gemäß ausgestalteten Rüttler und

Fig. 2 ein Hydraulikplan zu der Ausführungsform von Fig. 1.

Eine erfindungsgemäße Baumaschine wird anhand eines Rütt­ lers 10 beschrieben, dessen wesentliche Komponenten in Fig. 1 dargestellt sind. An einem Mast 2 einer nicht weiter dar­ gestellten Lafette ist ein Verschiebeschlitten 3 geführt, an welchem ein Gehäuse des Getriebes 22 des Rüttlers 10 be­ festigt ist. Am unteren Ende des Gehäuses des Getriebes 22 ist eine Halterung 4 angebracht, welche insbesondere zum Aufnehmen und Einbringen von Rammgut dient. Ein derartiger Rüttler ist grundsätzlich bekannt.

Das Getriebe 22 umfasst zur Erzeugung von Schwingungen Exzenter 5, welche schematisch in Fig. 2 angedeutet sind. Die Exzenter 5 sind über Wellen und miteinander kämmende Verzahnungselemente in Verbindung und über zwei Hydrau­ likmotoren 12a, 12b drehend angetrieben. Die Unwuchten an den Exzentern 5 erzeugen bei einer rotierenden Bewegung gewünschte Vibrationen, welche zum Einbringen von Ramm­ gut eingesetzt werden können. Die Hydraulikmotoren 12a, 12b sind an der Außenseite des Gehäuses des Getriebes 22 angeflanscht. Unterhalb der Hydraulikmotoren 12a, 12b ist weiter eine Schmierpumpe 23 angebracht, deren Funktion nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 be­ schrieben wird.

Über eine nur schematisch dargestellte Hydraulikpumpe 14 wird ein Fluid, welches nach der Erfindung sowohl als Hy­ draulikfluid als auch als Schmieröl dient, über eine ge­ meinsame Zuführleitung 32 zu einem Verteilerblock 30 ge­ führt, welcher eine Leitungsverbindung zwischen einem Hy­ draulikkreislauf 15 und einem Schmierkreislauf 25 dar­ stellt.

Von dem Verteilerblock 30 werden die beiden Hydraulikan­ triebe 12a, 12b über Hydraulikzuleitungen 17a, 17b mit dem Fluid versorgt. Die Rückführung des Fluides erfolgt über Rückführleitungen 19a, 19b zu dem Verteilerblock 30, aus welchem das Fluid über eine erste Rücklaufleitung 34 er­ folgt. Die Drehmomente der Hydraulikmotoren 12a, 12b wer­ den bestimmungsgemäß mittels entsprechender Antriebswellen auf die Wellen des Getriebes 22 übertragen.

Zur Schmierung und Kühlung des Getriebes 22 wird in dem Schmierkreislauf 25 dasselbe Fluid wie in dem Hydraulik­ kreislauf 15 verwendet. Hierzu wird das Fluid aus dem Ver­ teilerblock 30 über die beiden alternativen Zuleitungen 27a zu einem Spülventil 28 geleitet. Das Spülventil 28 ist so ausgebildet und geschaltet, dass dieses nur dann geöffnet ist, wenn zumindest einer der beiden Hydraulikmotoren 12a, 12b in Betrieb ist. Sollte auf keiner der beiden Leitungen 27a ein Druck anliegen und damit kein Hydraulikmotor 12a, 12b in Betrieb sein, so schließt das Spülventil 28 und ver­ hindert damit die Einleitung von Fluid in das Getriebe 22.

Umgekehrt stellt das Spülventil 28 sicher, dass bei Betrieb zumindest einer der beiden Hydraulikmotoren 12a, 12b Fluid zur Schmierung und Kühlung in das Getriebe 22 geleitet wird. Die Weiterleitung des Fluides von dem Spülventil 28 erfolgt über die Schmierleitungen 27b und 27c, zwischen de­ nen ein Stromregelventil 24 zwischengeschaltet ist. Das Stromregelventil 24 hat im Wesentlichen die Funktion einer einstellbaren Drossel, mit welcher sowohl die Menge der Fluidzuleitung als auch der Fluiddruck gesteuert werden kann. Beispielsweise können über das Stromregelventil etwa 20 bis 25 Liter Fluid pro Minute in das Getriebe 22 an die gewünschten Lager und Kühlungsstellen eingespritzt werden. Der Fluiddruck wird dabei von einigen 100 bar auf wenige bar reduziert. Im Verlauf der Schmierleitung 27c ist weiter ein Druckschalter 26 angeordnet, welcher zur Messung und Überwachung des Leitungsdruckes dient.

Das Fluid wird zur Schmierung und Kühlung an die gewün­ schten Stellen in dem Getriebe 22 eingeleitet, wobei sich das Fluid entsprechend der Schwerkraft in einer nicht näher dargestellten Bodenwanne sammelt. Aus dieser wird es mit­ tels einer Schmierleitung 27d über eine Schmierpumpe 23 ab­ gepumpt, welche unmittelbar durch das Getriebe 22 über eine entsprechende Antriebswelle angetrieben wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Schmierpumpe 23 nur dann betrieben wird, wenn auch das Getriebe 22 in Betrieb ge­ setzt ist. Die Schmierpumpe 23 stellt den ausreichenden Pumpdruck zur Verfügung, um das Fluid über eine zweite Rücklaufleitung 36 rückzuführen.

Sowohl die erste Rücklaufleitung 34 als auch die zweite Rücklaufleitung 36 führen zu nicht weiter dargestellten Aufbereitungseinrichtungen, welche insbesondere die Kühlung, das Filtern etc. betrifft. Üblicherweise ist auch ein Rücklauf- oder Ausgleichsbehälter als Fluidverservoir vorgesehen, aus welcher dann die Hydraulikpumpe 14 das Fluid erneut in den kombinierten Fluidkreislauf einspeist.

Durch die erfindungsgemäße Kombination des Schmierkreis­ laufes mit dem Hydraulikkreislauf wird der Aufwand für doppelte Elemente wie Schlauchleitungen, Rohre, Filter und Kühler eingespart. Außerdem sind keine separaten Überwa­ chungen der beiden Kreisläufe durch Druckaufnehmer, Tempe­ raturfühler und Volumenstromaufnehmer sowie deren entspre­ chende Anzeige an einem Bedienerpult notwendig.

Claims (8)

1. Baumaschine zur Erzeugung von Schwingungen, ins­ besondere Rüttler, mit
mindestens einem Hydraulikantrieb (12), welcher zusammen mit einer Hydraulikpumpe (14) in einem Hydraulikkreislauf (15) angeordnet ist, und
mindestens einem Getriebe (22), in welchem zur Schmierung und/oder Kühlung ein Fluid vorgesehen ist, welches in einem Schmierkreislauf (25) zir­ kuliert,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Hydraulikfluid auch die Eigenschaften eines Schmieröls aufweist, und
dass der Hydraulikkreislauf (15) mit dem Schmier­ kreislauf (25) verbunden ist.

2. Baumaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikkreislauf (15) und der Schmierkreis­ lauf (25) über einen Verteilerblock (30) miteinander leitungsverbunden sind.

3. Baumaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Hydraulikpumpe (14) eine gemeinsame Zuführleitung (32) zu dem Verteilerblock (30) führt, wobei die Hydraulikpumpe (14) sowohl den Hydraulik­ kreislauf (15) als auch den Schmierkreislauf (25) mit dem Hydraulikfluid versorgt.

4. Baumaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Schmierkreislauf (25) zwischen dem Verteiler­ block (30) und dem Getriebe (22) ein Stromregelventil (24) und/oder ein Druckschalter (26) angeordnet sind.

5. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass das Getriebe (22) eine Bodenwanne zur Aufnahme des Hydraulikfluids aufweist und
dass eine Schmierpumpe (23) vorgesehen ist, durch welche das Hydraulikfluid aus der Bodenwanne abpumpbar ist.

6. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückführung des Hydraulikfluides von dem min­ destens einen Hydraulikantrieb (12) und/oder von der Schmierpumpe (23) diese mit einem Rücklaufbehälter leitungsverbunden sind, aus welchen das Hydraulikfluid über die Hydraulikpumpe (14) abführbar ist.

7. Baumaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rücklaufbehälter und der Hydraulik­ pumpe (14) ein Kühler und/oder Filter angeordnet sind.

8. Baumaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Schmierkreislauf (25) zwischen dem Verteiler­ block (30) und dem Getriebe (22) ein Spülventil (28) vorgesehen ist, welches einen Zufluss von Hydraulik­ fluid in das Getriebe (22) bei stillstehendem Hydrau­ likantrieb (12) verhindert.