DE102012020821B4 - Notantrieb für ein Baugerät und Verfahren zum Betrieb des Notantriebs - Google Patents

Notantrieb für ein Baugerät und Verfahren zum Betrieb des Notantriebs Download PDF

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Abstract

Notantrieb (1), welcher an ein Baugerät anschließbar ist, umfassend einen Hydraulikmotor (11), der über eine erste mechanische Welle (9) und einen dafür vorgesehenen Anschluss (8) mit einem Pumpenverteilergetriebe (5) eines Antriebs (2) des Baugerätes verbindbar ist, wobei ein Antriebsmotor (52) vorgesehen ist, der über den Notantrieb (1) mit dem Antrieb (2) verbindbar ist, und wobei der Hydraulikmotor (11) mit einer externen Druckversorgung (50), welche den Antriebsmotor (52) sowie eine Hydraulikpumpe (53) aufweist, zum Antreiben des Hydraulikmotors (11) koppelbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Notantrieb für ein Baugerät und ein Verfahren zum Betrieb des Notantriebs.
  • Baugeräte wie Bagger oder Kräne weisen in einer typischen Ausführungsform eine Unterteilung in Unterwagen und Oberwagen auf. Hierbei dient der Unterwagen in der Regel zum Verfahren des Baugeräts mittels eines Radantriebs oder eines Kettenantriebs. Der Oberwagen besteht häufig aus einem Fahrerhaus und dem Arbeitswerkzeug wie z. B. einem Kranausleger oder einem Baggerarm.
  • Es sind dabei Ausführungen bekannt, bei denen Unterwagen und Oberwagen über je einen Motor verfügen. Andere Ausführungen verfügen dagegen über einen einzigen im Unterwagen oder Oberwagen befindlichen Motor, der für den Fahrantrieb und den Arbeitsbetrieb des Baugeräts genutzt wird.
  • Weitere Ausführungen wie die EP 2 551 234 A1 sind aus dem Stand der Technik bekannt. Darin wird eine Antriebsvorrichtung für einen Kran offenbart, wobei der Kran einen Unterwagen und einen Oberwagen aufweist, mit wenigstens einem im Unterwagen angeordneten Unterwagenmotor, der ein Verbrennungsmotor ist, und mit wenigstens einem Oberwagenantrieb versehen ist, wobei der Oberwagenantrieb mittels eines vom Unterwagenmotor antreibbaren Drehmoment- und/oder Kraftübertragungsmittel antreibbar ist.
  • Ferner offenbart die EP 0 253 975 B1 hierzu eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug, der ein abgestimmtes Notfahraggregat zugeordnet ist, das aus einem durch eine Brennkraftmaschine gebildeten Hilfsmotor und einem von diesem antreibbaren, verstellbaren Hydrowandler besteht. Das besagte Notfahraggregat ist über den reinen Notfahrbetrieb hinaus dazu ausgebildet, zumsammen mit dem Antriebsmotor den Spitzenleistungsbedarf des Fahrzeugs zu decken. Beispielsweise ist es möglich, daß im Fall einer zum Antrieb des Fahrzeugs benötigten Spitzenleistung der dann über die Leistung des Antriebsmotor hinaus erforderliche Leistungsmehrbedarf vom dann zuschaltbaren Notfahragregat bereitstellbartellbar ist.
  • Die US 3 344 879 A beschreibt die Bereitstellung einer Radantriebsvorrichtung, die beispielsweise für den Radantrieb von Fahrzeugen vorgesehen ist. Durch die an jedem Fahrzeugrad eingesetzten Antriebsmittel, entsteht ein Antriebsmechanismus zur Erzeugung von Drehzahl und Drehmoment, die kontrollierbar und variabel sind.
  • Aus der DE 10 2010 055 718 A1 ist ein hydraulischer Antrieb mit einem Hydromotor bekannt, dessen Zulauf mit einer Druckmittelquelle, beispielsweise einer Pumpe verbunden ist und in dessen Rücklauf ein Bremsventil angeordnet ist, das von einem über eine Steuerleitung abgegriffenen Steuerdruck in Richtung einer Öffnungsstellung beaufschlagt ist. Dadurch wird ein hydraulischer Antrieb geschaffen, bei dem die Energieverluste beim Abbremsen einer ziehenden Last verringert werden.
  • Im Falle eines Ausfalls eines Antriebsmotors des Baugeräts besteht ein wesentlicher Sicherheitsaspekt darin, dass das Baugerät in einen sicheren Zustand gebracht werden kann. Hierzu kann es zum Beispiel notwendig sein, dass eine Last abgelegt oder ein Teleskopausleger eingefahren oder abgewippt werden muss.
  • Bei einem Baugerät mit zwei Motoren kann nun eine Verbindung zwischen den beiden Motoren bestehen, über die ein Unterwagenmotor mit einem Oberwagenmotor füreinander als Notantriebe zur Verfügung stehen.
  • Bei einem Baugerät, in dem diese Möglichkeit nicht besteht, ergibt sich das Problem, dass im Falle eines Ausfalls des Antriebsmotors das Baugerät nicht in einen sicheren Zustand gebracht werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung soll es deshalb sein, ein Baugerät bei Ausfall des Antriebsmotors in einen sicheren Zustand bringen zu können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Notantrieb für ein Baugerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass ein Notantrieb, welcher an ein Baugerät anschließbar ist, einen Hydraulikmotor umfasst, wobei der Hydraulikmotor über eine erste mechanische Welle und einen dafür vorgesehenen Anschluss mit einem Pumpenverteilergetriebe eines Antriebs des Baugeräts verbindbar ist. Es wäre hierbei prinzipiell auch denkbar, den Notantrieb nicht mit einem Hydraulikmotor sondern zum Beispiel mit einem Elektromotor auszuführen. Dies hängt unter anderem davon ab, welche Energiequellen in dem Einsatzbereich der Erfindung am wahrscheinlichsten vorzufinden sind und auf welche Art diese am besten zum Antreiben des Notantriebs genutzt werden können. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dies ein hydraulischer Hilfsantrieb, der einen Hydraulikmotor des Notantriebs antreibt. Entscheidend für die Ausführung der Erfindung ist lediglich, dass nach Anschluss des Notantriebs an ein defektes Baugerät die hydraulischen Antriebe des Baugerätes vom Notantrieb bewegt werden können.
  • Ein Vorteil der Anbindung des Notantriebs an das Pumpenverteilergetriebe über die erste mechanische Welle besteht darin, dass es zu keiner Vermischung von Ölkreisläufen des Baugeräts und des Notantriebs kommt, wie dies bei einer hydraulischen Anbindung von Notantrieb und Pumpen bzw. Aktoren der Fall wäre. Eine solche Vermischung kann einen teuren und umweltschädlichen Ölwechsel notwendig machen oder sogar zum Überlaufen eines Öltanks führen. Außerdem bedeutet eine mechanische Anbindung des Notantriebs an das Pumpenverteilergetriebe im Vergleich zu einer Lösung, bei der die Hydraulik direkt in den Versorgungskreis des jeweiligen hydraulischen Aktors eingebracht wird, dass weitaus weniger Bauteile benötigt werden.
  • Zum erfindungsgemäßen Betrieb des Notantriebs ist es vorteilhaft, wenn der reguläre Antriebsmotor des Antriebs über eine zweite mechanische Welle und über eine Kupplung mit dem Pumpenverteilergetriebe verbindbar ist. Weist der Antriebsmotor oder der Antriebsstrang einen Defekt auf, so kann es passieren, dass die Hydraulikpumpen, die mechanisch mit dem Antriebsmotor verbunden sind, von dem defekten Antriebsmotor blockiert werden. In Folge dessen kann zum Beispiel bei einer als Kran ausgeführten Baumaschine der Kranausleger nicht mehr bewegt werden. Es ist daher vorteilhaft, mittels der Kupplung eine Möglichkeit bereitzustellen, den blockierten Antriebsmotor von den Pumpen mechanisch trennen zu können. In der Folge kann dann unter Zuhilfenahme des Notantriebs eine derart entkuppelte Pumpe trotz blockiertem Antriebsmotor bewegt werden.
  • Erfindungsgemäß ist der Hydraulikmotor des Notantriebs mit einer Druckversorgung zum Antreiben des Hydraulikmotors koppelbar. Hierbei ist es denkbar, die Druckversorgung als einen internen oder externen hydraulischen Hilfsantrieb oder Druckspeicher auszuführen. Erfindungsgemäß bevorzugt wird jedoch, dass die Druckversorgung einen hydraulischen Hilfsantrieb umfasst. Hierbei wird dem Notantrieb über die wenigstens zwei Koppelstellen ein Druckmedium bereitgestellt. Ist in einer anderen Ausführungsform der Notantrieb nicht mit einem Hydraulikmotor sondern mit einem Elektromotor ausgeführt, so ist zum Antreiben des Elektromotors keine Druckversorgung sondern eine elektrische Energieversorgung über einen Akkumulator oder einen Generator denkbar.
  • Beim erfindungsgemäßen Notantrieb kann der hydraulische Hilfsantrieb ein hydraulischer Antrieb eines anderen Baugeräts sein. Der Vorteil besteht hierbei darin, dass beim Einsatz von Baugeräten häufig eine Mehrzahl von Baugeräten im gleichen Bereich oder auf der gleichen Baustelle Verwendung findet. Ist es nun notwendig ein defektes Baugerät mit Hilfe des Notantriebs in einen sicheren Zustand zu bringen, so ist ein weiteres Baugerät mit vergleichbaren Leistungsparametern gegebenenfalls bereits vor Ort und kann umstandslos als Hilfsantrieb genutzt werden. Besonders bevorzugt dabei ist, dass das andere Baugerät ein Kran ist.
  • Von Vorteil ist es, wenn der Notantrieb wenigstens zwei Kopplungsmittel, wenigstens zwei Verbindungsleitungen, wenigstens zwei Koppelstellen, wenigstens ein Druckbegrenzungsventil, wenigstens ein Stromregelventil und/oder wenigstens ein Bremsventil umfasst. Wie im Vorliegenden beschrieben wird, kann der Hydraulikmotor des Notantriebs mit einem Druckmedium versorgt werden. In dem Fall, in dem statt eines Hydraulikmotors zum Antreiben des Notantriebs ein Elektromotor verwendet wird, können die Kopplungsmittel, Koppelstellen und Verbindungsleitungen entsprechend als Stromanschlüsse und -leitungen ausgebildet sein.
  • In der erfindungsgemäßen Ausbildung als Hydraulikmotor entlastet das Druckbegrenzungsventil die Vorrichtung im Falle eines übermäßigen Überdrucks, der ohne entsprechende Druckbegrenzungsmittel Schäden an der Vorrichtung verursachen könnte. Schäden, die bei Überschreiten einer maximalen Drehzahl des Hydraulikmotors entstehen können, werden durch den Einsatz der Drossel vermieden. Diese begrenzt erfindungsgemäß den maximalen Volumenstrom und damit die Drehzahl des Hydraulikmotors. Die Elemente Druckbegrenzungsventil und Drossel können dem Hydraulkmotor vor- oder nachgeschaltet sein und begrenzen die maximal durch den Notantrieb erbringbare Leistung.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Notantriebs mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Danach ist vorgesehen, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • - Anschließen des Hydraulikmotors an das Pumpenverteilergetriebe mittels der ersten mechanischen Welle und
    • - Entkuppeln des regulären Antriebsmotors/-strangs des Antriebs des Baugeräts von dem Pumpenverteilergetriebe mittels der Kupplung.
  • Zum Betrieb des Notantriebs ist es weiterhin denkbar, den Hydraulikmotor an die externe Druckversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 anzuschließen.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt:
    • 1: eine schematische Darstellung eines Baugeräteantriebs mit Notantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt den Notantrieb 1 in Verbindung mit dem Antrieb 2 eines Baugeräts und dem hydraulischen Hilfsantrieb 50. Der Notantrieb 1 umfasst dabei den Hydraulikmotor 11, der über die erste mechanische Welle 9 und den entsprechenden Anschluss 8 mit dem Pumpenverteilergetriebe 5 des Antriebs 2 des Baugeräts verbunden ist. Zur Leistungsbegrenzung des Notantriebs 1 sind weiterhin die Drossel 57 zur Begrenzung des Volumenstroms und das Bremsventil 58 im Hydraulikkreis des Notantriebs 1 vorgesehen. Das Druckbegrenzungsventil 56 sorgt dafür, dass keine übermäßigen Druckverhältnisse auf das Hydrauliksystem einwirken.
  • Der Notantrieb 1 weist ferner Kopplungsmittel 10 und Verbindungsleitungen 51 auf, wobei Koppelstellen 54 zum hydraulischen Hilfsantrieb 50 eine Verbindungsart aufweisen, die möglichst häufig an größeren Baugeräten vorzufinden ist.
  • Der Antrieb 2 des Baugeräts umfasst in der gezeigten Ausführungsform drei Pumpen 6, die mit baugerättypischen Verbrauchern in Verbindung stehen. Im Falle eines Kranes, können die Pumpen 6 dabei zum Beispiel zum Neigen des Kranauslegers ausgelegt sein. Der Antriebsmotor 3 ist über die zweite mechanische Welle 4 und die Kupplung 7 mit dem Pumpenverteilergetriebe 5 verbunden, über welches die Leistung des Antriebsmotors 3 an die Pumpen 6 verteilt wird. Das Pumpenverteilergetriebe 5 weist ferner den Anschluss 8 zum Anschließen der ersten mechanischen Welle 9 auf, die das Pumpenverteilergetriebe 5 mit dem Hydraulikmotor 11 verbindet.
  • Vom hydraulischen Hilfsantrieb 50 wird nun ein Druckmedium über die entsprechenden Leitungen an den Hydraulikmotor 11 geleitet. Dazu wird eine Hydraulikpumpe 53 vom Antriebsmotor 52 des Hilfsantriebs 50 angetrieben, welche das benötigte Druckmedium mit Druck beaufschlagt. Auch im hydraulischen Hilfsantrieb 50 kann ein Druckbegrenzungsventil 55 zur Gewährleistung eines sicheren Arbeitsdrucks vorgesehen sein.

Claims (8)

  1. Notantrieb (1), welcher an ein Baugerät anschließbar ist, umfassend einen Hydraulikmotor (11), der über eine erste mechanische Welle (9) und einen dafür vorgesehenen Anschluss (8) mit einem Pumpenverteilergetriebe (5) eines Antriebs (2) des Baugerätes verbindbar ist, wobei ein Antriebsmotor (52) vorgesehen ist, der über den Notantrieb (1) mit dem Antrieb (2) verbindbar ist, und wobei der Hydraulikmotor (11) mit einer externen Druckversorgung (50), welche den Antriebsmotor (52) sowie eine Hydraulikpumpe (53) aufweist, zum Antreiben des Hydraulikmotors (11) koppelbar ist.
  2. Notantrieb (1) nach Anspruch 1, wobei ein Antriebsmotor (3) des Antriebs (2) des Baugerätes über eine zweite mechanische Welle (4) und über eine Kupplung (7) mit dem Pumpenverteilergetriebe (5) verbindbar ist.
  3. Notantrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgung (50) einen hydraulischen Hilfsantrieb (50) umfasst.
  4. Notantrieb (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Hilfsantrieb (50) ein hydraulischer Antrieb (50) eines anderen Baugeräts ist.
  5. Notantrieb (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Baugerät ein Kran ist.
  6. Notantrieb (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend wenigstens zwei Kopplungsmittel (54), wenigstens zwei Verbindungsleitungen (51), wenigstens zwei Koppelstellen (54), wenigstens ein Druckbegrenzungsventil (56), wenigstens eine Drossel (57) und wenigstens ein Bremsventil (58).
  7. Verfahren zum Betrieb eines Notantriebs (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, umfassend die Schritte: Anschließen des Hydraulikmotors (11) an das Pumpenverteilergetriebe (5) mittels der ersten mechanischen Welle (9) und Entkuppeln des regulären Antriebsmotors/-strangs (3) des Antriebs (2) des Baugerätes von dem Pumpenverteilergetriebe (5) mittels der Kupplung (7).
  8. Verfahren zum Betrieb eines Notantriebs (1) nach Anspruch 7, weiterhin umfassend den Schritt: Anschließen des Hydraulikmotors (11) an die externe Druckversorgung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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