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Die Erfindung betrifft eine Baumaschine mit einer Arbeitseinrichtung zur Bodenuntergrundbearbeitung und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Baumaschine.
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Baumaschinen zur Bodenbearbeitung umfassen häufig eine Arbeitseinrichtung, mit der die Bodenuntergrundbearbeitung durchgeführt wird. Diese Arbeitseinrichtung greift im Arbeitsbetrieb häufig in den Bodenuntergrund ein und führt die vorgesehenen Arbeitsprozesse entsprechend durch. Eine solche gattungsgemäße Baumaschine zur Bodenuntergrundbearbeitung ist insbesondere eine Bodenfräsmaschine, wie insbesondere eine Straßenfräse, ein Recycler/Stabilisierer oder ein Surface-Miner.
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Eine gattungsgemäße Baumaschine zur Bodenuntergrundbearbeitung umfasst einen von Fahreinrichtungen, beispielsweise Ketten- und/oder Radlaufwerken, getragenen Maschinenrahmen, eine am Maschinenrahmen gelagerte Arbeitseinrichtung zur Bodenuntergrundbearbeitung, die im Arbeitsbetrieb in den Bodenuntergrund eingreift, insbesondere eine Fräswalze, die mit ihrer Rotationsachse in der Horizontalebene und quer zur Arbeitseinrichtung angeordnet ist, und eine Hauptantriebseinrichtung, die die für den Betrieb der Baumaschine erforderliche Antriebsenergie, insbesondere auch für den Rotationsbetrieb der Fräswalze und im Falle einer selbstfahrenden Baumaschine für den Fahrantrieb, zur Verfügung stellt. Derartige Baumaschinen sind beispielsweise in der
DE 10 2011 114 183.2 und
DE 20 2008 012 104 U1 der Anmelderin offenbart, die insbesondere hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise hiermit in Bezug genommen werden.
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Solche Baumaschinen weisen häufig verschiedene Betriebsmodi bzw. Betriebszustände auf, beispielsweise einen sogenannten Arbeitsbetriebsmodus und einen Transportbetriebsmodus. Der Arbeitsbetriebsmodus bezeichnet denjenigen Betriebszustand der Baumaschine, in den sie den Bodenuntergrund bearbeitet, beispielsweise bei in den Bodenuntergrund eintauchender Fräswalze zu Fräs- und/oder Mischprozessen. Der Transportmodus bezeichnet dagegen den Betriebszustand der Baumaschine, wenn diese auf der Baustelle rangiert und beispielsweise auch zu Transportzwecken verladen wird. In solchen Fällen ist eine Bodenuntergrundbearbeitung durch die Arbeitseinrichtung beziehungsweise eine in den Bodenuntergrund eintauchende Arbeitseinrichtung offensichtlich unerwünscht.
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Die Energieversorgung der Baumaschine erfolgt über eine Hauptantriebseinrichtung, die die für den Betrieb der Baumaschine erforderliche Antriebsenergie zur Verfügung stellt. Damit ist neben dem Fahrbetrieb insbesondere auch die für den Betrieb der Arbeitseinrichtung erforderliche Energie bezeichnet. Die Hauptantriebseinrichtung bezeichnet dabei das Antriebsaggregat der Baumaschine, insbesondere umfassend eine Antriebseinheit, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor. Zur Hauptantriebseinrichtung können ferner weitere Elemente gehören, die beispielsweise der Energieverteilung dienen, wie beispielsweise ein an die Antriebseinheit angeschlossenes Pumpenverteilergetriebe. Ist die Hauptantriebseinrichtung defekt, wird die Baumaschine üblicherweise von der Baustelle weg an einen Reparaturort geschleppt. Kritisch sind dabei allerdings solche Situationen, bei denen der Ausfall der Hauptantriebseinrichtung dann auftritt, wenn die Arbeitseinrichtung noch im Eingriff mit dem Bodenuntergrund ist. Ein Abschleppen der Baumaschine ist dann nicht möglich, so dass bisher beispielsweise ein Kran zum Ausheben der Baumaschine aus dem Baustellenbereich erforderlich ist. Dieses Prozedere ist äußerst kosten-, arbeits- und zeitintensiv und damit nachteilig.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Baumaschine zur Bodenuntergrundbearbeitung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Baumaschine zur Bodenuntergrundbearbeitung anzugeben, die sicherstellen, dass die Baumaschine im Falle eines Ausfalls der Hauptantriebseinrichtung bei in den Boden eingreifender Arbeitseinrichtung besser und schneller aus dem Baustellenbereich abtransportiert werden kann.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Baumaschine zur Bodenuntergrundbearbeitung und einem Verfahren zum Betrieb einer Baumaschine zur Bodenuntergrundbearbeitung gemäß einem der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, eine Behelfsantriebseinrichtung an der Baumaschine vorzusehen, die in der Weise ausgebildet ist, dass sie ersatzweise zur Hauptantriebseinrichtung die für eine Verstellung der Baumaschine vom Arbeitsbetriebsmodus in den Transportbetriebsmodus erforderliche Antriebsenergie zur Verfügung stellt. Für den Fall, dass die Hauptantriebseinrichtung ausfällt, kann die Baumaschine somit mit Hilfe der Behelfsantriebseinrichtung zumindest soweit mit Antriebsenergie versorgt werden, dass sie in den Transportbetriebsmodus verstellbar ist und anschließend beispielsweise mit einem Zugfahrzeug aus dem Baustellenbereich abgeschleppt werden kann. Ein Kran zum Ausheben der Baumaschine bei herab gefahrener Arbeitseinrichtung ist somit nicht mehr erforderlich. Von ihrem Leistungsumfang ist die Behelfsantriebseinrichtung dabei wesentlich kleiner als die Hauptantriebseinrichtung dimensioniert und erfüllt allein den Zweck, die Baumaschine insbesondere hinsichtlich ihrer Arbeitseinrichtung vom ”Arbeitsbetriebsmodus” in den ”Transportbetriebsmodus” zu verstellen. Die Baumaschine ist im Transportbetriebsmodus transportierbar und beispielsweise nicht über eine in den Boden eintauchende Arbeitseinrichtung im Boden verankert, wodurch ein erheblich leichterer und schnellerer Abtransport zu Reparaturzwecken möglich ist. Die Behelfsantriebseinrichtung ist dabei insbesondere in der Weise ausgebildet, dass sie einen Bodeneingriff der Arbeitseinrichtung im Arbeitsbetriebsmodus hin zu einer eingrifffreien Position der Arbeitseinrichtung im Transportbetriebsmodus verstellen kann. Die Behelfsantriebseinrichtung erfüllt somit keine Redundanzfunktion zur Hauptantriebseinrichtung, sondern soll alleine die Möglichkeit eröffnen, bei defekter Hauptantriebseinrichtung die Baumaschine in einen transportfähigen, insbesondere mit einem Zugfahrzeug abschleppbaren, Zustand zu verstellen.
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Entsprechend ist die Behelfsantriebseinrichtung vorzugsweise in der Weise ausgebildet, dass sie Antriebsenergie beispielsweise wenigstens für das Anheben der Arbeitseinrichtung in eine Transportstellung, in der sie eingriffsfrei gegenüber dem Bodenuntergrund ist, zur Verfügung stellt. Handelt es sich bei der Baumaschine zur Bodenuntergrundbearbeitung beispielsweise um eine Bodenfräsmaschine, wird die dort vorhandene Fräswalze im Arbeitsbetriebsmodus zum Boden hin abgesenkt und fräst den Bodenuntergrund auf. Mit Hilfe der Behelfsantriebseinrichtung ist es nun erfindungsgemäß vorgesehen, die Fräswalze soweit anheben zu können, dass sie hinsichtlich ihres Schneidkreises oberhalb der Bodenuntergrundfläche ist und somit keinen Kontakt zum Boden mehr aufweist. Das Anheben der Arbeitseinrichtung in eine Transportstellung kann dabei beispielsweise durch ein Hochschwenken der Arbeitseinrichtung gegenüber dem Maschinenrahmen der Baumaschine erfolgen. Insbesondere Bodenfräsmaschinen, beispielweise Straßenfräsen, weisen häufig einen über Hubsäulen an Fahreinrichtungen gelagerten Maschinenrahmen auf. Die Frästiefenregulation erfolgt bei diesem Maschinentyp ergänzend oder alternativ über eine Verstellung der Hubsäulen. Für diesen Fall ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Behelfsantriebseinrichtung Antriebsenergie wenigstens zum Ausfahren der Hubsäulen bis zu einer Ausfahrposition zur Verfügung stellt, in der der Maschinenrahmen soweit angehoben ist, dass die Arbeitseinrichtung eingriffsfrei gegenüber dem Bodenuntergrund ist.
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Grundsätzlich kann die Behelfsantriebseinrichtung somit zur Durchführung sämtlicher Maschinenoperationen vorgesehen sein, die für eine Umschaltung der Baumaschine vom Arbeitsbetriebsmodus in den Transportbetriebsmodus vorgesehen sind. Dies kann beispielsweise auch das Absenken einer Fahrerkabine oder eines Kabinendachs einer Fahrerkabine sein, um die Gesamttransporthöhe der Baumaschine zu reduzieren. Moderne Baumaschinen weisen ferner häufig automatische Bremssysteme auf, die im Fail-Safe-Prinzip eine Aktivierung der Bremseinrichtung bei ausgeschalteter Baumaschine bzw. auch bei defekter Hauptantriebseinrichtung auslösen. Für diese Maschinen ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Behelfsantriebseinrichtung zur Betätigung einer Bremslösevorrichtung ausgebildet ist, um die Bremsposition zu lösen und ein Abschleppen der Baumaschine zu ermöglichen. Die Behelfsantriebseinrichtung kann ferner Antriebsenergie zum Ausführen von Lenkbewegungen bzw. zur Betätigung von Lenkeinrichtungen, wie beispielsweise Lenkzylindern, während des Schleppvorgangs liefern.
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Hinsichtlich der konkreten Ausbildung der Behelfsantriebseinrichtung kann grundsätzlich auf ein breites Spektrum an möglichen Antriebseinrichtungen zurückgegriffen werden. Übergeordnetes Kriterium für die Behelfsantriebseinrichtung ist insbesondere der wesentlich geringere Leistungsumfang im Vergleich zur Hauptantriebseinrichtung und idealerweise eine gleichzeitig möglichst kosteneffiziente Integration der Behelfsantriebseinrichtung in die Baumaschine. Darüber hinaus ist es von vitaler Bedeutung, dass die Behelfsantriebseinrichtung möglichst ausfallsicher ist, um gerade bei ausgefallener Hauptantriebseinrichtung einen zuverlässigen Betrieb der Behelfsantriebseinrichtung zu ermöglichen. Bevorzugt umfasst die Behelfsantriebseinrichtung daher einen Elektromotor. Die Versorgung des Elektromotors kann beispielsweise über eine externe Stromversorgung erfolgen, wobei dann hierzu entsprechende Anschlüsse für eine externe Stromversorgung an der Baumaschine vorgesehen sind. Idealerweise ist der Elektromotor der Behelfsantriebseinrichtung allerdings derart in die Baumaschine integriert, dass der Elektromotor elektrische Energie über eine Bordbatterie der Baumaschine bezieht, die diese beispielsweise zum Betrieb eines als Hauptantriebseinrichtung ausgebildeten Verbrennungsmotors standardmäßig aufweist. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt einerseits darin, dass keine externe Energieversorgung der Baumaschine zum Betrieb der Behelfsantriebseinrichtung erforderlich ist und die Behelfsantriebseinrichtung somit autark betrieben werden kann. Andererseits kann auf die bereits vorhandene Bordbatterie zur Integration der Behelfsantriebseinrichtung zurückgegriffen werden, so dass die für den Einbau der Behelfsantriebseinrichtung erforderlichen Anpassungsmaßnahmen vergleichsweise gering sind.
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Grundsätzlich ist es möglich, dass die Behelfsantriebseinrichtung in der Weise im Antriebsstrang der Baumaschine angeordnet ist, dass sie zum Antrieb einer im Normalbetrieb von der Hauptantriebseinrichtung angetriebenen Einrichtung benutzt wird. So kann die Behelfsantriebseinrichtung beispielsweise wenigstens eine im Normalfall von der Hauptantriebseinrichtung angetriebene Hydraulikpumpe oder gar ein im Regelfall von der Hauptantriebseinrichtung angetriebenes Pumpenverteilergetriebe antreiben. Bevorzugt weist die Behelfsantriebseinrichtung allerdings eine eigene Hydraulikpumpe auf, um die Unabhängigkeit des Behelfsantriebs vom Hauptantrieb noch weiter zu steigern und beispielsweise einen Notbetrieb mit der Behelfsantriebseinrichtung auch bei defektem Pumpenverteilergetriebe zu ermöglichen. Die Hydraulikpumpe kann dabei insbesondere von ihrem Leistungsspektrum wesentlich kleiner ausgebildet sein, so dass beispielsweise der von ihr maximal aufbaubare Hydraulikdruck wesentlich kleiner ist als der einer für den Regelfall zum Antrieb durch die Hauptantriebseinrichtung vorgesehenen Hydraulikpumpe.
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Idealerweise ist die Behelfsantriebseinrichtung in der Weise ausgebildet, dass sie einem im Regelfall durch die Hauptantriebseinrichtung angetriebenem Hydraulikkreislauf zuschaltbar ist. Moderne Baumaschinen weisen häufig mehrere Hydraulikkreisläufe auf, die jeweils von einer Hydraulikpumpe angetrieben werden. Der Regelaufbau sieht hierzu den Antrieb mehrerer Hydraulikpumpen über ein Pumpenverteilergetriebe von der Antriebseinheit, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, vor. Um die Baumaschine vom Arbeitsbetriebsmodus in den Transportbetriebsmodus zu verstellen, werden allerdings häufig nicht alle Hydraulikkreisläufe benötigt. So ist beispielsweise ein Fahrantrieb nicht unbedingt erforderlich, da die Fahrbewegung beispielsweise über ein Zugfahrzeug berührt werden kann. Um jedoch auf ein vollständig separates Hydrauliksystem für die Behelfsantriebseinrichtung verzichten zu können, ist diese bevorzugt einen im Regelfall durch die Hauptantriebseinrichtung angetriebenen Hydraulikkreislauf zuschaltbar. Dies betrifft beispielsweise insbesondere einem Hydraulikkreislauf, der für die Höhenverstellung einer Fräswalze genutzt wird, sei es durch ein Verstellen der Fräswalze gegenüber einem Maschinenrahmen der Baumaschine oder durch ein Verfahren von Hubsäulen an der Baumaschine, die Fahreinrichtungen mit dem Maschinenrahmen verbinden. Die Behelfantriebseinrichtung ist dabei vorzugsweise diesem Hydraulikkreislauf im Bedarfsfall zuschaltbar.
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Idealerweise ist die Behelfsantriebseinrichtung in Förderrichtung hinter einem Pumpenverteilergetriebe dem jeweiligen Hydraulikkreislauf zuschaltbar. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Behelfsantriebseinrichtung und der von ihr angetriebene Hydraulikkreislauf somit keine zusätzlichen durch die im Normalfall genutzten Hydraulikpumpen bestehenden Lasten überwinden muss, wodurch eine besonders effiziente Nutzung der beschränkten, durch die Behelfsantriebseinrichtung zur Verfügung gestellten Antriebsenergie möglich ist.
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Insbesondere für den Fall, dass die Hauptantriebseinrichtung nur teilweise nicht mehr genutzt werden kann, ist es möglich, dass die Hauptantriebseinrichtung parallel zur Behelfsantriebseinrichtung betrieben wird. Diese Betriebssituation ist beispielsweise aus Sicherheitsgründen unerwünscht. Um dieses Problem zu umgehen, ist daher bevorzugt eine Umschalteinrichtung vorhanden, die in der Weise ausgebildet ist, dass sie zwischen der Hauptantriebseinrichtung und der Behelfsantriebseinrichtung umschaltet. Je nach Position der Umschalteinrichtung erfolgt eine Versorgung der Baumaschine mit Antriebsenergie zum Verstellen der Baumaschine vom Arbeitsbetriebsmodus in den Transportbetriebsmodus somit entweder ausschließlich über die Hautantriebseinrichtung oder ausschließlich über die Behelfsantriebseinrichtung. Auf diese Weise wird vermieden, dass beide Antriebseinrichtungen parallel betrieben werden.
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Die Umschalteinrichtung kann beispielsweise eine Schalteinrichtung, insbesondere ein manuell betätigbares Schaltventil, sein, das zwischen einer Hauptantriebshydraulikzufuhrleitung und einer Behelfsantriebshydraulikzufuhrleitung umschaltet. Der Vorteil eines solchen, insbesondere manuell betätigbaren, Schaltventils liegt insbesondere darin, dass es besonders ausfallsicher ist und somit ein zuverlässiges Umschalten auf die Behelfsantriebszufuhrleitung bei einer Inbetriebnahme der Behelfsantriebsseinrichtung gewährleistet ist.
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Moderne Baumaschinen weisen häufig eine komplizierte und umfangreiche Maschinensteuerung auf. Idealerweise ist das erfindungsgemäße Antriebskonzept mit einer Hauptantriebseinrichtung und einer Behelfsantriebseinrichtung auch in diese Maschinensteuerung mit eingebunden. Es ist daher bevorzugt, wenn eine Steuereinheit mit einer Schutzsteuerfunktion vorhanden ist, die in der Weise ausgebildet ist, dass sie einen Betrieb der Behelfsantriebseinrichtung nur bei abgeschalteter Hauptantriebseinrichtung zulässt. Diese Steuereinheit mit Schutzsteuerfunktion kann ergänzend zur Umschalteinrichtung vorgesehen sein, diese aber auch funktional ersetzen. Im letzteren Fall prüft somit die Steuereinheit über ihre Schutzsteuerfunktion, dass die Hauptantriebseinrichtung abgeschaltet ist, bevor die Behelfsantriebseinrichtung in Betrieb genommen wird. Dazu können beispielsweise geeignete Sperrsteuerungen in der Betriebssteuerung der Behelfsantriebseinrichtung von der Steuereinheit angesteuert werden. Diese Schutzsteuerfunktion kann ferner selbstverständlich auch in der Weise ausgebildet sein, dass ein Betrieb der Hauptantriebseinrichtung nur bei abgeschalteter Behelfsantriebseinrichtung möglich ist.
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Wie vorstehend bereits erwähnt, ist die Behelfsantriebseinrichtung von ihrer Leistungskapazität wesentlich kleiner als die Hauptantriebseinrichtung ausgebildet. Es ist daher besonders wichtig, dass die nur sehr begrenzt zur Verfügung stehende Antriebsenergie durch die Behelfsantriebseinrichtung möglichst effizient genutzt wird. Dies setzt insbesondere voraus, dass der Maschinenbediener überhaupt erst darüber informiert ist, dass ein Normalbetrieb der Baumaschine gerade nicht möglich ist beziehungsweise die Energieversorgung der Baumaschine aktuell von der Behelfsantriebseinrichtung erfolgt. Hierzu ist bevorzugt eine Anzeigevorrichtung vorhanden, die einen Betrieb der Baumaschine mit der Behelfsantriebseinrichtung optisch und/oder akustisch anzeigt. Eine solche Anzeigevorrichtung kann beispielsweise im Fahrstand der Baumaschine untergebracht sein und dem Maschinenbediener direkt an seinem Arbeitsplatz über den Maschinenbetrieb via Behelfsantriebseinrichtung informieren.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in einem Verfahren zum Betrieb einer Baumaschine zur Bodenuntergrundbearbeitung, insbesondere einer Baumaschine, wie sie vorstehend beschrieben wurde. Für den Fall eines Ausfalls der Hauptantriebseinrichtung ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zunächst ein Aktivieren einer Behelfsantriebseinrichtung erfolgt, um die Baumaschine anschließend vom Arbeitsbetriebmodus in den Transportbetriebsmodus mit Hilfe von Antriebsenergie zu verstellen, die von der Behelfsantriebseinrichtung zur Verfügung gestellt wird. Wichtig ist dabei zunächst, dass die Baumaschine mit Hilfe der Behelfsantriebseinrichtung somit in einen transportfähigen Maschinenzustand versetzt wird. Erfindungsgemäß ist dazu wenigstens einer der folgenden Schritte vorgesehen, die auch in Unterkombination miteinander erfolgen können. Insbesondere das Ausheben der Arbeitseinrichtung in eine gegenüber dem Bodenuntergrund eingriffsfreie Position ist für einen schnellen Maschinenabtransport mittels eines Zugfahrzeugs erforderlich, um zu verhindern, dass die Arbeitseinrichtung die Baumaschine im Bodenuntergrund verankert. Konkret betrifft dies insbesondere ein Anheben einer Fräswalze einer Bodenfräsmaschine aus einer abgesenkten und in den Bodenuntergrund eingreifenden Fräsposition in eine hochgefahrene Transportposition. Ergänzend oder alternativ ist auch das Ausfahren von Hubsäulen vorgesehen, die die Fahreinrichtungen der Baumaschine mit einem Maschinenrahmen der Baumaschine verbinden. Dies kann einerseits auch dem Hochfahren der Arbeitseinrichtung dienen, wobei beispielsweise auch ein Geradestellen der Baumaschine durch ein Ausfahren von Hubsäulen erreicht werden kann. Weitere optionale Maßnahmen zum Umschalten der Baumaschine vom Arbeitsbetriebsmodus in den Transportbetriebsmodus können beispielsweise das Absenken eines Kabinendachs einer Fahrerkabine und/oder das Anheben einer Rotorhaube sein. Ferner können weitere Maßnahmen durch die Behelfsantriebseinrichtung angetrieben werden, wie beispielsweise das Betätigen einer Bremslösevorrichtung und/oder das Ausführen von Lenkbewegungen, um insgesamt des Transport der Baumaschine durch ein Zugfahrzeug zu erleichtern.
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Idealerweise wird die Behelfsantriebseinrichtung zum Antrieb mit elektrischer Energie einer Bordbatterie der Baumaschine versorgt, um einerseits eine Betriebsautonomie der Baumaschine zu gewährleisten und gleichzeitig den Aufbau und die Energieversorgung der Behelfsantriebseinrichtung möglichst einfach auszubilden.
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Um die für ein Umstellen der Baumaschine vom Arbeitsbetriebsmodus in den Transportbetriebsmodus erforderlichen Maßnahmen mit der Behelfsantriebseinrichtung durchzuführen, treibt die Behelfsantriebseinrichtung bevorzugt eine eigene, separate Hydraulikpumpe an, die im Normalbetrieb der Baumaschine von der Hauptantriebseinrichtung nicht genutzt wird. Diese „Behelfshydraulikpumpe” ist im Hydrauliksystem der Baumaschine zudem idealerweise so angeordnet, dass sie im Normalbetrieb der Baumaschine über die Hauptantriebseinrichtung in den normalen Hydraulikfluidförderstrom nicht eingreift.
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Es ist schließlich auch bevorzugt, wenn zum Aktivieren der Behelfsantriebseinrichtung ein Betätigen einer Umschalteinrichtung erforderlich ist, die insbesondere zwischen einer Hauptantriebshydraulikzufuhrleitung und einer Behelfsantriebshydraulikzufuhrleitung umschaltet. Durch dieses Umschalten ist gewährleistet, dass ein paralleler Betrieb durch die Hauptantriebseinrichtung und die Behelfsantriebseinrichtung nicht erfolgt. Dieses Umschalten kann manuell ausgelöst werden, wobei ergänzend oder alternativ auch ein automatisches Umschalten vom erfindungsgemäßen Verfahren mit umfasst ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei schematisch:
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1 eine Baumaschine zur Bodenuntergrundbearbeitung, konkret eine Bodenfräsmaschine;
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2 eine Prinzipskizze zur Funktionsweise der Behelfsantriebseinrichtung;
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3 ein Hydraulikschaltplan mit Behelfsantriebseinrichtung und Hauptantriebseinrichtung; und
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4 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Betrieb einer Baumaschine zur Bodenuntergrundbearbeitung.
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Gleiche Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 ist eine Seitenansicht auf eine Baumaschine 1 zur Bodenuntergrundbearbeitung. Konkret handelt es sich bei der Baumaschine 1 um einen Stabilisierer beziehungsweise Recycler. Wesentliche Elemente der Baumaschine 1 sind ein Maschinenrahmen 2, Fahreinrichtungen 3, konkret Räder, eine Hauptantriebseinrichtung 4, umfassend insbesondere einen Verbrennungsmotor, eine Arbeitseinrichtung 5, umfassend eine Fräswalze 6 (in 1 ist lediglich der Schneidkreis der Fräswalze 6 angegeben) und eine Fräswalzenhaube 7, und ein Fahrstand 8. Im Arbeitsbetrieb wird die Baumaschine 1 von der Hauptantriebseinrichtung 4 angetrieben und bewegt sich in Arbeitsrichtung a über den Bodenuntergrund U. Dabei taucht die Fräswalze 6 in den Bodenuntergrund U ein und fräst das dort vorhandene Bodenmaterial auf und durchmischt es gegebenenfalls im Inneren der Fräswalzenhaube 7 mit Zuschlagstoffen. Die Fräswalze 6 und die Fräswalzenhaube 7 sind gegenüber dem Maschinenrahmen 2 über eine nicht näher bezeichnete Höhenverstelleinrichtung 9 unabhängig voneinander höhenverstellbar, so dass die Fräswalze 6 zum Transport der Baumaschine 1 beispielsweise wenigstens so weit angehoben werden kann, dass sie kontaktfrei zur Oberfläche des Bodenuntergrundes U ist.
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In 1 ist die Baumaschine 1 im sogenannten Arbeitsbetriebsmodus, d. h. die Fräswalze 6 ist abgesenkt und fräst Bodenmaterial auf. Um die Baumaschine 1 zu transportieren, wird die Fräswalze 6 in Pfeilrichtung c nach oben angehoben. Zu Transportzwecken ist es bei der Baumaschine 1 neben dem Anheben der Fräswalze 6 und der Fräswalzenhaube 7 ferner möglich, den Fahrstand 8 in Pfeilrichtung b abzusenken, um insbesondere die Gesamthöhe der Baumaschine 1 zu verringern. Bei angehobener Fräswalze 6 und Fräswalzenhaube 7 und abgesenkter Fahrerkabine 8 befindet sich die Baumaschine somit im Transportbetriebsmodus.
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Die zur Umstellung der Baumaschine vom Transportbetriebsmodus in den Arbeitsbetriebsmodus und umgekehrt erforderliche Energie, beispielsweise zum Absenken/Anheben des Fahrstandes 8 und zum Anheben/Absenken der Fräswalze 6 und der Fräswalzenhaube 7, wird im Normalfall durch die Hauptantriebseinrichtung 4 zur Verfügung gestellt, die in 1 nicht näher dargestellte Verstelleinrichtungen (beispielsweise die Höhenverstelleinrichtungen 9) antreibt, insbesondere über von der Hauptantriebseinrichtung 4 über entsprechende Hydraulikpumpen angetriebene Hydraulikkreisläufe. Fällt die Hauptantriebseinrichtung 4 im in 1 dargestellten Arbeitsbetriebsmodus der Baumaschine 1 aus, kann die Baumaschine 1 durch die nach wie vor in den Arbeitsuntergrund eingreifende Fräswalze 6 nicht abgeschleppt werden. Um die Baumaschine 1 in dieser Situation aus dem Baustellenbereich entfernen zu können, ist vielmehr ein Anheben der Baumaschine, beispielsweise mit einem geeigneten Kran, erforderlich. Um dies zu verhindern, umfasst die Baumaschine 1 ergänzend zur Hauptantriebseinrichtung ferner eine Behelfsantriebseinrichtung 10, die in nachstehend noch näher beschriebener Weise ersatzweise zur Hauptantriebseinrichtung 4 die erforderliche Antriebsenergie, insbesondere zum Anheben der Fräswalze 6 und der Fräswalzenhaube 7 und zum Absenken des Fahrstandes 8 in eine abgesenkte Position, zur Verfügung stellt, um die Baumaschine 1 auch bei ausgefallener Hauptantriebseinrichtung 4 vom Arbeitsbetriebsmodus in den Transportbetriebsmodus umstellen zu können.
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Im Normalbetrieb ist die Behelfsantriebseinrichtung 10 abgeschaltet und allein die Hauptantriebseinrichtung 4 liefert die für den Betrieb der Baumaschine 1 erforderliche Antriebsenergie, insbesondere im Hinblick auf den Fahrantrieb, den Antrieb der Fräswalze 8 und den Antrieb für eine Verstellung der Baumaschine 1 vom Transportbetriebsmodus in den Arbeitsbetriebsmodus und umgekehrt. Für eine Aktivierung der Behelfsantriebseinrichtung 10 ist eine Umschalteinrichtung 11 vorhanden, mit der von der Hauptantriebseinrichtung 4 auf die Behelfsantriebseinrichtung 10 umgeschaltet werden kann. Weitere Einzelheiten hierzu ergeben sich aus den nachstehenden 2 bis 4.
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2 verdeutlicht den prinzipiellen Ansatz der Erfindung. Die Umschalteinrichtung 11 umfasst neben einem Betätigungsmittel 12 einen ”ODER”-Schalter 13, der vom Betätigungsmittel 12 manuell und/oder automatisch betätigbar ist. Die Umschalteinrichtung 11 steuert, ob die Hauptantriebseinrichtung 4 oder die Behelfsantriebseinrichtung 10 aktivierbar ist. Mit anderen Worten kann die Behelfsantriebseinrichtung 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht aktiviert werden, solange die Umschalteinrichtung 11 eine Aktivierung der Hauptantriebseinrichtung 4 vorsieht und umgekehrt. Die Hauptantriebseinrichtung 4 liefert Antriebsenergie für eine Vielzahl von Maschinenfunktionen der Baumaschine 1. Konkret sind in 2 das Anheben und Absenken der Fräswalze 6 und der Fräswalzenhaube 7 gemäß der Maschinenfunktion 14, das Absenken und Hochfahren des Fahrstandes 8 beziehungsweise der Fahrerkabine 8 am Maschinenrahmen 2 gemäß der Maschinenfunktion 15, der Fahrantrieb gemäß Maschinenfunktion 16 und weitere Maschinenfunktionen gemäß der Funktion 17, wie beispielsweise Lenkfunktionen etc., angegeben. Im Regelfall ist die Umschalteinrichtung 11 somit in einer Stellung, in der die für den Betrieb der Baumaschine 1 erforderliche Antriebsenergie über die Hauptantriebseinrichtung 4 zur Verfügung gestellt wird. Die Behelfsantriebseinrichtung ist dagegen abgeschaltet.
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Ist die Hauptantriebseinrichtung 4 allerdings defekt, kann mit Hilfe der Umschalteinrichtung 11 eine Umschaltung auf die Behelfsantriebseinrichtung 10 erfolgen, die für einen Notbetrieb beziehungsweise für eine Umstellung der Baumaschine 1 in den Transportbetriebsmodus ausreichende Antriebsenergie zur Verfügung stellt. Im Vergleich zur Hauptantriebseinrichtung 4 liefert die Behelfsantriebseinrichtung 10 somit lediglich Energie für ein erheblich eingeschränktes Antriebsspektrum, im vorliegenden Ausführungsbeispiel konkret ausschließlich zum Antrieb der Maschinenfunktionen 14 und 15, um die Baumaschine 1 vom Arbeitsbetriebsmodus in den Transportbetriebsmodus umstellen zu können. Die Behelfsantriebseinrichtung 10 ist somit in der Weise dimensioniert, dass die Fräswalze 6 und die Fräswalzenhaube 7 aus 1 aus dem Bodenuntergrund U ausgehoben und hochgeschwenkt werden können, bis sie kontaktfrei gegenüber dem Bodenuntergrund U sind. Gemäß Funktion 15 ist ferner vorgesehen, dass die Behelfsantriebseinrichtung 10 ein Absenken des Fahrstandes 8 ermöglicht, so dass die Baumaschine 1 anschließend insgesamt in einem transportfähigen Maschinenzustand ist und beispielsweise von einem Zugfahrzeug von der Baustelle abgeschleppt werden kann. Ein Fahrantrieb gemäß Maschinenfunktion 16 und weitere Antriebsfunktionen sind durch die Behelfsantriebseinrichtung 10 nicht durchführbar. Insgesamt stellt die Behelfsantriebseinrichtung 10 somit keinen Ersatz für die Hauptantriebseinrichtung 4 dar. Die Behelfsantriebseinrichtung 10 ist von ihrem Leistungsspektrum und ihren Einsatzmöglichkeiten gegenüber der Hauptantriebseinrichtung 4 erheblich eingeschränkt und soll somit lediglich einen dahingehenden Notbetrieb der Baumaschine 1 ermöglichen, dass diese leichter, wenn auch nicht aus eigener Kraft, von der Baustelle zu einem Reparaturort geschleppt werden kann.
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3 ist ein Auszug eines Antriebssystems 1 der Baumaschine 1 aus 1. Wesentliche Elemente des Antriebssystems 1' sind die Hauptantriebseinrichtung 4 mit einem Verbrennungsmotor 17, einem Pumpenverteilergetriebe 18 und Hydraulikpumpen 19a und 19b. Der Verbrennungsmotor 17 treibt über das Pumpenverteilergetriebe 18 die Hydraulikpumpen 19a und 19b im Normalbetrieb der Baumaschine 1 aus 1 an. Die Hydraulikpumpe 19b liefert dabei den für den Fahrantrieb der Baumaschine 1 erforderlichen Hydraulikdruck, was in 3 nicht näher dargestellt ist. Die Hydraulikpumpe 19a liefert den für die Höhenverstelleinrichtung 9 der Fräswalze 6 erforderlichen Arbeitsdruck und ist beispielsweise auch für den Höhenverstellantrieb der Fräswalzenhaube 7 verantwortlich, was in 3 nicht näher dargestellt ist. Die Anbindung der Hydraulikpumpe 19a an das Hydrauliksystem der Höhenverstelleinrichtung 9 erfolgt über die Umschalteinrichtung 11 mit dem als Handhebel ausgebildeten Betätigungsmittel 12 und dem als federbeaufschlagtes 3/2-Wegeventil ausgebildeten Schalter 13. Bei der in 3 dargestellten Position A der Umschalteinrichtung 11 liegt eine fluidische Verbindung zwischen der Hydraulikpumpe 19a und dem Hydrauliksystem der Höhenverstelleinrichtung 9 vor, wobei hier weitere Ventile 20a bis c zur konkreten Steuerung der Maschinenfunktionen vorgesehen sind. Über das Ventil 20a kann beispielsweise das Anheben und Absenken der Fräswalze 6 mit der einen Hydraulikvertellzylinder 21 umfassenden Höhenverstelleinrichtung 9 gesteuert werden.
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Für den Fall, dass die Hauptantriebseinrichtung 4 ausfällt, ist ein Notbetrieb bzw. eine Notversorgung des Antriebssystems 1' mit Hilfe der Behelfsantriebseinrichtung 10 möglich. Die Behelfsantriebseinrichtung 10 umfasst einen Elektromotor 21 und eine von diesem angetriebene Hydraulikpumpe 22. Die Hydraulikpumpe 22 ist allein der Behelfsantriebseinrichtung 10 zugeordnet und wird im Normalbetrieb, d. h. bei laufender Hauptantriebseinrichtung 4, nicht genutzt. Die Versorgung des Elektromotors 21 mit elektrischer Energie erfolgt durch eine Bordbatterie 23, die im Normalbetrieb der Baumaschine beispielsweise die für den Startvorgang des Verbrennungsmotors 17 erforderliche elektrische Energie liefert.
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Wird die Umschalteinrichtung 11 durch eine Betätigung des Hebels 12 somit in die Schaltstellung B umgeschaltet, besteht eine fluidische Verbindung von der Hydraulikpumpe 22 zum Hydrauliksystem beispielsweise der Höhenverstelleinrichtung 9, wohingegen die Verbindung zur Hydraulikpumpe 19a gekappt ist. Mit Hilfe des durch die Hydraulikpumpe 22 der Behelfsantriebseinrichtung 10 aufgebauten Hydraulikdrucks ist somit eine Verstellung der Höhenverstellposition der Fräswalze 6 durch eine Verstellung des Hydraulikzylinders 24 der Höhenverstelleinrichtung 9 möglich.
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Gemäß 3 ist die Behelfsantriebseinrichtung 22 hydraulisch derart im Antriebssystem 1' verschaltet, dass der von der Hydraulikpumpe 22 gelieferte Hydraulikdruck auch zur Verstellung der Fahrerkabine 8 genutzt werden kann. Hierzu ist das Steuerventil 20d vorgesehen. Die Umschalteinrichtung 11 ist ferner in Bezug auf die Hydraulikpumpe 19a stromabwärts im Hydrauliksystem angeordnet, so dass sich die beiden alternativ zueinander betriebenen Hydraulikpumpen 19a und 22 der Hauptantriebseinrichtung 4 und der Behelfsantriebseinrichtung 10 gegenseitig nicht beeinflussen und so die Hydraulikpumpe 19a beispielsweise bei einem Betrieb der Hydraulikpumpe 22 nicht „leer” mitläuft.
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3 verdeutlicht ferner, dass die Behelfsantriebseinrichtung 10 nicht dazu vorgesehen ist, die Hauptantriebseinrichtung 4 zu ersetzen. So ist beispielsweise ein Fahrantrieb der Baumaschine 1 im Ausführungsbeispiel gemäß 3 nicht möglich, da keine Verbindung der Behelfsantriebseinrichtung 10 zum Fahrantrieb über die Hydraulikpumpe 19b möglich ist. Die mit der Behelfsantriebseinrichtung 10 durchführbaren Maschinenoperationen betreffen schwerpunktmäßig allein die Umstellung der Baumaschine 1 vom Arbeitsbetriebsmodus in den Transportbetriebsmodus.
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4 schließlich veranschaulicht ein Verfahren zum Betrieb der Baumaschine 1 in seinen wesentlichen Schritten.
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Ist die Hauptantriebseinrichtung 4 defekt, erfolgt zunächst ein Umschalten von der Hauptantriebseinrichtung 4 auf die Behelfsantriebseinrichtung 10 gemäß Schritt 25. Anschließend ist ein Verstellen der Baumaschine vom Arbeitsbetriebsmodus in den Transportbetriebsmodus durch die Behelfsantriebseinrichtung 10 vorgesehen. Dies betrifft gemäß Schritt 26 das Ausheben der Fräswalze aus dem Bodenuntergrund, gemäß Schritt 27 das Absenken des Kabinendachs (Funktion 15) und gemäß Schritt 28 Funktion 16 (ergänzen). Die dafür erforderliche Antriebsenergie bezieht die Behelfsantriebseinrichtung gemäß Schritt 29 von der Bordbatterie 23 der Baumaschine 1.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011114183 [0003]
- DE 202008012104 U1 [0003]
