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Die Erfindung betrifft eine hydraulisch angetriebene Arbeitsmaschine, insbesondere einen Vibrator für das Vibrationsrammen, umfassend einen Hydraulikmotor, einen Vorlauf und einen Rücklauf für Hydraulikflüssigkeit, die an den Hydraulikmotor angeschlossen sind und eine separate an den Hydraulikmotor angeschlossene Leckageleitung zur Abführung von Hydraulikflüssigkeit.
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Als Hydraulikflüssigkeit ist üblicherweise ein Hydrauliköl vorgesehen, wobei der Vorlauf, der Rücklauf, der Hydraulikmotor und eine an Vor- und Rücklauf angeschlossene Pumpe ein hydrostatisches Getriebe bilden. Die Pumpe kann mechanisch durch einen Motor, beispielsweise einen Dieselmotor oder einen Elektromotor, angetrieben werden, wodurch die mechanische Energie des Diesel- oder Elektromotors in hydraulische Energie umgewandelt und über Hydraulikleitungen zu dem Hydraulikmotor geleitet wird, um dort erneut eine Umwandlung der hydraulischen Energie in mechanische Energie zu bewirken. Zur Erzeugung von Drehbewegungen z. B. zum Antrieb von Kettenwerken, Rädern, Winden oder Bohrantrieben haben sich Axialkolbenmotore durchgesetzt.
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Beim Antrieb eines Axialkolbenmotors entstehen bedingt durch die Bauart Leckagen, die im Motorgehäuse gesammelt werden und über eine Leckölleitung bzw. Leckageleitung zu einem Tank des Hydrauliksystems zurückgeführt werden. Entsprechende Leckagen können aber auch bei anderen Hydraulikmotoren wie Rotationskolbenmotoren auftreten und sind darauf zurückzuführen, dass gegeneinander bewegliche Teile in der Regel nicht vollständig abgedichtet werden können.
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Bei der hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine kann es sich insbesondere um einen Vibrator für das Vibrationsrammen handeln. Derartige Vibratoren sind beispielsweise aus dem Prospekt „Müller-Vibratoren, Die perfekte Lösung zum Rammen und Ziehen“, ThyssenKrupp GfT Bautechnik GmbH 5/2011 bekannt.
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Die Vibrationsrammung beruht auf dem Prinzip, den Boden in einen quasi flüssigen Zustand zu versetzen. Dies wird durch das Vibrieren des Rammgutes beim Auftreffen auf den Boden erreicht. Die Mantelreibung des einzutreibenden Materials wird durch das Schwingen deutlich herabgesetzt und hierdurch wird ein zügiger Eindringfortschritt ermöglicht. Die Schwingungsfrequenz kann beispielsweise zwischen 10 Hz und 60 Hz, insbesondere zwischen 30 Hz und 50 Hz betragen.
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Der Vibrator als hydraulisch angetriebene Arbeitsmaschine ist dabei über einen Schwingungsisolator an dem Haken eines Krans oder bei einer Ausgestaltung als Vorsatzgerät an dem Arm eines Baggers angeordnet. An dem Vibrator selbst sind der Vorlauf und der Rücklauf durch Hydraulikleitung und/oder Bohrungen in einem Gehäuse gebildet. Ein Hydraulikaggregat mit einer Hydraulikpumpe ist dagegen über flexible Hydraulikschläuche an den Vibrator angekoppelt und damit mechanisch von der Erzeugung der Vibrationen entkoppelt. Aufgrund der sehr großen mechanischen Belastungen des Vibrators wird in der Regel auf eine Steuerelektronik an dem Vibrator selbst verzichtet, wobei die Bedienung über das Hydraulikaggregat erfolgt.
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Bei der bekannten Bauform von Vibratoren wird der Hydraulikmotor außen auf einem Getriebekasten befestigt, der eine Zahnradanordnung und exzentrisch gelagerte Schwungmassen zur Erzeugung von Vibrationen aufnimmt. Die Schwungmassen werden über den zumindest einen Hydraulikmotor und die Zahnradanordnung drehend angetrieben. Die vorliegende Erfindung bezieht sich dabei auch auf Arbeitsmaschinen mit mehr als einem Hydraulikmotor, wobei mehrere Hydraulikmotoren sowohl in Reihe als auch parallel geschaltet sein können.
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Der Hydraulikmotor bzw. die Hydraulikmotoren werden außen auf den Getriebekasten aufgesetzt, wobei der Antrieb jeweils über eine sich in den Getriebekasten hineinerstreckende Welle erfolgt. Zur Abdichtung werden überwiegend Radialwellendichtringe in Form von Simmerringen eingesetzt, die typischerweise für Drücke von 5 bis 15 bar geeignet sind. Wenn die über die Leckageleitung abzuführende Hydraulikflüssigkeit, die aus dem Motor austritt, den zulässigen Differenzdruck der Radialwellendichtringe übersteigt, können diese zerstört werden, so dass dann Hydrauliköl in einen Getriebeölkreislauf des Vibrators gelangen kann, wodurch die Schmierwirkung des Getriebeöls beeinträchtigt wird. Zum anderen resultiert gegenüber dem vorgesehenen Getriebeölstand eine Überfüllung, wodurch sich das Gemisch aus Hydrauliköl und Getriebeöl so hoch in den Getriebekasten anstauen kann, dass die exzentrisch gelagerten Schwungmassen während ihrer rotierenden Bewegung in den Ölsumpf eintauchen, wodurch erhebliche Planschverluste auftreten können. Die für die Erzeugung der Vibration zur Verfügung stehende Leistung ist durch solche Planschverluste reduziert, wobei durch den beschriebenen Leistungsabfall innerhalb des Vibrators eine Temperaturerhöhung und Überhitzung resultieren kann.
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Zusätzlich kann ein zu hoher Druck in der Leckageleitung auch zu einer Überlastung eines üblicherweise aus Guss bestehenden Gehäuses des Hydraulikmotors führen, wodurch dieses unter Umständen sogar reißen oder platzen kann.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit einer hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Vibrators für das Vibrationsrammen, zu erhöhen.
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Ausgehend von einer hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine an die Leckageleitung angeschlossene Sicherheitseinrichtung gelöst, die bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Drucks in der Leckageleitung die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu dem Hydraulikmotor durch Sperren des Vorlaufes oder durch Öffnen eines zwischen dem Vorlauf und dem Rücklauf parallel zu dem Hydraulikmotor angeordneten Bypasses unterbricht.
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Wenn also der Druck einen voreingestellten zulässigen Wert, der insbesondere zwischen 5 und 15 bar liegen kann, übersteigt, wird der Hydraulikmotor selbsttätig gestoppt, um die Erzeugung von weiterem Leckageöl bei einem zu hohen Druck und dadurch bedingte Leistungsverluste oder sogar eine Beschädigung der Arbeitsmaschine zu vermeiden.
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Vorzugsweise umfasst die Sicherheitseinrichtung hydraulische Schaltelemente, um ein Höchstmaß an Sicherheit zu gewährleisten. Insbesondere kann die Sicherheitseinrichtung eine Hydraulikleitung in Form einer Steuerleitung aufweisen, welche die Leckageleitung mit dem Vorlauf bzw. dem Bypass oder zumindest einem in dem Vorlauf bzw. dem Bypass angeordneten Ventil verbindet. Die Steuerleitung weist dabei zweckmäßigerweise zumindest ein druckgesteuertes Ventil auf.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass durch den in der Leckageleitung aufgebauten Druck direkt ein Bypassventil des Bypasses geöffnet oder ein Sperrventil des Vorlaufes geschlossen wird. Um jedoch ein genaueres, einstellbares Schaltverhalten zu erreichen, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in der Steuerleitung ein druckabhängig geschaltetes Ventil angeordnet ist, welches sich öffnet, sobald der Druck in der Leckageleitung einen bestimmten voreinstellbaren Wert überschreitet. Dieser Wert kann beispielsweise zwischen 5 bar und 15 bar liegen und wird insbesondere durch den maximal zulässigen Druck des Gehäuses des Hydraulikmotors und der zulässigen Druckbeaufschlagung der Dichtungen bestimmt.
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Dem beschriebenen druckgesteuert öffnenden Ventil ist dann ein weiteres Ventil nachgelagert, welches entweder wie zuvor beschrieben den Bypass öffnet oder den Vorlauf sperrt.
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Die Sicherheitseinrichtung kann mit einem Signalgeber ausgerüstet sein, um einem Benutzer die Fehlfunktion anzeigen zu können. Bevorzugt handelt es sich um einen einfachen optischen Signalgeber, wobei aber auch elektrische Signalgeber nicht ausgeschlossen sind. Der optische Signalgeber kann beispielsweise als Anzeigefahne, vorspringender Knopf oder dergleichen ausgeführt sein. Im einfachsten Fall kann der optische Signalgeber direkt von dem Druck in der Steuerleitung ausgelöst werden, wozu der Signalgeber beispielsweise einen hydraulischen Hubzylinder aufweisen kann.
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Durch den vorzugsweise optischen Signalgeber wird die Fehlfunktion einem Benutzer angezeigt. Der Benutzer wird zunächst bemerken, dass im Falle einer Störung der Hydraulikmotor und damit die gesamte Arbeitsmaschine angehalten sind. Sodann wird dem Benutzer durch den Signalgeber sofort angezeigt, dass die Betriebsunterbrechung auf einen Überdruck in der Leckageleitung zurückzuführen ist, wodurch dann eine gezielte Fehlersuche und Fehlerbehebung erfolgen kann. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Leckageleitung üblicherweise über einen Hydraulikschlauch an einen Tank für das Hydrauliköl angeschlossen ist. Wenn beispielsweise bei dem Anschluss eines solchen Hydraulikschlauches eine Kupplung nicht richtig verbunden ist, kann je nach Ausgestaltung der Kupplung der Durchgang der Kupplung geschlossen bleiben, wodurch Leckageöl nicht durch die Leckageleitung abfließen kann. Weitere Ursachen für einen unzulässigen Druckanstieg in der Leckageleitung können beispielsweise ein geknickter Hydraulikschlauch, die Wahl eines zu geringen Strömungsquerschnittes sowie eine Verstopfung oder Verunreinigung sein. Schließlich kann auch bei einer niedrigen Außentemperatur die Viskosität des Hydrauliköls stark erhöht sein, so dass das Hydrauliköl zu zähflüssig ist.
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Nach der Deaktivierung des zumindest einen Hydraulikmotors durch Öffnen des Bypasses oder durch Sperren des Vorlaufes fällt bei einer Störung üblicherweise der Druck in der Leckageleitung unter den zulässigen Höchstwert. Bei einfachen druckgesteuerten Ventilen der Sicherheitseinrichtung wird dann der Kreislauf der Hydraulikflüssigkeit über Vorlauf, Hydraulikmotor und Rücklauf erneut freigegeben. Wenn aber weiterhin eine ausreichende Abfuhr von Hydrauliköl durch die Leckageleistung aufgrund einer Störung nicht gewährleistet ist, wird durch die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung nachfolgend erneut eine Betriebsunterbrechung erfolgen. Es besteht dann die Gefahr, dass sich ein instabiler Betriebszustand ergibt, bei dem wechselweise eine Aktivierung und Deaktivierung des Hydraulikmotors erfolgt.
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Um einen solchen Zustand zu vermeiden, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zumindest eines der für die Funktion der Sicherheitseinrichtung verantwortlichen Ventile nach einem Öffnen unabhängig von Druckänderungen in einer Selbsthaltung verbleibt und separat, beispielsweise von Hand, zurückgestellt werden muss. Ein weiterer Betrieb der hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine ist dann nur möglich, wenn durch einen Benutzer ein manuelles Zurücksetzen erfolgt, wodurch dieser unmittelbar zu einer Fehlerbehebung veranlasst ist. Insbesondere auch ein optional vorgesehener Signalgeber, insbesondere ein optischer Signalgeber, kann mit einer Selbsthaltungsfunktion ausgerüstet sein, so dass der Fehler bis zu einer Behebung oder bis zu einem Zurücksetzen des Signalgebers angezeigt bleibt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Hydraulikmotor Teil eines Drehantriebs. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich bei der hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine um einen Vibrator für das Vibrationsrammen handelt.
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Anders als bei einem einfachen Stellzylinder ergibt sich bei einem drehenden Antrieb das Problem, dass die Rotationsenergie der Arbeitsmaschine nicht schlagartig abgebaut werden kann, ohne dass Beschädigungen des Drehantriebes ausgeschlossen werden können. Wenn also der Vorlauf abrupt gesperrt wird, läuft der Hydraulikmotor aufgrund der Massenträgheit weiter. Dies gilt insbesondere bei einem Vibrator für das Vibrationsrammen, bei dem Schwungmassen über eine Zahnradanordnung an den Hydraulikmotor angeschlossen sind. Das Weiterlaufen des Hydraulikmotors führt dazu, dass schlagartig an dem gesperrten Vorlauf im Gegensatz zu dem üblichen Betrieb ein Unterdruck und an dem Rücklauf ein Überdruck entsteht. Wenn sich dieser schlagartige auftretende Druck nicht abbauen kann, besteht die Gefahr einer Zerstörung des Hydraulikmotors sowie der davon drehbar angetriebenen Elemente. In diesem Zusammenhang wird auch von einem Kavitieren des Hydraulikmotors gesprochen. Um ein solches Kavitieren zu vermeiden, ist die Anordnung eines Rückschlagventils zwischen Rücklauf und Vorlauf bekannt, welches bei einem Überdruck im Rücklauf ein Abfließen der Hydraulikflüssigkeit zu dem Vorlauf ermöglicht. Es wird damit also ein Kreislauf bereitgestellt, der bei einem Sperren des Vorlaufes ein Auslaufen des Hydraulikmotors durch eine Zirkulation innerhalb der Arbeitsmaschine ermöglicht.
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Ein solches Rückschlagventil wird gemäß dem Stand der Technik bei Vibratoren eingesetzt, die als Vorsatzgerät an einem Bagger angebracht und hydraulisch mit dem Bagger verbunden werden. Der Vorlauf und der Rücklauf werden dann an Hydraulikschläuche des Baggers angeschlossen, die üblicherweise für das Kippen eines Löffels des Baggers oder die Betätigung einer Schaufel des Baggers vorgesehen sind. Der Anschluss kann entweder an Abzweigungen im Zu- und Ablauf für den entsprechenden Verstellzylinder oder mit Hilfe von Schnellkupplungen erfolgen. Gerade bei Schnellkupplungen für den Anschluss der Leckageleitung bleibt die entsprechende Kupplung geschlossen, wenn keine richtige Verbindung vorliegt.
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Das zur Vermeidung eines Kavitieren des Motors vorgesehene Rückschlagventil kann im Rahmen der Erfindung durch ein entsperrbares Rückschlagventil ersetzt werden, wobei das entsperrbare Rückschlagventil über die Steuerleitung und vorzugsweise auch das zuvor beschriebene druckgesteuert öffnende, einstellbare Ventil in der Steuerleitung an die Leckageleitung angeschlossen. Wenn bei dem Überschreiten eines vorgegebenen Drucks dann das druckgesteuert öffnende Ventil die Steuerleitung freigibt, bewirkt der Fluiddruck in der Steuerleitung das Öffnen des entsperrbaren Rückschlagventils entgegen seiner üblichen Durchflussrichtung.
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Darüber hinaus sind Vibratoren für das Vibrationsrammen bekannt, denen ein Hydraulikaggregat zugeordnet ist, welches ausschließlich zur Bereitstellung des Fluidstroms vorgesehen ist. Ein solches Hydraulikaggregat weist üblicherweise einen Dieselmotor sowie eine davon angetriebene Pumpe auf, wobei im Rahmen einer solchen Ausgestaltung ein geschlossener Kreislauf für die Hydraulikflüssigkeit in Betracht kommt. Bei einem geschlossenen Ölkreislauf ist für den Normalbetrieb kein Rückschlagventil zwischen Vorlauf und Rücklauf notwendig, weil der Hydraulikmotor in den gesamten Ölkreislauf eingebunden ist, der nach einem Wegfall der Antriebsenergie insgesamt noch eine gewisse Zirkulation und damit ein Auslaufen des Hydraulikmotors ermöglicht. Anstelle des zuvor beschriebenen entsperrbaren Rückschlagventils kann in einer Bypassleitung zwischen Vorlauf und Rücklauf ein Bypassventil vorgesehen sein, welches bei einer Druckbeaufschlagung durch die Steuerleitung den Bypass öffnet. Entsprechende Ventile werden auch als 3/2-Wegeventile bezeichnet.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anordnung mit der zuvor beschriebenen hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine und einem Hydraulikaggregat, welches eine Hydraulikpumpe aufweist, wobei das Hydraulikaggregat über flexible Hydraulikschläuche an den Vorlauf, den Rücklauf und die Leckageleitung angeschlossen ist.
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Im Rahmen der Erfindung ist es wesentlich, dass die Sicherheitseinrichtung möglichst nah an dem Hydraulikmotor angeordnet ist, weil ansonsten bereits zwischen der Sicherheitseinrichtung und dem Hydraulikmotor eine Störung vorhanden sein kann, die dann von der Sicherheitseinrichtung nicht erkannt wird. Die Sicherheitseinrichtung ist deshalb vorzugsweise an einem Abschnitt der Leckageleitung angeordnet, welche bei dem Betrieb der Arbeitsmaschine sowie dem Auf- und Abbau der Arbeitsmaschine keinen Veränderungen unterworfen ist. Ein erster Anschluss für einen von der Arbeitsmaschine wegführenden Druckschlauch oder dergleichen ist ausgehend von dem Hydraulikmotor der Sicherheitseinrichtung also zweckmäßigerweise nachgelagert. Insbesondere können der Vorlauf, der Rücklauf und die Leckageleitung durch Bohrungen eines Gehäuses gebildet werden, die keiner strukturellen Veränderung unterworfen sind. Auch eine Steuerleitung der Sicherheitseinrichtung ist dann vorzugsweise als Bohrung innerhalb des Gehäuses ausgebildet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Anordnung mit einer hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine in Form eines Vibrators für das Vibrationsrammen und mit einem zugeordneten Hydraulikaggregat,
- 2 ein Schaltbild für eine hydraulische Schaltung der Arbeitsmaschine gemäß dem Stand der Technik,
- 3a ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine bei normalem Betrieb,
- 3b das Schaltbild gemäß der 3a im Falle eines Überdrucks in einer Leckageleitung,
- 4a das Schaltbild für eine alternative Ausgestaltung der Arbeitsmaschine für den Normalbetrieb,
- 4b das Schaltbild gemäß der 4a bei einem Überdruck in einer Leckageleitung.
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Die 1 zeigt eine Anordnung mit einer hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine in Form eines Vibrators 1 für das Vibrationsrammen und mit einem Hydraulikaggregat 2, welches über Hydraulikschläuche 3 an einen Vorlauf 4, einen Rücklauf 5 und eine Leckageleitung 6 des Vibrators 1 angeschlossen ist. Gemäß der üblichen Ausgestaltung einer solchen Anordnung zum Vibrationsrammen weist das Hydraulikaggregat eine Pumpe auf, die von einem Dieselmotor angetrieben wird. Die Steuerung des Vibrationsvorganges erfolgt mit einer Fernbedienung 7, die per Kabel oder kabellos mit dem Hydraulikaggregat 2 kommuniziert. Die Darstellung der Hydraulikschläuche 3 ist lediglich exemplarisch, wobei auch zum Antrieb mehrerer Motoren mehrere Hydraulikschläuche 3 vorgesehen sein können und wobei auch neben einem an die Leckageleitung 6 angeschlossene Hydraulikschlauch zusätzliche Stell- und Steuerleitungen vorhanden sein können.
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Elektronische Einrichtungen werden an dem Vibrator 1 möglichst vermieden, weil diese aufgrund der extremen Belastungen beim Vibrationsrammen einem erheblichen Ausfallrisiko ausgesetzt sind.
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Der Vibrator 1 ist in üblicherweise Weise über einen Schwingungsisolator 8 abgestützt, der in dem Ausführungsbeispiel an einem Kran aufgehängt ist. Alternativ können entsprechende Vibratoren auch als Vorsatzgeräte an einem Bagger eingesetzt werden, wobei dann die Versorgung des Vibrators 1 als hydraulisch angetriebene Arbeitsmaschine mit Hydraulikflüssigkeit nicht über ein separates Hydraulikaggregat 2, sondern direkt über den Bagger erfolgen kann.
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In der 1 ist auch angedeutet, dass an der Unterseite des Vibrators 1 ein einzutreibendes Rammgut R in einer hydraulischen Spannzange 9 eingespannt ist.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Hydraulikmotoren 10 vorgesehen, die jeweils zwei entgegengesetzt rotierende Schwungmassen 11 antreiben. Durch die exzentrisch gelagerten Schwungmassen 11 wird der Vibrator 1 in vertikaler Richtung in Schwingung versetzt, wobei sich durch eine gegenläufige Bewegung der Schwungmassen 11 die Momente in horizontaler Richtung aufheben.
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Die aus Gründen einer einfachen Darstellung nicht dargestellte Zahnradanordnung und die Schwungmassen 11 sind in einem Getriebekasten 12 angeordnet, wobei die Hydraulikmotoren 10 außen auf den Getriebekasten 12 aufgesetzt sind und jeweils über eine sich in dem Getriebekasten 12 hinein erstreckten Welle die zugeordnete Zahnradanordnung antreiben.
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Die hydraulische Schaltung einer hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine in Form eines Vibrators 1 gemäß dem Stand der Technik ist in der 2 dargestellt, wobei die dargestellte Schaltung für einen Vibrator 1 als Vorsatzgerät für einen Bagger vorgesehen ist. Ein solcher Baggeranbauvibrator wird anstelle der Schaufel mechanisch mit dem Löffelstiel eines Baggers verbunden. Des Weiteren wird der Vibrator 1 hydraulisch mit dem Bagger über einen Steuerblock 13, der an dem Vibrator 1 befestigt ist, verbunden. Für den Antrieb des Vibrators 1 bzw. dessen zumindest einem Hydraulikmotor 10 werden Vor- und Rücklaufschläuche sowie ein Leckölschlauch benötigt, die in den Vorlauf 4, den Rücklauf 5 und die Leckageleitung 6 angeschlossen werden. Da die Funktion „Schaufel kippen“ des Baggers entfällt, können der Vor- und Rücklaufschlauch an Abzweigungen im Zu- und Ablauf für den Verstellzylinder der Schaufel des Baggers montiert werden, wobei häufig auch Schnellkupplungen am Bagger vorhanden sind um die Anordnung einer hydraulisch angetriebenen Arbeitsmaschine zu ermöglichen.
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Die Steuerung des Hydraulikmotors 10 erfolgt dabei über einen Bedienhebel des Baggers, der in einer Ruhestellung die Zufuhr von Hydrauliköl zu dem Vorlauf 4 sperrt. Um dabei ein Kavitieren des Hydraulikmotors 10 aufgrund der Trägheit der drehenden Massen zu vermeiden, ist zwischen dem Rücklauf 5 und dem Vorlauf 4 ein Rückschlagventil 14 angeordnet, welches bei einem Überdruck an dem Rücklauf 5 in Richtung des Vorlaufes 4 öffnet. Die Strömung von Hydraulikflüssigkeit bei dem normalen Betrieb ist durch Pfeile in der 2 angedeutet.
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Eine kleine Menge an Hydrauliköl entweicht aus dem Hydraulikmotor 10 und wird durch die Leckageleitung 6 abgeführt. Wenn die Zufuhr von Hydrauliköl in den Vorlauf 4 unterbrochen wird, kann der Motor 10 auslaufen, wobei eine Zirkulation von Hydrauliköl durch den mit dem Rückschlagventil 14 versehenen Bypass 15 erfolgt.
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Die 3a zeigt davon ausgehend das vereinfachte hydraulische Schaltbild einer erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine in Form eines Vibrators 1 zum Vibrationsrammen.
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Gegenüber der hydraulischen Schaltung gemäß der 2 ist eine Sicherheitseinrichtung 16 vorgesehen, welche eine an die Leckageleitung 6 angeschlossene Steuerleitung 17 aufweist. In der Steuerleitung 17 ist ein druckabhängig schaltendes Ventil 18 angeordnet, dessen Grenzdruck für ein Öffnen einstellbar ist. Sobald der so definierte Höchstwert für einen Druck in der Leckageleitung 6 überschritten wird, öffnet das Ventil, wodurch zunächst ein optischer Signalgeber 19 ausgelöst wird. Des Weiteren führt die Steuerleitung 17 zu einem Ventil in dem Bypass 15, wobei anstelle eines einfachen Rückschlagventils ein durch den Druck in der Steuerleitung 17 entsperrbares Rückschlagventil 14' vorgesehen ist. Im normalen Betrieb ergibt sich ein Durchfluss gemäß der Ausgestaltung gemäß der 2a. Solange der Druck in der Leckageleitung 6 den vorgegebenen Wert nicht übersteigt, bleibt das druckabhängig schaltende Ventil geschlossen, so dass Leckageöl wie bei der Ausgestaltung gemäß der 2 durch die Leckageleitung 6 abgeführt wird.
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Die 3b zeigt dagegen den Hydraulikschaltkreis bei einem Überdruck in der Leckageleitung 6. In der 3b ist entsprechend eine Unterbrechung der Leckageleitung 6 angedeutet, wobei aber üblicherweise die Leckageleitung 6 als Bestandteil des Hydraulikschaltkreises der Arbeitsmaschine selbst gegen entsprechende Störungen weitgehend geschützt ist und eine Unterbrechung üblicherweise erst nachgelagert auftritt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Leckageleitung 6 über eine Schnellkupplung an einen nicht dargestellten Hydraulikschlauch angeschlossen ist, wobei dann die Schnellkupplung bei einer nicht ordnungsgemäßen Verbindung sperrt.
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Die 4a zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der die hydraulisch angetriebene Arbeitsmaschine in Form des Vibrators 1 nicht über einen Steuerblock 13 an dem Hydraulikkreislauf eines Baggers sondern direkt an ein Hydraulikaggregat 2 angeschlossen ist. Der Anschluss erfolgt über Hydraulikschläuche 3 (vgl. 1).
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Bei der Ausführung gemäß der 4a bilden eine Pumpe des Hydraulikaggregates 2, der Vorlauf 4, der Hydraulikmotor 10 und der Rücklauf 5 einen geschlossenen Hydraulikkreislauf. Bei einem Abschalten des Hydraulikaggregates 2 läuft der gesamte Kreis noch nach, so dass auch der Hydraulikmotor 10 auslaufen kann. Die Gefahr eines Kavitierens ist damit vermieden.
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Ein Rückschlagventil 14, 14' ist deshalb zwischen dem Rücklauf 5 und dem Vorlauf 4 nicht notwendig. Der Bypass 15 ist also nur dazu vorgesehen, um in Kombination mit der Sicherheitseinrichtung 16 einen Überdruck in der Leckageleitung 6 zu vermeiden. Anstelle des entsperrbaren Rückschlagventils 14' gemäß der 3a und 3b ist ein Bypassventil 20 vorgesehen, welches bei einer Druckbeaufschlagung über die Steuerleitung 17 von einer Sperrstellung in eine Öffnungsstellung bewegt wird, wodurch der Vorlauf 4 mit dem Rücklauf 5 parallel zu dem Hydraulikmotor 10 kurzgeschlossen wird und die Hydraulikflüssigkeit parallel zu dem Hydraulikmotor 10 abfließen kann, so dass eine Betriebsunterbrechung erfolgt.
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Die 4b zeigt entsprechend der 3b das bei einem Überdruck in der Leckageleitung 6 geöffnete Bypassventil 20. Ein Überdruck kann beispielsweise daraus resultieren, dass der Hydraulikschlauch 3 für die Leckageleitung 6 nicht ordnungsgemäß an das Hydraulikaggregat 2 angeschlossen ist, wodurch ein an dem Hydraulikschlauch 3 angeordnetes Sicherheitsventil geschlossen ist. Ein Überdruck kann aber auch durch eine Verstopfung, einen abgeknickten Hydraulikschlauch 3, einen zu kleinen Strömungsquerschnitt in der Leckageleitung 6 oder dem zugeordneten Hydraulikschlauch 3 oder bei einer erhöhten Viskosität aufgrund geringer Temperaturen auftreten.
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Wenn gemäß der 3b oder der 4b der Hydraulikmotor 10 nicht mehr mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird, fällt üblicherweise auch der Druck in der Leckageleitung 6 und der daran angeschlossenen Steuerleitung 17 ab, so dass das druckgesteuerte Ventil 18 je nach Ausgestaltung wieder schließen kann, worauf dann das entsperrbare Rückschlagventil 14' gemäß den 3a und 3b bzw. das Bypassventil 20 gemäß der 4a und 4b in eine Sperrstellung gelangt, so dass dann der Hydraulikmotor 10 erneut anläuft. Um einen undefinierten Betriebszustand des Hydraulikmotors 10 zu vermeiden, kann das druckgesteuert auslösende Ventil 18 und/oder das entsperrbare Rückschlagventil 14' bzw. das Bypassventil 20 eine Selbsthaltungsfunktion ausweisen. Nach einem Öffnen des entsprechenden Ventils ist dann ein Benutzereingriff notwendig, um die Ventile wieder zu schließen. Es ist dadurch gewährleistet, dass zunächst eine Fehlerbehebung erfolgt, bevor der Hydraulikmotor 10 erneut anläuft. Eine entsprechende Selbsthaltung kann auch für den Signalgeber 19 vorgesehen sein.
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In der 4b ist angedeutet, dass anstelle einer solchen Selbsterhaltungsfunktion optional auch ein Rückschlagventil 14'' in der Leckageleitung 6 zwischen dem Hydraulikmotor 10 und der Sicherheitseinrichtung 16 vorgesehen sein kann, wodurch dann zumindest bei einer vollständigen Blockierung der Überdruck in der Leckageleitung 6 erhalten bleibt. Ein solches Rückschlagventil 14'' ist aber in der Regel nicht erforderlich, wenn die zuvor beschriebenen Ventile über die genannte Selbsthaltungsfunktion verfügen.
