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Die Erfindung betrifft eine Maschine, insbesondere ein Fahrzeug oder eine mobile Arbeitsmaschine, die mit einer mechanischen Schutzeinrichtung ausgestattet ist, die in einer Schutzposition einen Strukturraum innerhalb der Maschinenstruktur abdeckt. Bei dem Strukturraum handelt es sich vorzugsweise um den Motorraum der Maschine, in dem sich eine Brennkraftmaschine und Hilfsantriebe wie zum Beispiel ein Antrieb für ein Lüfterrad befinden. Die mechanische Schutzeinrichtung muss zunächst aus der Schutzposition entfernt, zum Beispiel hochgeklappt werden, um den Strukturraum zugänglich zu machen.
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Die Hilfsantriebe sind oft hydraulische Hilfsantriebe, denen zur Glättung der von der Brennkraftmaschine abzugebenden Leistung, zur Energierückgewinnung beim Bremsen oder beim Senken einer Last oder zur Druckmittelversorgung eines Hydromotors bei noch nicht von der laufenden Brennkraftmaschine angetriebener Pumpe ein oder mehrere hydraulische Druckspeicher zugeordnet sind. Üblicherweise handelt es sich bei den Druckspeichern um hydro-pneumatische Druckspeicher.
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Eine Maschine der beschriebenen Art ist zum Beispiel aus der
DE 10 2012 010 536 A1 bekannt. Dort ist eine Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen System kombiniert, das eine als Pumpe und als Hydromotor betreibbare hydrostatische Maschine aufweist, die mit der Brennkraftmaschine mechanisch gekoppelt ist, um von der Brennkraftmaschine angetrieben zu werden oder um die Brennkraftmaschine zu starten oder bei der Abgabe eines Drehmoments zu unterstützen. Mit einer von der hydrostatischen Maschine abgehenden Druckleitung sind über ein erstes elektromagnetisch betätigbares Ventil ein hydro-pneumatischer Druckspeicher und über ein zweites elektromagnetisch betätigbares Ventil ein Hydromotor verbindbar, der zum Antrieb eines Lüfterrads vorgesehen ist. Bei einer derartigen Maschine ist der Druckspeicher auch bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine üblicherweise geladen.
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Hydrostatische Lüfterantriebe sind auch aus der
DE 10 2010 005 319 A1 bekannt. Bei einem in dieser Schrift gezeigten Ausführungsbeispiel wird nur der hydraulische Lüftermotor aus dem Druckspeicher mit Druckmittel versorgt. Bei anderen Ausführungsbeispielen aus der genannten Schrift kann auch die hydrostatische Maschine aus dem Druckspeicher mit Druckmittel versorgt werden, um als Motor die Brennkraftmaschine zu starten oder zu unterstützen.
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Auch wenn kaum vorstellbar, so kann man doch nicht völlig ausschließen, dass bei einer Fehlfunktion der Ventile der Hydromotor für den Lüfter aus dem geladenen Druckspeicher mit Druckmittel versorgt wird und anfängt, das Lüfterrad anzutreiben, obwohl die Maschine und insbesondere auch die Brennkraftmaschine stillstehen. Ebenso ist es nicht völlig auszuschließen, dass durch die hydrostatische Maschine die Brennkraftmaschine gestartet wird, sofern ein hydraulisches Starten vorgesehen ist.
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Auch aus der
WO 2012/125798 A1 ist eine Maschine der beschriebenen Art bekannt. Dort ist eine Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen System kombiniert, das eine als Pumpe und als Hydromotor betreibbare hydrostatische Maschine aufweist, die mit der Brennkraftmaschine mechanisch gekoppelt ist, um von der Brennkraftmaschine angetrieben zu werden oder um die Brennkraftmaschine zu starten oder zu unterstützen. An eine von der hydrostatischen Maschine abgehenden Druckleitung sind über ein erstes elektromagnetisch betätigbares Ventil ein hydro-pneumatischer Druckspeicher und über ein zweites elektromagnetisch betätigbares Ventil hydraulische Aktuatoren einer Ausrüstung der Maschine verbindbar. Wird hier bei einer Fehlfunktion die Brennkraftmaschine durch die hydrostatische Maschine gestartet, so läuft des Lüfterrad dann mit, wenn es direkt von der Brennkraftmaschine angetrieben wird.
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Bei Maschinen der beschriebenen Art kann es zu gefährlichen Situationen kommen, wenn die Motorhaube zum Zwecke der Wartung geöffnet ist und plötzlich das Lüfterrad anfängt zu laufen oder auch wenn nur die Brennkraftmaschine gestartet wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so zu gestalten, dass bei Arbeiten in dem Strukturraum der Maschine, in dem Maschinenfunktionen ablaufen können, gefährliche Situationen mit wenig Aufwand vermieden
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Bei einer Maschine, insbesondere bei einem Fahrzeug oder einer mobile Arbeitsmaschine, mit einer mechanischen Schutzeinrichtung, die in einer Schutzposition einen Strukturraum innerhalb der Maschinenstruktur abdeckt und die, um den Strukturraum zugänglich zu machen, aus der Schutzposition bewegbar ist, und mit einem hydraulischen, insbesondere einem hydro-pneumatischen Druckspeicher, von dem eine innerhalb des Strukturraums ablaufende Maschinenfunktion auslösbar ist, werden gefährliche Situationen auf einfache Weise dadurch vermieden, dass ein Entfernen der Schutzeinrichtung aus der Schutzposition mechanisch zwangsweise mit einer Entladung des Druckspeichers verknüpft ist.
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Grundsätzlich ist es denkbar, die Ventile, die zwischen dem Druckspeicher und den anderen Komponenten eines hydraulischen Systems angeordnet sind und die üblicherweise elektromagnetisch betätigbar sind und die Ansteuerung, mit derart hochwertigen Komponenten zu bewerkstelligen, dass der Zuverlässigkeitsgrad dem Gefährdungsgrad entspricht. Allerdings ist dies sehr aufwändig.
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Demgegenüber wird gemäß der Erfindung eine mechanische Lösung vorgeschlagen, die sicher und mit relativ wenig Aufwand verbunden ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Maschine kann man den Unteransprüchen entnehmen.
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In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung wird der Druckspeicher durch das Entfernen der Schutzeinrichtung, zum Beispiel ein Aufklappen aus der Schutzposition der Druckspeicher entlastet.
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Dabei kann durch das Entfernen der Schutzeinrichtung aus der Schutzposition ein Ventil mechanisch geöffnet werden, über das der Druckspeicher mit einem Tank verbindbar ist. Wenn die Schutzeinrichtung an der Maschinenstruktur geführt, zum Beispiel verschwenkbar gelagert oder verschiebbar ist, kann sie leicht über ein Koppelgetriebe mit dem Ventil mechanisch gekoppelt sein. Zur Koppelung der Schutzeinrichtung mit dem Ventil kann auch ein Seilzug oder ein Bowdenzug verwendet werden.
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Bei einer Lösung, bei der der Druckspeicher durch das Entfernen der Schutzeinrichtung entlastet wird, kann der Druckspeicher zumindest zu Beginn der Manipulation der Schutzeinrichtung noch geladen sein.
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Demgegenüber erscheint eine Lösung besonders vorteilhaft, bei der sich die Schutzeinrichtung nicht entfernen lässt, solange der Druckspeicher nicht von Druck entlastet ist. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist dabei, wenn die Schutzeinrichtung in der Schutzposition durch eine Verriegelungseinrichtung verriegelbar ist, die nur bei geladenem Druckspeicher eine Verriegelungsposition einnimmt, und wenn ein Ventil, über das der Druckspeicher mit einem Tank verbindbar ist, derart angeordnet ist, dass es bei sich in der Schutzposition befindlicher Schutzeinrichtung manuell betätigbar ist.
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Die Verriegelungseinrichtung umfasst vorteilhafterweise einen Riegel, eine Feder und einen hydraulischen Kolben, der mit Speicherdruck beaufschlagt ist, wobei der Riegel in Richtung einer Entriegelungsstellung von einer Feder beaufschlagt ist und von dem hydraulischen Kolben gegen die Kraft der Feder in eine Verriegelungsstellung verschiebbar ist.
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Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Maschine sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
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Es zeigen
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1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen mobilen Arbeitsmaschine,
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2 schematisch eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung im Bereich eines Strukturraumes,
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3 schematisch eine zweite erfindungsgemäße Ausgestaltung im Bereich des Strukturraumes und
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4 schematisch eine dritte erfindungsgemäße Ausgestaltung im Bereich des Strukturraumes.
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Der in 1 gezeigte Mobilbagger besitzt einen durch eine als Schutzeinrichtung dienende Motorhaube 10 abgedeckten Strukturraum, in dem in nicht näher dargestellter Weise eine Brennkraftmaschine sowie Komponenten eines hydraulischen Systems untergebracht sind.
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Die Motorhaube 10 ist um eine strukturfeste Achse 11, die aus den 2 und 3 ersichtlich ist, verschwenkbar und kann aus einer Schutzposition, die in den 2 und 3 mit durchgehenden Linien gezeichnet ist in eine Position hochgeklappt werden, in der der Strukturraum von außen zugänglich ist, um zum Beispiel Wartungsarbeiten vorzunehmen.
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Zu den hydraulischen Komponenten, die gemäß den Ausführungsbeispielen nach den 2 und 3 in dem Strukturraum untergebracht sind, gehören ein hydro-pneumatischer Druckspeicher 20, ein Hydromotor 21, eine hydrostatische Maschine 19 sowie diverse hydraulische Ventile 22, 23 und 24. Von dem Hydromotor 21, der als Konstantmotor mit einem konstanten Hubvolumen ausgebildet ist, ist ein Lüfterrad 25 antreibbar, das sich ebenfalls in dem Strukturraum befindet.
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Das Ventil 22 ist ein 2/2-Wegesitzventil. Es ist elektromagnetische betätigbar und einem Druckanschluss des Hydromotors 21 vorgeschaltet. Mit dem Ventil 22 kann ein Druckmittelfluss zu dem Hydromotor 21 hin abgesperrt werden. Der Druckspeicher 20 ist über eine Druckleitung 26 mit dem Ventil 22 verbunden, so dass dem Hydromotor 21 Druckmittel aus dem Druckspeicher 20 zufließen kann.
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Mit einem ersten Anschluss an die Druckleitung 26 angeschlossen und damit mit dem Druckspeicher 20 fluidisch verbunden sind auch die Ventile 23 und 24. Das Ventil 23 ist ebenfalls ein 2/2-Wegesitzventil. Es ist mit seinem zweiten Anschluss an eine Druckleitung 27 angeschlossen, die zu der hydrostatischen Maschine 19 führt, die in ihrem Hubvolumen von positiven Hubvolumina über ein Hubvolumen null zu negativen Hubvolumina verstellbar ist und somit unter Beibehaltung der Drehrichtung sowohl als Pumpe als auch als Motor betreibbar und mechanisch derart mit einer Brennkraftmaschine 18, die vorliegend ein Dieselmotor ist, gekoppelt ist, dass sie im Betrieb als Pumpe von dem Dieselmotor angetrieben werden kann und im Betrieb als Motor ein Zusatzmoment auf die Abtriebswelle des Dieselmotors aufbringen oder den Dieselmotor innerhalb eines Start-Stopp-Systems starten kann. In einer Ruhestellung des Ventils 23 ist ein Druckmittelfluss aus der Druckleitung 27 in die Druckleitung 26 und somit in den Druckspeicher 20, aber nicht ein Druckmittelfluss aus der Druckleitung 26 in die Druckleitung 27 möglich. In der geschalteten Stellung des Ventils 23 ist zwischen den Druckleitungen 26 und 27 in beide Richtungen ein Druckmittelfluss möglich. Damit der Dieselmotor hydraulisch gestartet werden kann, wird dafür gesorgt, dass der Druckspeicher 20 geladen ist, wenn der Dieselmotor abgeschaltet wird. In der Stopp-Phase ist der Druckspeicher 20 also stets geladen.
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Das Ventil 24 ist manuell betätigbar und zwischen der Druckleitung 26 und einem Tank 28 angeordnet. Es ist ein 2/2 Wegeventil und dient als Entlastungsventil, über das das im Druckspeicher 20 befindliche flüssige Druckmittel direkt, ohne über einen Hydromotor zu fließen, zum Tank 28 abgelassen und damit der Druckspeicher 20 entlastet werden kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 kann das Ventil 24, auch wenn es in dem Strukturraum untergebracht ist von außerhalb des Strukturraums, zum Beispiel von der Fahrerkabine aus, über einen mit der Handhabe 29 mechanisch gekoppelten Hebelmechanismus 30 betätigt werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist an die Druckleitung 26 des Weiteren ein kleiner Hydrozylinder 35 mit einem Druckraum 36 angeschlossen, der von einem Kolben 37 begrenzt wird. An diesem ist eine Kolbenstange 38 befestigt ist, die aus dem Zylindergehäuse heraustritt und mit einer Lasche 39, die innen an der Motorhaube 10 befestigt ist, wie ein Riegel zusammenwirkt. Die Lasche 39 hat ein Loch, in das die Kolbenstange 37 eintauchen kann. Innerhalb des Zylindergehäuses ist eine Druckfeder 40 untergebracht, die den Kolben entgegen der durch den in dem Druckraum 36 herrschenden Druck, also gegen den im Druckspeicher herrschenden Speicherdruck in einem Sinne zu verschieben trachtet, dass die Kolbenstange 38 aus dem Loch in der Lasche 39 austaucht und eingefahren wird. Dies gelingt erst, wenn der Druckspeicher entladen ist.
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Durch den Hydrozylinder 35 und die Lasche 39 wird somit eine Verriegelungseinrichtung gebildet, die ein Öffnen der Motorhaube 10 nicht zulässt, solange der Druckspeicher 20 nicht von Druck entlastet ist.
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Um die Motorhaube öffnen zu können, wird zunächst das Entlastungsventil 24 von der Fahrerkabine aus über den Hebelmechanismus 30 geöffnet, so dass der Druckspeicher 20 von Druck entlastet wird. Nach Druckentlastung kann die Druckfeder 40 die Kolbenstange 38 aus der Lasche 39 herausschieben, so dass die Motorhaube 10 nicht mehr verriegelt ist und geöffnet werden kann. Diese Öffnen ist somit nur bei entlastetem Druckspeicher 20 möglich, so dass aufgrund einer Fehlfunktion der Ventile 22 oder 23 während des Öffnens und bei geöffneter Motorhaube 10 weder der Dieselmotor gestartet werden kann noch der Hydromotor 21 anlaufen kann. Eine Gefährdung von Personen durch eine laufende Brennkraftmaschine oder ein laufendes Lüfterrad ist somit ausgeschlossen.
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Das Ausführungsbeispiel nach 3 entspricht hinsichtlich des Hydrospeichers 20, des Hydromotors 21, der Ventile 22, 23 und 24 sowie der hydrostatischen Maschine 19, die sowohl als Pumpe als auch als Motor betrieben werden kann, dem Ausführungsbeispiel nach 2.
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Anders ist, dass die Motorhaube 10 nun nicht in Abhängigkeit vom Ladezustand des Druckspeichers 20 verriegelt oder nicht verriegelt ist, sondern über eine Koppelstange 45 mit dem der Handhabe 29 des Entlastungsventils 24 derart gekoppelt ist, dass das Entlastungsventil geöffnet wird, wenn die Motorhaube geöffnet wird. Somit wird der Druckspeicher 20 von Druck entlastet, während die Motorhaube 10 geöffnet wird, so dass anschließend der Start eines Hydromotors sicher verhindert ist und ohne eine Gefährdung im Motorraum gearbeitet werden kann. Anstelle einer starren Koppelstange könnte die Verbindung zwischen der Motorhaube 10 und dem Ventil 24 auch ein Seilzug oder ein Bowdenzug in Verbindung mit einer Rückstellfeder vorgesehen sein. Die Anordnung der Bauteile ist dann flexibler.
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Ist der Druckspeicher 20 einmal entladen, ist natürlich nicht ohne Weiteres ein hydraulisches Starten der Brennkraftmaschine möglich. Entweder ist der Druckspeicher zuvor mit einer Handpumpe aufzuladen oder es ist ein zusätzlicher elektrischer Anlasser vorhanden, der in diesem Fall benutzt wird.
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Möglich erscheint bei den Ausführungsbeispielen nach den 2 und 3 eine Entlastung des Druckspeichers 20 auch über das Ventil 22, indem dessen Elektromagnet bestromt wird. Das Ventil 22 kann eventuell zusätzlich auch mit einer manuellen Betätigungsmöglichkeit ausgestattet werden. Allerdings läuft bei einer Entladung des Druckspeichers über das Ventil 22 zunächst das Lüfterrad an, so dass, wenn die Schutzeinrichtung gleich entfernt wird, zunächst noch eine Gefährdung besteht. Günstiger erscheint deshalb eine direkte Entlastung des Druckspeichers 20 über das Entlastungsventil 24 in den Tank 28, wie dies die beiden Ausführungsbeispiele nach den 2 und 3 zeigen. zeigen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 wird das Lüfterrad 25 direkt mechanisch von dem Dieselmotor 18 angetrieben. Es fehlen deshalb bei diesem Ausführungsbeispiel der Hydromotor 21 und das Ventil 22. Ansonsten sind die hydrostatische Maschine 19, der Druckspeicher 20, das Ventil 23 und das Ventil 24 Über die Druckleitungen 26 und 27 genauso miteinander verschaltet wie bei den Ausführungsbeispielen nach den 2 und 3. Ohne dass dies näher dargestellt wäre ist, ein Entfernen der der Motorhaube aus der Schutzposition wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 oder wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 mechanisch zwangsweise mit einer Entladung des Druckspeichers verknüpft ist, indem das Entlastungsventil 24 beim Öffnen der Motorhaube 10 geöffnet wird oder vor dem Öffnen der Motorhaube zwingend geöffnet werden muss. Eine Gefährdung von Personen durch eine laufende Brennkraftmaschine und das mitlaufende Lüfterrad ist somit ebenfalls ausgeschlossen.
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Ein rotierender Lüfter als Gefahrenquelle ist nur beispielhaft dargestellt. Auch ein Hydrozylinder, der aus dem Druckspeicher gespeist wird, könnte gefährlich sein, wenn er sich unerwartet bewegt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Motorhaube
- 11
- strukturfeste Achse
- 18
- Brennkraftmaschine
- 19
- hydrostatische Maschine
- 20
- hydro-pneumatischer Druckspeicher
- 21
- Hydromotor
- 22
- Ventil
- 23
- Ventil
- 24
- Ventil
- 25
- Lüfterrad
- 26
- Druckleitung
- 27
- Druckleitung
- 28
- Tank
- 29
- Handhabe
- 30
- Hebelmechanismus
- 35
- Hydrozylinder
- 36
- Druckraum
- 37
- Kolben
- 38
- Kolbenstange
- 39
- Lasche
- 40
- Druckfeder
- 45
- Koppelstange
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012010536 A1 [0003]
- DE 102010005319 A1 [0004]
- WO 2012/125798 A1 [0006]
