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Die vorliegende Erfindung betrifft ein kompaktes Hydraulik-Antriebsaggregat und zwar insbesondere dessen Gehäuse.
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Hydraulische Antriebsaggregate sind dem Fachmann allgemein bekannt. Ein solches Aggregat beinhaltet üblicherweise einen Vorratsbehälter, in dem Öl oder eine sonstige geeignete Flüssigkeit gespeichert ist, sowie eine Ölpumpe, die elektrisch, durch einen Verbrennungsmotor oder dergleichen angetrieben werden kann. Diese Ölpumpe bzw. deren Antrieb wird üblicherweise derart angesteuert, dass am Ausgang des Aggregats ein gewünschter hydraulischer Druck entsteht. Ergänzend enthält ein solches Aggregat noch Hydraulikventile, elektrische Steuergeräte und dergleichen, die dem Fachmann allgemein bekannt sind und auf die hier nicht weiter eingegangen wird.
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Der erzeugte hydraulische Druck dient dazu, Geräte – auch Werkzeuge oder dergleichen – antreiben zu können, die durch eine geeignete hydraulische Leitung mit dem Ausgang des Aggregats verbunden sind. Solche Geräte sind beispielsweise große Beton-Kernbohrer, hydraulische Beton-Abbaugeräte, Hydraulikschneidwerkzeuge, Hydraulikpressen, Maschinen, Anlagen, Antriebe oder dergleichen, die über entsprechende Aktuatoren, wie Zylinder und/oder Motoren angetrieben werden.
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Diese Geräte können zwar grundsätzlich eine Einheit mit ihrem zugehörigen Hydraulik-Antriebsaggregat bilden. Es ist jedoch häufig vorteilhaft, wenn das Hydraulik-Antriebsaggregat von seinen zugehörigen Geräten mechanisch getrennt angeordnet ist. Somit besteht also die einzige Verbindung zwischen dem Aggregat und den zugehörigen Geräten durch die zugehörige Hydraulikleitung und ggf. durch elektrische Leitungen, durch die eine gemeinsame Steuerung des Aggregats zusammen mit seinen Geräten ermöglicht wird.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn derartige Hydraulik-Antriebsaggregate kompakt aufgebaut sind, wie beispielsweise beschrieben in der Patentanmeldung
GB 2 114 235 A , welche ein tragbares hydraulisches Antriebsaggregat betrifft, das eine besondere Kühlanordnung aufweist.
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Auch die europäische Patentanmeldung
EP 0 452 261 A1 betrifft ein kompaktes Hydraulik-Antriebsaggregat. Dieses ist fahrbar und enthält einen Elektromotor, ein mit diesem antriebsverbundenes Pumpenaggregat, mit dem ein Hochdruck erzeugbar sein soll, sowie alle zur Steuerung und Regelung erforderlichen Geräte, Schalter und Anzeigeinstrumente. Ferner sind dort Anschlussarmaturen für das Drucköl und für Kühlwasser sowie ein Öltank vorhanden. Das dort beschriebene Antriebsaggregat ist mit zwei Rädern versehen und enthält ein Chassis, das außen durch Abdeckbleche verkleidet ist.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 0 694 700 A1 betrifft ein mobiles Hydrauliksystem mit Arbeitsgeräten, wie beispielsweise Quetsch- und Klemmwerkzeuge oder Rettungsgeräte wie Schneidwerkzeuge. Bei dem dortigen System bilden dessen Pumpe, Motor, Batterie und Hydraulikspeicher gemeinsam ein kompaktes, portables Hydraulik-Antriebsaggregat. Da dort das zugehörige Arbeitsgerät von dessen Hydraulik-Antriebsaggregat getrennt ist, besteht das gesamte System aus zwei tragbaren Teilen, die einfach transportiert werden können. Zudem bietet sich der Vorteil, dass das Arbeitsgerät auch an andere Hydraulikversorgungen angeschlossen werden kann. Das dortige Hydraulik-Antriebsaggregat, das auch eine Schalt- bzw. Regeleinrichtung und eine Ladeanzeige aufweisen kann, kann somit als Ergänzung betrachtet werden, um eine besonders hohe Mobilität zu erreichen. Bei dem dortigen System kann das Arbeitsgerät (a) mit einer hydraulischen Verbindungsleitung mit dem Hydraulikaggregat verbunden sein (Einschlauchgerät) oder (b) mit einer hydraulischen Zuleitung und einer hydraulischen Rückleitung (Zweischlauchgerät).
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Das in dieser Patentanmeldung beschriebene kompakte und portabel ausgebildete Hydraulikaggregat weist ein Gehäuse auf, in dem eine Hydraulikpumpe, ein Motor, zwei Batterien und ein Hydraulikspeicher untergebracht sind. Das Gehäuse ist beispielsweise aus stabilem Metall gefertigt und weist an seiner Unterseite an allen Ecken Stützfüße auf, auf die das Aggregat im mobilen Einsatz gestellt werden kann.
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Ebenso kann das dortige Gehäuse aus Kunststoff mit hinreichender Festigkeit oder anderen geeigneten Materialien gefertigt sein. Das dortige Gehäuse ist rundherum geschlossen, um die darin enthaltenen Teile vor Beschädigungen im mobilen Einsatz zu schützen. Dabei weist das Gehäuse eine Ausnehmung auf, um einer hydraulischen Verbindungsleitung einen Anschluss an die Hydraulikpumpe zu ermöglichen.
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Die aus dem genannten Stand der Technik bekannten Hydraulik-Antriebsaggregate werden zwar als kompakt und mobil bzw. portabel beschrieben. Es ist dem Stand der Technik jedoch nicht zu entnehmen, ob und wie spezielle gesetzliche Vorschriften eingehalten werden, wie insbesondere diejenigen des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG).
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Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse für ein Hydraulik-Antriebsaggregat zu beschreiben, das einerseits sehr kompakt ist und andererseits auch die Vorschriften des Wasserhaushaltsgesetzes erfüllt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse nach Anspruch 1. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen enthalten. Der letzte Anspruch betrifft ein Hydraulik-Antriebsaggregat, das ein erfindungsgemäßes Gehäuse verwendet.
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Das erfindungsgemäße Gehäuse für ein Hydraulik-Antriebsaggregat – oder auch Hydraulikaggregat – umfasst zunächst ein Chassis, das eine Vielzahl von Außenwänden enthält, deren Anzahl von der äußeren Gestaltung des Gehäuses bzw. Chassis abhängt. Üblicherweise werden vier solcher Außenwände verwendet, so dass das Chassis eine quaderförmige oder würfelförmige Form hat. Zusätzlich zu diesen Außenwänden ist ein Chassis-Boden vorgesehen. Die Außenwände sind flüssigkeitsdicht mit dem Chassis-Boden verbunden. Weiterhin sind benachbarte Außenwände zumindest im Bereich des Chassis-Bodens ebenfalls flüssigkeitsdicht miteinander verbunden. Flüssigkeitsdicht bezieht sich dabei auf die für das Aggregat verwendete Hydraulikflüssigkeit, also üblicherweise auf Öl bzw. Ölgemische.
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Solche flüssigkeitsdichten Verbindungen können, in Abhängigkeit vom verwendeten Chassis-Material, auf verschiedene Weise realisiert werden, wie beispielsweise durch Schweißen, Kleben oder dergleichen. Durch die genannten Verbindungen entsteht auf einfache Weise eine Wanne, in die eventuell auslaufende Hydraulikflüssigkeit aufgefangen werden kann.
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Das erfindungsgemäße Gehäuse hat somit auch den Vorteil, dass es alle Elemente eines Hydraulikaggregats innerhalb der Anordnung aus Außenwänden und Chassis-Boden aufnehmen kann. Damit stellt es einen Schutzraum dar und kann auch als eine Art Transportbox dienen, ohne dass übliches Verpackungsmaterial und üblicher Verpackungsaufwand notwendig sind. Dieser Vorteil wird noch ausgebaut, wenn zusätzlich eine obere Abdeckung des Chassis bzw. Gehäuses vorhanden ist, die als Schutz vor Regen, Sonne oder dergleichen dienen kann. Diese Abdeckung kann fest montiert sein – wie beispielsweise durch Schweißen oder dergleichen – und/oder abnehmbar sein.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Gehäuse ausschließlich aus Kunststoff hergestellt wird, wie beispielsweise aus Polyethylen. In einem solchen Fall werden die oben genannten Verbindungen zwischen den Außenwänden und dem Chassis-Boden – sowie ggf. mit der zuvor genannten oberen Abdeckung – durch Kunststoff-Schweißen ermöglicht.
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Die ausschließliche Verwendung von Kunststoff hat viele Vorteile gegenüber der sonst üblichen Verwendung von Metall, wie beispielsweise:
- – bei der Bearbeitung, wie Bohren von Löchern, Feilen und dergleichen, entstehen keine Metallspäne, die in die Hydraulikflüssigkeit gelangen und so dem Hydraulikaggregat schaden können
- – es ist für viele RAL-Farbtöne eine einfache Durchfärbung möglich, wodurch Lackabplatzungen vermieden werden können
- – kostengünstige Herstellung
- – Gewichtsersparnis
- – Korrosionsbeständigkeit
- – einfacherer Einsatz in der Lebensmittelindustrie
- – gute Recyclingfähigkeit des Gehäuses wegen Materialhomogenität
- – Einhaltung der Vorschriften für den Explosionsschutz – und somit einfachere ATEX- und Exx-Zulassungen.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest eine Innenwand vorgesehen. Diese verläuft innerhalb der Außenwände senkrecht, bezogen auf den Normalbetrieb des Aggregats. Eine solche Innenwand verleiht dem Gehäuse bzw. Chassis zusätzliche Stabilität. Außerdem können daran auch Komponenten des Aggregats befestigt werden. Bevorzugterweise ist diese Innenwand fest mit einer oder mit mehreren der Außenwände verbunden, wie durch Schweißen, Kunststoff-Schweißen, Kleben oder dergleichen. Sie kann außerdem oder stattdessen fest mit dem Chassis-Boden verbunden sein. Damit in einem solchen Fall die Funktion der Auffangwanne ausreichend ermöglicht wird, sind im unteren Bereich der senkrechten Innenwand Öffnungen vorgesehen, wodurch eventuell aufzufangende Hydraulikflüssigkeit durchfließen kann.
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Durch die Anordnung von mindestens einer weiteren Innenwand, die senkrecht zu der ersten Innenwand verläuft – also üblicherweise waagerecht – kann die Stabilität des Gehäuses bzw. Chassis weiter erhöht werden. Dadurch ist eine selbsttragende Konstruktion möglich, wodurch schwere Lasten aufgenommen werden können, wie beispielsweise Motor-Pumpenkombinationen, Ventilverkettungen, Lüfter und dergleichen. Außerdem kann dadurch eine Vibrationsdämmung und auch eine Dämmung von Stößen erzielt werden, wie sie beispielsweise beim Transport auftreten können. Bevorzugterweise ist diese horizontale Innenwand fest mit einer oder mit mehreren der Außenwände und/oder mit der senkrechten Innenwand verbunden. Auch dafür sind Verfahren, wie Schweißen, Kunststoff-Schweißen, Kleben oder dergleichen besonders geeignet.
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In den Außenwänden können oberhalb der Auffangwanne auch verschiedene Öffnungen vorgesehen sein. In Abhängigkeit von deren Ausgestaltung und Anordnung können diese für einen hängenden Transport, wie beispielsweise durch einen Kran, verwendet werden. Größere Öffnungen erlauben außerdem den Zugang zu den Komponenten des Aggregats, wodurch insbesondere eine Reparatur, Wartung, Reinigung oder dergleichen auf einfache Weise ermöglicht wird.
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Die Transportmöglichkeiten des Aggregats können weiterhin verbessert werden, wenn unterhalb des Chassis ein Sockel vorhanden ist, der außerdem Öffnungen aufweist, in die die Gabeln eines Gabelstaplers hinein und heraus bewegt werden können.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen mit zugehörigen Abbildungen erläutert. Dabei zeigen
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1 eine erste perspektivische Sicht auf ein Hydraulik-Antriebsaggregat
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2 eine zweite perspektivische Sicht auf das Hydraulik-Antriebsaggregat
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3 eine dritte perspektivische Sicht auf das Hydraulik-Antriebsaggregat
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Bei den folgenden Beschreibungen von bevorzugten Ausführungen beziehen sich Ortsangaben – wie rechts, links, oben, unten, waagerecht, senkrecht – üblicherweise auf die Darstellung in den zugehörigen Figuren und betreffen daher nicht Positionen von Elementen im betriebsbereiten Zustand des Hydraulik-Antriebsaggregats 10.
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1 zeigt eine erste perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Hydraulik-Antriebsaggregats 10. Dabei sind innerhalb eines Gehäuses 12 eine Vielzahl von technischen Komponenten enthalten und miteinander verbunden, wie insbesondere ein erster Elektromotor 14 zum Antrieb einer ersten Hydraulikpumpe 15 (s. 2), ein zweiter Elektromotor 16 zum Antrieb einer zweiten Hydraulikpumpe 17 (s. 2), ein Ausgleichsbehälter bzw. Speicher 18, ein elektrischer Lüfter 20, ein saugseitiger Kugelhahn 22, eine Ventilgrundplatte mit mehreren Ventilen 24, ein Hydrauliktank 26, in dem Öl oder eine sonstige geeignete Flüssigkeit vorrätig ist, sowie eine Regeleinheit 28, die mechanisch und/oder elektrisch bzw. elektronisch arbeitet und zur Ansteuerung der Hydraulikpumpen 15, 17 und/oder der zugehörigen Elektromotoren 14, 16 dient.
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Da derartige technische Komponenten sowie deren Funktionen an sich bekannt sind, und das Wesentliche der vorliegenden Erfindung die Anordnung dieser Komponenten sowie die Gestaltung des Gehäuses 12 betrifft, wird auf die genannten technischen Komponenten im Folgenden nur insoweit eingegangen, wie es für das Verständnis der vorliegenden Erfindung sinnvoll ist.
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Das Gehäuse 12 enthält im Wesentlichen einen Sockel 30, der rahmenförmig gestaltet ist und eine Vielzahl von Öffnungen 13 aufweist, die derart gestaltet und angeordnet sind, dass Gabeln eines üblichen Gabelstaplers dort hineinragen können. Auf dem Sockel 30 befindet sich ein Chassis 31, das vier Außenwände aufweist, nämlich eine Vorderwand 32, eine Rückwand 34, eine linke Seitenwand 36 und eine rechte Seitenwand 38. Die seitlichen Außenwände 36, 38 weisen im oberen Bereich jeweils zwei Öffnungen 39 auf, die zur Befestigung von Schäkeln oder dergleichen dienen können. Im Inneren des Chassis sind eine senkrechte Innenwand 40 sowie ein horizontaler Boden 41 angeordnet, der sich zwischen der senkrechten Innenwand 40 und der Vorderwand 32 befindet. Zwischen der senkrechten Innenwand 40 und der Rückwand 34 befindet sich der Hydrauliktank 26, der im Folgenden auch Öltank genannt wird. Der Öltank 26 ist nach oben begrenzt durch eine Tank-Oberseite 42 und nach unten durch eine Tank-Unterseite 44 (s. 3). Dabei dient die Tank-Oberseite 42 auch als weiterer horizontaler Boden, auf dem der Lüfter 20 angeordnet ist.
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Der Öltank 26 enthält zwei Kammern 26a, 26b (s. 3), die miteinander durch einen Verbindungskanal verbunden sind (in den Figuren nicht gezeigt). Die erste Tankkammer 26a weist einen ersten Manndeckel 45 auf, der geöffnet werden kann und so einen Einstieg in die erste Tankkammer 26a ermöglicht, beispielsweise für Reinigungs-, Wartungsarbeiten oder dergleichen. Entsprechend weist die zweite Tankkammer 26b einen zweiten Manndeckel 46 auf, der im geöffneten Zustand einen entsprechenden Einstieg ermöglicht. Weitere Einzelheiten zu der Gestaltung des Öltanks 26 werden zusammen mit 3 beschrieben.
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Die vier Außenwände 32, 34, 36, 38 weisen Außen-Öffnungen 48 auf, durch die eine räumliche Verbindung zwischen dem Chassis-Inneren und der Außenwelt ermöglicht wird. Diese Öffnungen können insbesondere für Reinigungs- und Wartungsarbeiten verwendet werden. Sie dienen außerdem für eine effektive Belüftung und Kühlung des Hydraulik-Antriebsaggregats 10. Die vier Außenwände 32, 34, 36, 38 sind derart miteinander fest verbunden, dass ihre jeweiligen Verbindungen zumindest im unteren Bereich 49, also unterhalb der Außen-Öffnungen 48, flüssigkeitsdicht sind, insbesondere bezüglich der verwendeten Hydraulikflüssigkeit, wie Öl oder dergleichen. Das kann durch eine geeignete Verbindungs- bzw. Fügetechnik erzielt werden, worauf weiter unten konkreter eingegangen wird.
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Auf der Chassis-Unterseite, also zwischen den vier Außenwänden 32, 34, 36, 38 und dem Sockel 30 befindet sich ein Chassis-Boden 50, der in den Figuren jeweils durch zwei gestrichelte Linien angedeutet ist. Auch zwischen den Außenwänden 32, 34, 36, 38 einerseits und dem Chassis-Boden 50 andererseits besteht eine flüssigkeitsdichte Verbindung, die vergleichbar ist mit denen zwischen den jeweils benachbarten Außenwänden.
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2 zeigt ebenfalls eine perspektivische Sicht auf das Hydraulik-Antriebsaggregat 10, das hier, im Vergleich zu der Darstellung der 1, um 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht ist. Gleiche Mittel wie in 1 sind mit den gleichen Referenzzeichen versehen, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle vorherigen Markierungen vorgenommen wurden. In 2 sind im Wesentlichen die gleichen Mittel gezeigt wie in 1, so dass eine weitergehende Beschreibung dafür nicht notwendig ist.
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3 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf das Hydraulik-Antriebsaggregat 10, das hier, im Vergleich zu der Darstellung der 1, um 90 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht ist. Gleiche Mittel wie in 1 sind mit den gleichen Referenzzeichen versehen, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle vorherigen Markierungen vorgenommen wurden.
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In 3 sind insbesondere Einzelheiten des Öltanks 26 erkennbar, die bisher nicht zu sehen waren, wie auch ein Ölstandsanzeiger 52. Wie bereits erwähnt, weist der Öltank 26 eine Tank-Oberseite 42 und eine Tank-Unterseite 44 auf, die hier durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Diese verläuft nicht horizontal, also parallel zu dem Chassis-Boden 50, sondern weist ein Gefälle derart auf, dass die Tank-Unterseite 44 im Bereich der Seitenwand 36, welche sich aufgrund der gedrehten Darstellung in 3 rechts befindet, höher ist als im Bereich der gegenüber liegenden Seitenwand 38. Das heißt auch, dass die erste Tankkammer 26a sich oberhalb der zweiten Tankkammer 26b befindet. Dadurch wird ermöglicht, dass Öl – oder eine sonstige geeignete Hydraulikflüssigkeit – aufgrund der Schwerkraft von der ersten Tankkammer 26a durch den hier nicht gezeigten Verbindungskanal in die zweite Tankkammer 26b fließen kann. Dieser Effekt wird erfindungsgemäß dafür verwendet, dass die erste Tankkammer 26a als Öl-Rücklauf Speicher dient. Das heißt, dass Öl vom Rücklauf der hydraulischen Aktuatoren (in den Abbildungen nicht gezeigt dort hinein fließt und sich dort beruhigen kann, wodurch eventueller Öl-Schaum, der sich durch den hydraulischen Arbeitsprozess gebildet hat, abgebaut werden kann. Das derart beruhigte Öl fließt anschließend durch den Verbindungskanal in die zweite Tankkammer 26b. Das dort vorhandene Öl wird für den hydraulischen Arbeitsprozess angesaugt durch die Hydraulikpumpen 15, 17.
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Das Gehäuse 12 ist bevorzugterweise aus einem Kunststoff gefertigt, der resistent ist gegenüber der verwendeten Hydraulikflüssigkeit, wie Öl oder dergleichen. Besonders geeignet dafür ist Polyethylen (PE), das sich einfach verarbeiten lässt. Durch die flüssigkeitsdichten Verbindungen zwischen benachbarten Außenwänden 32, 34, 36, 38, sowie außerdem zwischen diesen Außenwänden und dem Chassis-Boden 50, wird im unteren Bereich 49 der Außenwände eine flüssigkeitsdichte Auffangwanne realisiert, welche unterhalb des Tanks 26 und auch unterhalb der übrigen ölführenden Elemente – wie Ölpumpe, Ventile, Anschlussstutzen, usw. – angeordnet ist und wie sie gesetzlich vorgeschrieben ist, insbesondere durch die Vorschriften des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG). Die genannten Verbindungen werden beispielsweise durch Kunststoff-Schweißen ermöglicht.
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Damit eine sichere Funktion der Auffangwanne trotz der Außenöffnungen 48 gewährleistet ist, missen die Außenöffnungen 48 bzw. deren Unterseiten einen Mindestabstand h von der Oberseite des Chassis-Bodens 50 haben. Dieser Mindestabstand h ist beispielhaft an einigen Stellen in den Figuren eingezeichnet. Wenn der Chassis-Boden 50 innerhalb der Außenwände 32, 34, 36, 38 eine Fläche F aufweist, gilt: F × h ist größer als das Volumen des Öltanks 26.
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Die besondere Gestaltung des Chassis 31, insbesondere die Anordnung der senkrechten Innenwand 40 zusammen mit dem horizontalen Boden 41 und dem Tank 26 ermöglicht eine selbsttragende Konstruktion. Diese kann außerdem schwere Lasten aufnehmen, wie die einzelnen Komponenten des Hydraulik-Antriebsaggregats 10; also insbesondere die Motor-Pumpen-Kombinationen, Ventilverkettungen, Lüfter 20, usw.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hydraulik-Antriebsaggregat
- 12
- Gehäuse
- 13
- Gabelstapler-Öffnungen
- 14
- erster Elektromotor
- 15
- erste Hydraulikpumpe
- 16
- zweiter Elektromotor
- 17
- zweite Hydraulikpumpe
- 18
- Ausgleichsbehälter, Speicher
- 20
- Lüfter
- 22
- Kugelhahn
- 24
- Ventile auf einer Ventilgrundplatte
- 26
- Öltank
- 26a, 26b
- erste, zweite Tankkammer
- 28
- Regeleinheit
- 30
- Sockel
- 31
- Chassis
- 32
- Vorderwand
- 34
- Rückwand
- 36
- linke Seitenwand
- 38
- rechte Seitenwand
- 39
- Schäkel-Öffnungen
- 40
- senkrechte Innenwand
- 41
- horizontaler Boden
- 42
- Tank-Oberseite
- 44
- Tank-Unterseite
- 45
- Erster Manndeckel für Tank-Einstieg (zu 26a)
- 46
- Zweiter Manndeckel für Tankeinstieg (zu 26b)
- 48
- Außenöffnungen in den Außenwänden
- 49
- unterer Bereich der Außenwände
- 50
- Chassis-Boden
- 52
- Ölstandsanzeiger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 2114235 A [0005]
- EP 0452261 A1 [0006]
- EP 0694700 A1 [0007]
