DE19906689A1

DE19906689A1 - Hydraulikantrieb für Schwimmbagger

Info

Publication number: DE19906689A1
Application number: DE1999106689
Authority: DE
Inventors: Jan Butzmann; Bernd Wuerdemann
Original assignee: Krupp Foerdertechnik GmbH
Current assignee: Luebecker Maschinenbau GmbH
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2000-08-24

Abstract

Ein mit mehreren von einem Motor (1) angetriebenen Hydraulikpumpen (P1, P5, P2, P3, P4) versehener Hydraulikantrieb für Einrichtungen eines Schwimmbaggers, bei dem zwei voneinander unabhängige Hydraulikkreise vorgesehen sind, und zwar ein hydraulisch geschlossener Kreis hauptsächlich für den Schneidkopfantrieb und ein hydraulisch offener Kreis hauptsächlich für die Winden-, Pfahlhub- und Nebenantriebe, wird dadurch verbessert, DOLLAR A - daß alle Hydraulikpumpen (P1, P5, P2, P3, P4) auf einer gemeinsamen Welle (3) angeordnet sind DOLLAR A - und daß die gemeinsame Welle (3) unmittelbar von dem Motor (1) angetrieben ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen mit mehreren von einem Motor angetriebenen Hydraulikpumpen versehenen Hydrau likantrieb für Einrichtungen eines Schwimmbaggers, bei dem zwei voneinander unabhängige Hydraulikkreise vorge sehen sind, und zwar ein hydraulisch geschlossener Kreis hauptsächlich für den Schneidkopfantrieb und ein hydrau lisch offener Kreis hauptsächlich für die Winden-, Pfahlhub- und Nebenantriebe. Der Motor kann ein Elektro motor sein. Vorwiegend werden aber Dieselmotoren ein gesetzt. Der Motor ist innerhalb enger Grenzen regelbar; üblicherweise arbeitet er jedoch bei einer konstanten optimalen Drehzahl.

Bei den bekannten Hydraulikantrieben für Schwimmbagger erfolgt der Antrieb über ein mit dem Motor, in aller Regel ein Dieselmotor, in Verbindung stehendes Vertei lergetriebe, an dem mehrere Pumpen parallel angeschlos sen sind. Die stufenlose Regelung der Drehzahl des Schneidkopfantriebs erfolgt hierbei beispielsweise durch zwei große Verstellpumpen, die unabhängig voneinander mit dem Verteilergetriebe in Verbindung stehen. Diese Verstellpumpen können jeweils in beide Förderrichtungen stufenlos gefahren werden, so daß auch die Summe Null gefördert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Hydraulikantriebe für Schwimmbagger zu verbessern.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einem Hydraulikantrieb für Einrichtungen eines Schwimmbaggers der eingangs genannten Art darin,

- daß alle Hydraulikpumpen auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind
- und daß die gemeinsame Welle unmittelbar von dem Motor angetrieben ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Hydraulikantriebs macht ein Verteilergetriebe überflüssig. Durch den Wegfall des Verteilergetriebes werden erhebliche Kosten eingespart.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die gemeinsame Welle aus mehreren, der Anzahl der Hydraulikpumpen ent sprechenden Wellenabschnitten gebildet, die über Kupplungen miteinander verbunden sind, wobei die Wellen abschnitte - außer dem letzten - durch die Hydraulik pumpen hindurchgeführt sind, während der letzte Wellen abschnitt nur an einer Seite aus der betreffenden Hy draulikpumpe herausragt, und ist der Wellenabschnitt der vorderen Hydraulikpumpe von dem Motor angetrieben.

Es können somit handelsübliche Hydraulikpumpen verwendet werden. Außerdem lassen sich die Hydraulikpumpen leicht austauschen. Die beteiligten Konstantpumpen können sämt lich baugleich ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise haben diese Konstantpumpen die gleiche Leistung wie die diesen zugeordnete Verstellpumpe.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in dem geschlossenen Kreis für die stufenlose Regelung der Drehzahl des Schneidkopfantriebs eine in beiden Rich tungen verstellbare Verstellpumpe und für den für höhere Drehzahlen des Schneidkopfes benötigten Ölvolumenstrom mindestens zwei sequentiell zuschaltbare Konstantpumpen vorgesehen, wobei die Konstantpumpen zweckmäßigerweise als Flügelzellenpumpen ausgestaltet sind. Flügelzellen pumpen fördern bei konstanter Antriebsdrehzahl eine konstante Fördermenge.

Durch die zuschaltbaren Konstantpumpen wird die Regelung der Drehzahl des Schneidkopfantriebs wesentlich verein facht. Darüber hinaus können einige Steuerorgane ent fallen, die bei den bekannten Hydraulikantrieben für Schwimmbagger notwendig sind. Beim Zu- bzw. Abschalten der zuschaltbaren Konstantpumpen wird ein Sprung des Fördervolumens durch entsprechendes gleichzeitiges Herunter- bzw. Herauffahren des Förderstromes der Verstellpumpe vermieden. Soll der Gesamtförderstrom geringer sein als die Fördermenge einer einzelnen oder mehrerer Konstantpumpen, so wird die Verstellpumpe in die dazu umgekehrte Förderrichtung gesteuert, bei ange paßter eigener Fördermenge. Der Volumenstrom nicht zugeschalteter Konstantpumpen wird über Steuerventile in den Rücklauf, Tank bzw. Kreislauf, geleitet.

Dadurch, daß mindestens zwei sequentiell zuschaltbare Konstantpumpen vorgesehen sind, wird der Wirkungsgrad des Hydraulikantriebs wesentlich verbessert. Die zu schaltbaren Konstantpumpen werden durch schaltbare Druckbegrenzungsventile im Normalzustand auf Rücklauf druck gelegt und fördern einen Ölstrom gemäß ihrem geo metrischen Schluckvolumen von der Saug- zur Druckseite gegen Rücklaufdruck. Sobald nun im Arbeitskreis mehr Volumenstrom benötigt wird, schalten die Druckbegren zungsventile zunächst eine, dann zwei und schließlich gegebenenfalls drei und mehr Konstantpumpen - je nach Volumenstrombedarf - auf Arbeitsdruck. Dabei wird die Verstellpumpe bei jedem Zuschalten um den der zugeschal teten Konstantpumpe entsprechenden Fördersstrom zurück genommen. Dies hat zur Folge, daß die Konstantpumpen ihren Volumenstrom nicht gegen Arbeitsdruck fördern müssen, sondern nur gegen Rücklaufdruck. Bei Förderung des Volumenstroms gegen Arbeitsdruck würden nämlich - je nach Stellung der Verstellpumpe - erhebliche Verluste entstehen, und zwar auch dann, wenn der Volumenstrom gar nicht gebraucht wird. Um dies zu verdeutlichen: Geht man beispielsweise von einem Arbeitsdruck von 220 bar aus, so beträgt der Rücklaufdruck nur etwa 10 bar.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die erfindungs gemäße Ausgestaltung des Hydraulikantriebs dadurch, daß die bei den bekannten Hydraulikantrieben für Schwimm bagger für die Versorgung der Kühlkreisläufe notwendigen Pumpen vollständig entfallen. Deren Förderstrom wird aus den vorgenannten Hauptförderströmen abgezweigt. Ferner entfallen viele Filter und ein Teil der Verrohrung.

Der erfindungsgemäße Hydraulikantrieb kann noch da durch verbessert werden, daß in dem offenen Kreis für die Winden-, Pfahlhub- und Nebenantriebe eine Verstellpumpe vorgesehen ist, die im sogenannten "Load-sensing-Betrieb" gefahren wird. Der Begriff "Load-sensing-Betrieb" ist ein in Fachkreisen geläufiger Begriff; man versteht darunter eine lastgesteuerte Druckregelung der Verstellpumpe.

Durch die Verwendung einer einzigen starken Verstell pumpe mit konstanter Förderrichtung für die Winden-, Pfahlhub- und Nebenantriebe anstelle mehrerer Einzel pumpen wird die Steuerung des erfindungsgemäßen Hydrau likantriebs wesentlich erleichtert. Der Förderstrom gelangt über Ventile zu den jeweiligen Antrieben. Durch den Load-sensing-Betrieb ist gewährleistet, daß höchst nötiger Druck erzeugt wird und die Antriebe, die gerin geren Druck benötigen, über Druckwaagen mit dem jeweils geforderten Druck und Volumenstrom versorgt werden.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Hydraulikantriebs für Einrichtungen eines Schwimmbaggers näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schaltplan für einen Hydraulikantrieb in schematischer und weitgehend vereinfachter Darstellung;

Fig. 2 einen im Wesentlichen der Fig. 1 entsprechenden anderen Schaltplan.

Wie Fig. 1 zeigt, ist an der aus dem Motor 1 aus tretenden Welle 2 eine durch fünf Pumpen P1, P5, P2, P3 und P4 hindurchgeführte Welle 3 angekoppelt. Die Pumpen P1 und P5 sind als Verstellpumpen und die Pumpen P2, P3 und P4 sind als Konstantpumpen ausgebildet. Im vor liegenden Fall sind die Konstantpumpen P2, P3 und P4 als Flügelzellenpumpen ausgestaltet. Für das Zuschalten der Konstantpumpen P2, P3 und P4 sind schaltbare Druck begrenzungsventile D2, D3 und D4 vorgesehen.

Die Pumpe P1 sowie die Pumpen P2, P3 und P4 befinden sich in einem hydraulisch geschlossenen Kreis haupt sächlich für den Schneidkopfantrieb, während sich die Pumpe P5 in einem hydraulisch offenen Kreis haupt sächlich für die Winden-, Pfahlhub- und Nebenantriebe befindet.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungbeispiel be steht die Welle 3 aus mehreren Wellenabschnitten W1, W5, W2, W3 und W4, die durch Kupplungen 4 miteinander ver bunden sind. Die Wellenabschnitte W1, W5, W2 und W3 sind durch die Hydraulikpumpen P1, P5, P2 und P3 hin durchgeführt, während der letzte Wellenabschnitt W4 nur an einer Seite aus der betreffenden Hydraulikpumpe P4 herausragt. Der Wellenabschnitt W1 der vorderen Hy draulikpumpe P1 ist über eine Kupplung 6 mit der aus dem Motor 1 austretenden Welle 2 von dem Motor 1 angetrieben.

Claims

1. Mit mehreren von einem Motor angetriebenen Hydrau likpumpen versehener Hydraulikantrieb für Einrich tungen eines Schwimmbaggers, bei dem zwei vonein ander unabhängige Hydraulikkreise vorgesehen sind, und zwar ein hydraulisch geschlossener Kreis haupt sächlich für den Schneidkopfantrieb und ein hydrau lisch offener Kreis hauptsächlich für die Winden-, Pfahlhub- und Nebenantriebe, dadurch gekennzeichnet,

1. 1.1 daß alle Hydraulikpumpen (P1, P5, P2, P3, P4) auf einer gemeinsamen Welle (3) angeordnet sind
2. 1.2 und daß die gemeinsame Welle (3) unmittelbar von dem Motor (1) angetrieben ist.

2. Hydraulikantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die gemeinsame Welle (3) aus mehreren, der Anzahl der Hydraulikpumpen (P1, P5, P2, P3, P4) entsprechenden Wellenabschnitten (W1, W5, W2, W3, W4) gebildet ist, die über Kupplungen (4) mit einander verbunden sind, wobei die Wellenabschnitte (W1, W5, W2, W3) - außer dem letzten (W4) - durch die Hydraulikpumpen (P1, P5, P2, P3) hindurchgeführt sind, während der letzte Wellenabschnitt (W4) nur an einer Seite aus der betreffenden Hydraulikpumpe (P4) herausragt, und daß der Wellenabschnitt (W1) der vorderen Hydraulikpumpe (P1) von dem Motor (1) angetrieben.

3. Hydraulikantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem geschlossenen Kreis für die stufenlose Regelung der Drehzahl des Schneid kopfantriebs eine in beiden Richtungen verstellbare Verstellpumpe (P1) und für den für höhere Drehzahlen des Schneidkopfes benötigten Ölvolumenstrom min destens zwei sequentiell zuschaltbare Konstantpumpen (P2, P3, P4) vorgesehen sind.

4. Hydraulikantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Konstantpumpen (P2, P3, P4) als Flügelzellenpumpen ausgestaltet sind.

5. Hydraulikantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem offenen Kreis für die Winden-, Pfahlhub- und Nebenantriebe eine Ver stellpumpe (P5) vorgesehen ist, die im sogenannten "Load-sensing-Betrieb" gefahren wird.