DE202011002115U1 - Safe hydraulic supply and vehicle crane - Google Patents

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Abstract

Sichere Hydraulikversorgung für eine aktive hydraulische Hinterachslenkung einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere Fahrzeugkran, wobei die Hydraulikversorgung eine ausgehende Versorgungsdruckleitung zur Bereitstellung des Versorgungsdruckes für einen anschließbaren Verbraucher, insbesondere einen hydraulischen Lenkkreis, aufweist und wenigstens zwei autark betriebenen Verstellpumpen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verstellpumpe einen pumpenspezifischen Ausgangsdruck liefert und jeweils mittelbar über wenigstens ein Rückschlagventil mit der Versorgungsdruckleitung in Verbindung steht, wobei die Anordnung der Rückschlagventile gewährleistet, dass stets der höchste pumpenspezifische Ausgangsdruck in die Versorgungsleitung einspeisbar ist.Safe hydraulic supply for an active hydraulic rear-axle steering of a mobile work machine, in particular a vehicle crane, the hydraulic supply having an outgoing supply pressure line for providing the supply pressure for a connectable consumer, in particular a hydraulic steering circuit, and comprising at least two independently operated variable displacement pumps, characterized in that each variable displacement pump has one supplies pump-specific output pressure and is in each case indirectly connected to the supply pressure line via at least one check valve, the arrangement of the check valves ensuring that the highest pump-specific output pressure can always be fed into the supply line.

Description

Die Erfindung betrifft eine sichere Hydraulikversorgung für eine aktive hydraulische Hinterachslenkung einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere Fahrzeugkran, wobei die Hydraulikversorgung eine ausgehende Versorgungsdruckleitung zur Bereitstellung des Versorgungsdruckes für einen anschließbaren Verbraucher, insbesondere einen hydraulischen Lenkkreis, aufweist und wenigstens zwei autark betriebenen Verstellpumpen umfasst.The invention relates to a safe hydraulic supply for an active hydraulic rear axle steering of a mobile work machine, in particular a mobile crane, wherein the hydraulic supply comprises an outgoing supply pressure line for providing the supply pressure for a connectable consumer, in particular a hydraulic steering circuit, and at least two independently operated variable displacement pumps.

Nach heutigem Standard werden bei mobilen Arbeitsmaschinen die hinteren Achsen des Fahrgestells nicht mehr über mechanische Lenkgestänge, sondern durch hydraulisch betriebene Lenkvorrichtungen gelenkt. Der Einsatz derartiger Lenkvorrichtungen bietet den Vorteil, dass diverse Lenkprogramme möglich oder zumindest einfacher umsetzbar sind.By today's standard, the rear axles of the chassis are no longer controlled by mechanical steering linkage, but by hydraulically operated steering devices on mobile machines. The use of such steering devices offers the advantage that various steering programs are possible or at least easier to implement.

Auch bei hydraulischen Lenksystemen stellt die Einhaltung der geforderten Sicherheitsstandards eine wesentliche Bedingung dar. Die redundante Auslegung spezifischer Bauteile führt bereits zu einer beachtlichen Erhöhung der Betriebssicherheit, indem zumindest ein stark eingeschränkter Notbetrieb im Fehlerfall aufrecht erhalten werden kann. Dem Stand der Technik sind dazu bereits einige Lösungsvorschläge zu entnehmen.Compliance with the required safety standards is also an essential condition in hydraulic steering systems. The redundant design of specific components already leads to a considerable increase in operational safety, since at least a severely restricted emergency operation can be maintained in the event of a fault. The prior art are already to find some solutions.

Ein wesentlicher Ansatzpunkt liegt hier in der Gewährleistung einer möglichst sicheren Hydraulikversorgung des Lenkkreises der hydraulischen Hinterachslenkung mit Hydraulikmedium. Die Hydraulikversorgung soll möglichst auch im Fehlerfall ein erforderliches Druckniveau bereitstellen, das beispielsweise zur Versorgung der Hydraulikkomponenten des angeschlossenen Lenkkreises dient. Ein Ausfall der Hydraulikpumpe würde ansonsten zu einem Totalausfall der gesamten Hinterachslenkung führen.An essential starting point here is to ensure the most reliable hydraulic supply to the steering circuit of the hydraulic rear-axle steering with hydraulic medium. The hydraulic supply should as possible provide a required pressure level even in the event of a fault, which serves for example to supply the hydraulic components of the connected steering circuit. Failure of the hydraulic pump would otherwise lead to a total failure of the entire rear axle steering.

In der EP 1 364 858 B1 wird ein Lenksystem gezeigt, das neben der Lenkpumpe, die zur Versorgung des Lenksystems mit Hydraulikmittel dient, noch eine Notlenkpumpe aufweist. Die Notlenkpumpe ist radgetrieben ausgeführt. Zwischen der Notlenkpumpe und den Lenkzylindern ist ein Mehrwegventil vorgesehen, das im stromlosen Zustand geöffnet ist. Im stromlosen Zustand wird der Lenkzylinder von der Notlenkpumpe mit Hydrauliköl versorgt, wobei jedoch eine gezielte Steuerung der Fördermenge nicht vorgesehen ist. Damit ist der Betrieb der Lenkvorrichtung im Notzustand nur eingeschränkt möglich.In the EP 1 364 858 B1 a steering system is shown, which in addition to the steering pump, which serves to supply the steering system with hydraulic fluid, still has a Notlenkpumpe. The emergency steering pump is wheel-driven. Between the emergency steering pump and the steering cylinders, a multi-way valve is provided which is open when de-energized. In the de-energized state, the steering cylinder is supplied by the emergency steering pump with hydraulic oil, but a targeted control of the flow rate is not provided. Thus, the operation of the steering device in an emergency condition is limited.

Demgegenüber schlägt die EP 1 243 497 B1 zwei getrennte Hydraulikkreise vor, die sich zum einen in den eigentlichen Lenkkreislauf und zum anderen in den Hydraulikkreislauf der hydraulischen Achsfederung unterteilen lassen. Die Lenkfunktion ist hierdurch zumindest solange gewährleistet, bis die Achsen wieder auf Geradeausfahrt eingestellt sind.In contrast, the EP 1 243 497 B1 two separate hydraulic circuits, which can be subdivided on the one hand in the actual steering circuit and the other in the hydraulic circuit of the hydraulic axle suspension. The steering function is thereby ensured at least until the axles are set back to straight ahead.

In der DE 102 45 618 B4 ist vorgesehen, dass die Lenkpumpe von einer radgetriebenen Pumpe gebildet wird. Die Funktion der Lenkpumpe ist solange sichergestellt, solange sich das Rad dreht und die Pumpe antreibt. Im Radstillstand wird der Hydraulikdruck vom Hydrauliksystem der vorderen Lenkachsen bereitgestellt.In the DE 102 45 618 B4 it is provided that the steering pump is formed by a wheel-driven pump. The function of the steering pump is ensured as long as the wheel rotates and drives the pump. In wheel standstill, the hydraulic pressure is provided by the hydraulic system of the front steering axles.

Die vorstehend genannten Ausführungen weisen jedoch zahlreiche Nachteile auf. Keine der genannten Hydraulikversorgungen bietet eine vollständige Redundanz der wesentlichen Betriebsbausteine, um einen uneingeschränkten Notbetrieb zu ermöglichen. Ferner sind in der Regel aufwendige Ventilanordnungen notwendig, um das Umschalten zwischen Normal- und Reservebetrieb bei Auftreten eines Fehlverhaltens zu bedienen.However, the above embodiments have many disadvantages. None of the hydraulic supplies mentioned offers complete redundancy of the essential operating components in order to enable unrestricted emergency operation. Furthermore, complex valve arrangements are usually necessary to operate the switching between normal and reserve operation in the event of a malfunction.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine sichere Hydraulikversorgung für ein hydraulisches Lenksystem aufzuzeigen, um die genannten Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwindenThe object of the present invention is to provide a secure hydraulic supply for a hydraulic steering system in order to overcome the aforementioned disadvantages of the prior art

Die gestellte Aufgabe wird durch die sichere Hydraulikversorgung für eine aktive hydraulische Hinterachslenkung einer mobilen Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach besitzt die Hydraulikversorgung wenigstens zwei autark betriebene Verstellpumpen und eine gemeinsame ausgehende Versorgungsdruckleitung.The object is achieved by the safe hydraulic supply for an active hydraulic rear axle steering a mobile machine with the features of claim 1. Accordingly, the hydraulic supply has at least two independently operated variable displacement pumps and a common outgoing supply pressure line.

Die Verstellpumpen sind vorzugsweise nach bekanntem Pumpenprinzip ausgeführt und werden über unabhängige Energiequellen gespeist. Das Verdrängungsvolumen bzw. der sich einstellende pumpenspezifische Ausgangsdruck der einzelnen Verstellpumpen wird über den anliegenden Steuerdruck festgelegt. Mindestens zwei Verstellpumpen liefern voneinander differierende pumpenspezifische Ausgangsdrücke.The variable displacement pumps are preferably designed according to the known pump principle and are fed by independent energy sources. The displacement volume or the adjusting pump-specific outlet pressure of the individual variable displacement pumps is determined by the applied control pressure. At least two variable displacement pumps provide differing pump specific outlet pressures.

Die Verstellpumpen sind jeweils mittelbar über wenigstens ein Rückschlagventil mit der ausgehenden Versorgungsdruckleitung der sicheren Hydraulikversorgung verbunden. Die Anordnung der Rückschlagventile gewährleistet, dass sich ausschließlich das Rückstellventil mit dem höchsten pumpenspezifischen Ausgangsdruck im Pumpenpfad öffnet. Aufgrund des geringeren pumpenspezifischen Ausgangsdruckes der verbleibenden Verstellpumpen bleiben die entsprechenden Rückschlagventile der genannten Verstellpumpen geschlossen. Nur die Verstellpumpe mit dem höchsten pumpenspezifischen Ausgangsdruck speist das Hydraulikmedium in die Versorgungsdruckleitung ein und ein Rückfluß in die Pumpenzweige der übrigen Verstellpumpen wird aufgrund der geschlossenen Rückstellventile unterbunden.The variable displacement pumps are each indirectly connected via at least one check valve to the outgoing supply pressure line of the safe hydraulic supply. The arrangement of the check valves ensures that only the return valve opens with the highest pump-specific outlet pressure in the pump path. Due to the lower pump-specific outlet pressure of the remaining variable displacement pumps, the corresponding non-return valves of said variable displacement pumps remain closed. Only the variable pump with the highest pump-specific output pressure feeds the hydraulic medium into the supply pressure line and a reflux into the pump branches of the rest Variable displacement pumps are prevented due to the closed reset valves.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, dass die Verstellpumpe mit vergleichsweise geringem pumpenspezifischen Ausgangsdruck und entsprechend geschlossenem Rückschlagventil keinen dauerhaften Förderbetrieb bedingt. Vielmehr wird die entsprechende Verstellpumpe nur solange ausgelenkt, bis der pumpenspezifische Ausgangsdruck mit dem anliegenden Steuerdruck übereinkommt. Danach lenkt sich die Verstellpumpe gemäß der internen Steuerung wieder zurück und fördert kein Hydraulikmedium mehr nach. Es wird also kein konstanter Förderstrom erzeugt, auftretende Leckagen können aber stets ausgeglichen werden.The device according to the invention has the advantage that the variable displacement pump with comparatively low pump-specific outlet pressure and correspondingly closed check valve does not require a permanent delivery mode. Rather, the corresponding variable displacement is only deflected until the pump-specific output pressure with the applied control pressure. Thereafter, the variable pump steered back according to the internal control and promotes no hydraulic medium after. So there is no constant flow generated, occurring leaks can always be compensated.

In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung stehen wenigstens zwei Verstellpumpen mit einer gemeinsamen Steuerleitung in Verbindung. Vorzugsweise ist der anliegende Steuerdruck der gemeinsamen Steuerleitung an wenigstens einer Verstellpumpe durch ein integriertes Druckreduziermittel reduzierbar. Dadurch wird gewährleistet, dass die Verstellpumpen wegen der abweichenden Steuerdrücke unterschiedliche pumpenspezifische Ausgangsdrücke liefern. Die Nutzung einer gemeinsamen Steuerleitung ermöglicht eine vereinfachte Ansteuerung der Hydraulikversorgung, da die parallel arbeitenden Verstellpumpen nicht getrennt anzusteuern sind. Als Druckreduziermittel ist insbesondere eine Düsenkombination, vorzugsweise in Form eines Bypass geeignet.In a particularly preferred embodiment of the invention, at least two variable displacement pumps are connected to a common control line. Preferably, the applied control pressure of the common control line is reducible to at least one variable displacement pump by an integrated pressure reducing means. This ensures that the variable displacement pumps deliver different pump-specific outlet pressures because of the different control pressures. The use of a common control line allows a simplified control of the hydraulic supply, since the parallel-acting variable displacement pumps are not controlled separately. In particular, a nozzle combination, preferably in the form of a bypass, is suitable as a pressure reducing agent.

Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Verstellpumpe eine motorbetriebene Hauptpumpe ist und wenigstens eine Verstellpumpe eine radbetriebene Reservepumpe ist. Vorzugsweise wird die motorbetriebene Hauptpumpe durch ein aktives Antriebsaggregat der mobilen Arbeitsmaschine angetrieben. Die radgetriebene Reservepumpe ist an einem beliebigen Rad des Fahrgestells angeordnet und wird während der Fahrzeugfortbewegung angetrieben.It can be provided that at least one variable displacement pump is a motor-driven main pump and at least one variable displacement pump is a wheel-operated reserve pump. Preferably, the motor-driven main pump is driven by an active drive unit of the mobile working machine. The wheel driven reserve pump is disposed on any wheel of the chassis and is driven during vehicle travel.

Vorteilhafterweise ist der an der Reservepumpe anliegende Steuerdruck durch das Druckreduziermittel reduzierbar. Folglich wird das an der Versorgungsdruckleitung angeschlossene hydraulische Lenksystem im Normalbetrieb ausschließlich durch die motorbetriebene Hauptpumpe mit Hydraulikmedium versorgt. Bei einem Druckabfall am Ausgang der Hauptpumpe öffnet sich das Rückschlagventil der Reservepumpe und die Fördermenge durch die Versorgungsdruckleitung wird durch den Betrieb der Reservepumpe bestimmt. Der Umschaltvorgang zwischen Haupt- und Reservepumpe wird automatisch initiiert und setzt demnach keine komplexe Ansteuerung bestimmter Hydraulikkomponenten voraus.Advantageously, the pressure applied to the reserve pump control pressure can be reduced by the pressure reducing means. Consequently, the hydraulic steering system connected to the supply pressure line is supplied with hydraulic medium in normal operation exclusively by the motor-driven main pump. When there is a pressure drop at the outlet of the main pump, the check valve of the reserve pump opens and the delivery rate through the supply pressure line is determined by the operation of the reserve pump. The switching process between the main and reserve pumps is initiated automatically and therefore does not require any complex control of certain hydraulic components.

Zur Sicherheit kann zwischen wenigstens einer Verstellpumpe und dem zugeordneten Rückschlagventil wenigstens ein Druckgeber installiert sein. Der Druckgeber ermittelt das Druckniveau zwischen Rückschlagventil und Verstellpumpe, das durch den pumpenspezifischen Ausgangsdruck bestimmt ist.For safety, at least one pressure transducer can be installed between at least one variable displacement pump and the associated non-return valve. The pressure transducer determines the pressure level between the check valve and the variable displacement pump, which is determined by the pump-specific outlet pressure.

Zusätzlich oder alternativ kann zwischen einer Verstellpumpe und dem zugeordneten Rückschlagventil wenigstens ein Durchflusswächter angeordnet sein. Durch den Durchflusswächter lässt sich bei einem geöffneten Rückschlagventil die geförderte Menge des Hydraulikmediums feststellen.Additionally or alternatively, at least one flow monitor can be arranged between a variable displacement pump and the associated non-return valve. With the flow switch, the pumped quantity of hydraulic medium can be detected with an open check valve.

Von Vorteil ist es, wenn der Druckgeber und/oder der Durchflusswächter mit einer zentralen Steuerung einer Arbeitsmaschine verbindbar ausgeführt sind. Als vorteilhaft erweist sich die Verbindung mit der zentralen Steuerung des gekoppelten aktiven Lenksystems bzw. einer übergeordneten Steuerung des mobilen Arbeitsgerätes. Hierdurch lässt sich die korrekte Funktion der sicheren Hydraulikversorgung bei Bedarf überwachen.It is advantageous if the pressure transmitter and / or the flow monitor are designed to be connectable to a central control of a work machine. The connection with the central control of the coupled active steering system or a superordinate control of the mobile implement proves to be advantageous. This allows the correct function of the safe hydraulic supply to be monitored if necessary.

Die Erfindung ist des weiteren auf einen Fahrzeugkran mit wenigstens einer aktiven hydraulischen Hinterachslenkung für wenigstens eine gelenkte Hinterachse gerichtet. Erfindungsgemäß umfasst der Kran zur Bereitstellung des erforderlichen Versorgungsdruckes der hydraulischen Hinterachslenkung eine sichere Hydraulikversorgung nach einer der voranstehend erläuterten vorteilhaften Ausführungen. Der Fahrzeugkran weist offensichtlich dieselben Vorteile und Eigenschaften wie die voranstehend erläuterte erfindungsgemäße Hydraulikversorgung auf, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholte Diskussion der Merkmale verzichtet wird.The invention is further directed to a vehicle crane having at least one active hydraulic rear axle steering for at least one steered rear axle. According to the invention, the crane comprises a safe hydraulic supply according to one of the above-explained advantageous embodiments for providing the required supply pressure of the hydraulic rear-axle steering. The vehicle crane obviously has the same advantages and properties as the above-described hydraulic supply according to the invention, which is why a repeated discussion of the features is dispensed with at this point.

Die zentrale Steuerung des aktiven Lenksystems regelt den anliegenden Druck innerhalb der Steuerleitung, um das erforderliche Druckniveau an der Versorgungsdruckleitung gezielt einzustellen. Die Versorgungsdruckleitung speist das verbundene Lenksystem mit dem anliegenden Versorgungsdruck und ermöglicht die zielgerichtete Ansteuerung der Hydraulikkomponenten, beispielsweise der Lenkzylinder zur Betätigung der gelenkten Hinterachsen.The central control of the active steering system regulates the applied pressure within the control line in order to set the required pressure level on the supply pressure line targeted. The supply pressure line feeds the connected steering system with the applied supply pressure and allows the targeted control of the hydraulic components, such as the steering cylinder for actuating the steered rear axles.

Von Vorteil ist es, wenn die Kransteuerung den Ausgangsdruck der Reservepumpe der sicheren Hydraulikversorgung kontinuierlich oder innerhalb definierbarer Zeitintervalle überwacht. Durch die Überwachung des Druckniveaus lassen sich schlafende oder unerkannte Fehler erkennen, insbesondere wenn das entsprechende Rückschlagventil geschlossen ist und von der Reservepumpe kein kontinuierlicher Förderstrom geliefert wird. Ein Druckabfall wäre beispielsweise ein Anzeichen für auftretende Leckagen innerhalb des Systems bzw. für eine defekte Reservepumpe.It is advantageous if the crane control monitors the output pressure of the standby pump of the safe hydraulic supply continuously or within definable time intervals. By monitoring the pressure level, dormant or unrecognized errors can be detected, especially if the corresponding check valve is closed and no continuous flow is supplied by the reserve pump. For example, a drop in pressure would be an indication of occurring leaks within the system or for a defective reserve pump.

In diesem Zusammenhang kann es zusätzlich oder alternativ förderlich sein, dass die Kransteuerung den Förderstrom am Ausgang der Reservepumpe kontinuierlich oder innerhalb definierbarer Zeitintervalle überwacht. Die erfaßten Meßwerte lassen einen Rückschluß auf die Pumpenaktivität der Reservepumpe zu. Die Kransteuerung kann folglich anhand der ermittelten Meßwerte feststellen, welche Pumpe, das heißt die Hauptpumpe oder die Reservepumpe, zur Zeit in Betrieb ist und die gemeinsame Versorgungsdruckleitung speist.In this context, it may additionally or alternatively be conducive that the crane control monitors the flow rate at the outlet of the standby pump continuously or within definable time intervals. The acquired measured values allow a conclusion about the pump activity of the reserve pump. The crane control can thus determine from the measured values determined, which pump, that is, the main pump or the reserve pump, is currently in operation and feeds the common supply pressure line.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen hydraulischen Schaltplan der erfindungsgemäßen sicheren Hydraulikversorgung für eine aktive hydraulische Hinterachslenkung eines Fahrzeugkrans.Further advantages and details of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing. The single FIGURE shows a hydraulic circuit diagram of the safe hydraulic supply according to the invention for an active hydraulic rear axle steering of a vehicle crane.

Der zu versorgende Verbraucher, im konkreten Anwendungsfall der hydraulische Lenkkreis der aktiven Hinterachslenkung, wird an die ausgehende Versorgungsdruckleitung 50 angeschlossen. Die motorgetriebene Hauptpumpe 1 und die radgetriebene Reservepumpe 2 sind als bekannte Verstellpumpen mit eingehenden Steuerdruckeingängen zur Konfiguration des Verdrängungsvolumen ausgeführt.The consumer to be supplied, in concrete application, the hydraulic steering circuit of the active rear-axle steering, is to the outgoing supply pressure line 50 connected. The motor driven main pump 1 and the wheel-driven reserve pump 2 are designed as known variable displacement pumps with incoming control pressure inputs for configuring the displacement volume.

Die sichere Hydraulikversorgung umfasst eine einzige eingehende Steuerdruckleitung 60, die mit dem Steuereingang der Hauptpumpe 1 sowie mit dem Steuereingang der Reservepumpe 2 verbunden ist. Der anliegende Steuerdruck 10 an der Steuerleitung 60 bestimmt demnach das jeweilige Verdrängungsvolumen der beiden Pumpen 1, 2 und folglich die über die gemeinsame Versorgungsdruckleitung 50 zum angeschlossenen Verbraucher eingestellte Fördermenge. Der eingestellte Steuerdruck 10 ist folglich die Lastmeldung bzw. der Lastdruck des oder der angeschlossenen Verbraucher an die beiden Pumpen 1, 2.The safe hydraulic supply includes a single incoming control pressure line 60 connected to the control input of the main pump 1 as well as with the control input of the reserve pump 2 connected is. The applied control pressure 10 on the control line 60 accordingly determines the respective displacement volume of the two pumps 1 . 2 and consequently the via the common supply pressure line 50 flow rate set to the connected load. The set control pressure 10 is consequently the load message or the load pressure of the connected consumer (s) to the two pumps 1 . 2 ,

Die zwischengeschaltete Düsenkombination 3 in Form einer By-Pass-Schaltung zwischen Steuerleitung 60 und dem Steuerdruckeingang der Reservepumpe 2 reduziert den anliegenden Steuerdruck 10 der Steuerleitung 60. Demnach liegt an der Reservepumpe 2 der reduzierte Steuerdruck 10B an, wohingegen an der motorgetriebenen Hauptpumpe 1 der unveränderte Steuerdruck 10 der Steuerleitung 60 anliegt.The intermediate nozzle combination 3 in the form of a by-pass circuit between control line 60 and the pilot pressure input of the reserve pump 2 reduces the applied control pressure 10 the control line 60 , Accordingly, there is the reserve pump 2 the reduced control pressure 10B whereas, on the motor-driven main pump 1 the unchanged tax pressure 10 the control line 60 is applied.

Sowohl die motorgetriebene Hauptpumpe 1 als auch die radgetriebene Reservepumpe 2 schwenken gemäß dem individuell anliegenden Steuerdruck 10 bzw. 10B aus. Läuft das die Hauptpumpe 1 antreibende Antriebsaggregat des Mobilkrans und dreht sich gleichzeitig das die Reservepumpe 2 antreibende Rad des Mobilkranfahrwerks, so sind beide Pumpen 1, 2 parallel aktiv. Abhängig vom anliegenden Steuerdruck 10, 10B wird der pumpenspezifischer Ausgangsdruck 11A, 11B erzeugt.Both the motor-driven main pump 1 as well as the wheel-driven reserve pump 2 swivel according to the individually applied control pressure 10 respectively. 10B out. Is this the main pump running? 1 driving drive unit of the mobile crane and simultaneously rotates the reserve pump 2 driving wheel of mobile crane undercarriage, so are both pumps 1 . 2 active in parallel. Depending on the applied control pressure 10 . 10B becomes the pump-specific outlet pressure 11A . 11B generated.

Die motorgetriebene Hauptpumpe 1 fördert das verwendete Hydraulikmedium aus dem Tank 20 mit dem Ausgangsdruck 11A über die Hydraulikleitung 50A und die radgetriebene Reservepumpe 2 fördert das Hydraulikmedium aus dem Tank 20 mit dem Ausgangsdruck 11B über die Hydraulikleitung 50B. Die beiden Hydraulikleitungen 50A, 50B stehen über je ein Rückschlagventil 51A, 51B mit der gemeinsamen Versorgungsdruckleitung 50 und somit mit dem angeschlossenen Verbraucher in Verbindung. Die Anordnung der beiden Rückschlagventile 51A, 51B gewährleistet, dass stets der höhere Versorgungsdruck 11A, 11B in die gemeinsame Hydraulikleitung 50 eingespeist wird. Gleichzeitig wird ein Rückfluß des Hydraulikmediums aus der Versorgungsdruckleitung 50 in den Pumpenpfad der verbleibenden Verstellpumpe 1, 2 über das geschlossene Rückschlagventil 51A, 51B ausgeschlossen.The motor driven main pump 1 conveys the used hydraulic medium out of the tank 20 with the outlet pressure 11A over the hydraulic line 50A and the wheel-driven reserve pump 2 conveys the hydraulic medium out of the tank 20 with the outlet pressure 11B over the hydraulic line 50B , The two hydraulic lines 50A . 50B each have a check valve 51A . 51B with the common supply pressure line 50 and thus with the connected consumer in connection. The arrangement of the two check valves 51A . 51B ensures that always the higher supply pressure 11A . 11B into the common hydraulic line 50 is fed. At the same time, a return flow of the hydraulic medium from the supply pressure line 50 in the pump path of the remaining variable 1 . 2 over the closed check valve 51A . 51B locked out.

Im fehlerfreien Betrieb fördert die motorgetriebene Hauptpumpe 1 das Hydraulikmedium aus dem Tank 20 über die Hydraulikleitungen 50A und das geöffnete Rückschlagventil 51A in die Versorgungsdruckleitung 50 bis hin zum Verbraucher. Das Druckniveau 11 innerhalb der gemeinsamen Versorgungsdruckleitung 50 gleicht folglich dem Druckniveau 11A innerhalb der Hydraulikleitung 50A. Da die Reservepumpe 2 aufgrund der Düsenkombination 3 mit einem geringeren Steuerdruck 10B betrieben wird, ist das pumpenspezifische Ausgangsdruckniveau 11B gegenüber dem Druckniveau 11A der Hauptpumpe 1 vergleichsweise geringer. Der Druck innerhalb der Druckversorgungsleitung 50 übersteigt das Druckniveau 11B der Hydraulikleitung 50B, weshalb das Rückschlagventil 51B geschlossen bleibt.In error-free operation, the motor-driven main pump delivers 1 the hydraulic medium from the tank 20 over the hydraulic lines 50A and the open check valve 51A into the supply pressure line 50 to the consumer. The pressure level 11 within the common supply pressure line 50 consequently equals the pressure level 11A within the hydraulic line 50A , Because the reserve pump 2 due to the nozzle combination 3 with a lower control pressure 10B is operated, is the pump-specific output pressure level 11B opposite to the pressure level 11A the main pump 1 comparatively lower. The pressure within the pressure supply line 50 exceeds the pressure level 11B the hydraulic line 50B why the check valve 51B remains closed.

Die radgetriebene Reservepumpe 2 verbleibt solange ausgelenkt und fördert Hydraulikmedium vom Hydrauliktank 20 in die Hydraulikleitung 50B, bis der vorliegende Druck 11B in der Hydraulikleitung 50B dem an der Reservepumpe 2 anliegenden Steuerdruck 10b übereinstimmt. Danach lenkt sich die Pumpe 2 gemäß der internen Steuerung zurück bis die Fördermenge hinreichend reduziert bzw. unterbrochen wird. Auftretende Leckagen, die zum Abfall des Druckniveaus 11B in der Hydraulikleitung 50B führen, werden jedoch weiterhin durch kurzeitiges Auslenken der Pumpe 2 kompensiert.The wheel driven reserve pump 2 remains as long as deflected and conveys hydraulic fluid from the hydraulic tank 20 in the hydraulic line 50B until the present pressure 11B in the hydraulic line 50B at the reserve pump 2 applied control pressure 10b matches. Afterwards the pump steers 2 according to the internal control back to the flow rate is sufficiently reduced or interrupted. Occurring leaks, leading to the drop in pressure levels 11B in the hydraulic line 50B However, they will continue to be caused by a short-time deflection of the pump 2 compensated.

Im Fehlerfall, wie beispielsweise bei Ausfall des Antriebsaggregats, einem Pumpendefekt, einem Wellenbruch oder alternativ einem Bruch der Hydraulikleitung 50A, würde die Versorgung des an der Versorgungsdruckleitung 50 angeschlossenen Verbrauchers mit Hydraulikmedium vollständig ausfallen. Bei der erfindungsgemäßen sicheren Hydraulikvorrichtung fällt im Fehlerfall der vorherrschende Druck 11 in der Versorgungsdruckleitung 50 nur soweit ab, bis dieser das Druckniveau 11B der Hydraulikleitung 50B unterschreitet. Die geänderte Druckdifferenz führt zum Öffnen des Rückschlagventils 51B und die radgetriebene Reservepumpe 2 übernimmt die vollständige Versorgung des angeschlossenen Verbrauchers. Das sich schließende Rückschlagventil 51A stellt sicher, dass der defekte Pumpenzweig mit der Hauptpumpe 1 und der Hydraulikleitung 50A vom restlichen System abgekoppelt ist.In case of failure, such as failure of the drive unit, a pump failure, a shaft break or alternatively a breakage of the hydraulic line 50A , the supply would be on the supply pressure line 50 connected Consumers with hydraulic medium completely fail. With the safe hydraulic device according to the invention falls in the event of an error, the prevailing pressure 11 in the supply pressure line 50 only so far from, until this pressure level 11B the hydraulic line 50B below. The changed pressure difference leads to the opening of the check valve 51B and the wheel-driven reserve pump 2 takes over the complete supply of the connected consumer. The closing check valve 51A Make sure the broken pump branch is with the main pump 1 and the hydraulic line 50A disconnected from the rest of the system.

Da Fehler nur äußerst selten vorkommen, wird eine Versorgung über die Pumpe 2 nur in Ausnahmefällen eintreten. Dennoch muss sichergestellt werden, dass in diesen Fällen der Pumpenzweig mit der radgetriebenen Reservepumpe 2 auch nach sehr langer störungsfreier Funktion der sicheren Hydraulikversorgung sofort einsatzfähig ist. Daher sollten schlafende oder unerkannte Fehler im Pumpenzweig der Reservepumpe möglichst bereits zur Laufzeit erkannt werden.Since errors are extremely rare, a supply via the pump 2 only occur in exceptional cases. Nevertheless, it must be ensured that in these cases the pump branch with the wheel-driven reserve pump 2 Even after a very long trouble-free function of the safe hydraulic supply is immediately operational. Therefore, dormant or unrecognized faults in the pump branch of the standby pump should be detected as early as possible during runtime.

Die ständige Überwachung des hydraulischen Reservekreises wird von dem installierten Druckgeber 4 übernommen, der zwischen Rückschlagventil 51B und Reservepumpe 2 angeordnet ist. Der von der radgetriebenen Reservepumpe 2 bereitgestellte Versorgungsdruck 11B wird laufend überwacht und der Kransteuerung bzw. die Steuereinheit des Lenkungssystems mitgeteilt. Die Kransteuerung kann somit auch ohne Förderstrom die ordnungsgemäße Funktionalität der Reservepumpe bewerten. Leitungsbrüche der Hydraulikleitung 50B, ein Pumpenausfall der Reservepumpe 2 sowie Wellenbrüche und andere Fehlerzustände können bereits während der Ruhephase der Reservepumpe 2 erkannt werden.Constant monitoring of the hydraulic reserve circuit is provided by the installed pressure transducer 4 taken over, between the check valve 51B and reserve pump 2 is arranged. The from the wheel driven reserve pump 2 provided supply pressure 11B is constantly monitored and communicated to the crane control or the control unit of the steering system. The crane control can thus evaluate the proper functionality of the reserve pump even without flow. Line breaks of the hydraulic line 50B , a pump failure of the reserve pump 2 as well as shaft breaks and other fault conditions can already during the resting phase of the reserve pump 2 be recognized.

Darüber hinaus muss die Kransteuerung auch erkennen, welcher Hydraulikkreis momentan den an die Versorgungsdruckleitung 50 angeschlossenen Verbraucher bedient. Zu diesem Zweck ist ein Durchflusswächter 5 zwischen Rückschlagventil 51B und der Reservepumpe 2 installiert, der den Förderstrom der Reservepumpe 2 in die gemeinsame Versorgungsleitung 50 erfaßt. Im Normalfall tendiert der erfaßte Förderstrom aufgrund des geschlossenen Rückschlagventils 51b gegen Null. Sobald die sichere Hydraulikversorgung auf Reservebetrieb schaltet, kann der anliegende Förderstrom erfaßt werden und der Kransteuerung mitgeteilt werden.In addition, the crane control must also recognize which hydraulic circuit is currently connected to the supply pressure line 50 operated consumers. For this purpose, a flow switch 5 between check valve 51B and the reserve pump 2 installed, the flow of the reserve pump 2 into the common supply line 50 detected. Normally, the detected flow rate tends to be due to the closed check valve 51b against zero. Once the safe hydraulic supply switches to reserve mode, the applied flow can be detected and notified to the crane control.

Die dargestellte erfindungsgemäße sichere Hydraulikversorgung bietet zum einen eine vollständig redundante Druckversorgung, die auch im Reservebetrieb eine uneingeschränkte Versorgung des angeschlossenen Lenksystems erlaubt. Weiterhin fördert die Reservepumpe 2 nicht dauerhaft eine Hydraulikmediummenge in den Tank 20, was im Gegensatz zu einer Konstantpumpe energetisch günstiger ist. Ferner lässt sich die Reservepumpe durch den vorgesehenen Druckgeber und Durchflusswächter dauerhaft überwachen. Darüber hinaus muss die Reservepumpe 2 nicht über ein zusätzliches Ventil zugeschaltet werden, sondern die Umschaltung zwischen Not- und Reservebetrieb erfolgt über die unabhängig arbeitenden Rückschlagventile 51A, 51B. Weiterhin kann die einstellbare Förderungsmenge der Versorgungsdruckleitung 50 bequem über eine einzige Steuerleitung unabhängig vom Normal- oder Reservebetrieb der Versorgung eingestellt werden.The inventive secure hydraulic supply shown on the one hand offers a completely redundant pressure supply, which allows unrestricted supply of the connected steering system even in reserve mode. Furthermore, the reserve pump promotes 2 not permanently a quantity of hydraulic fluid in the tank 20 , which in contrast to a constant pump is energetically more favorable. Furthermore, the reserve pump can be permanently monitored by the intended pressure transmitter and flow monitor. In addition, the reserve pump must 2 not be connected via an additional valve, but the switchover between emergency and reserve operation via the independently operating check valves 51A . 51B , Furthermore, the adjustable delivery rate of the supply pressure line 50 can be easily set via a single control line independent of the normal or reserve operation of the supply.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 1243497 B1 [0006] EP 1243497 B1 [0006]
  • DE 10245618 B4 [0007] DE 10245618 B4 [0007]

Claims (10)

Sichere Hydraulikversorgung für eine aktive hydraulische Hinterachslenkung einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere Fahrzeugkran, wobei die Hydraulikversorgung eine ausgehende Versorgungsdruckleitung zur Bereitstellung des Versorgungsdruckes für einen anschließbaren Verbraucher, insbesondere einen hydraulischen Lenkkreis, aufweist und wenigstens zwei autark betriebenen Verstellpumpen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verstellpumpe einen pumpenspezifischen Ausgangsdruck liefert und jeweils mittelbar über wenigstens ein Rückschlagventil mit der Versorgungsdruckleitung in Verbindung steht, wobei die Anordnung der Rückschlagventile gewährleistet, dass stets der höchste pumpenspezifische Ausgangsdruck in die Versorgungsleitung einspeisbar ist.Secure hydraulic supply for active hydraulic rear axle steering of a mobile work machine, in particular a mobile crane, wherein the hydraulic supply comprises an outgoing supply pressure line for providing the supply pressure for a connectable consumer, in particular a hydraulic steering circuit, and at least two independently operated variable displacement pumps, characterized in that each variable displacement pump pump-specific output pressure supplies and in each case indirectly via at least one check valve with the supply pressure line is in communication, the arrangement of the check valves ensures that always the highest pump-specific output pressure in the supply line can be fed. Hydraulikversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Verstellpumpen mit einer gemeinsamen Steuerleitung in Verbindung stehen, wobei der anliegende Steuerdruck an wenigstens einer Verstellpumpe durch ein Druckreduziermittel, insbesondere eine Düsenkombination, reduzierbar ist.Hydraulic supply according to one of the preceding claims, characterized in that at least two variable displacement pumps are connected to a common control line, wherein the applied control pressure on at least one variable by a pressure reducing means, in particular a nozzle combination, can be reduced. Hydraulikversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Verstellpumpe eine motorgetriebene Hauptpumpe und wenigstens eine Verstellpumpe eine radgetriebene Reservepumpe ist.Hydraulic supply according to one of the preceding claims, characterized in that at least one variable displacement pump is a motor-driven main pump and at least one variable displacement pump is a wheel-driven reserve pump. Hydraulikversorgung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Reservepumpe anliegende Steuerdruck durch das Druckreduziermittel reduzierbar ist.Hydraulic supply according to claim 3, characterized in that the voltage applied to the reserve pump control pressure can be reduced by the pressure reducing means. Hydraulikversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens einer Verstellpumpe und dem zugeordneten Rückschlagventil wenigstens ein Druckgeber angeordnet ist.Hydraulic supply according to one of the preceding claims, characterized in that at least one pressure sensor is arranged between at least one variable displacement pump and the associated non-return valve. Hydraulikversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens einer Verstellpumpe und dem zugeordneten Rückschlagventil wenigstens ein Durchflusswächter angeordnet ist.Hydraulic supply according to one of the preceding claims, characterized in that at least one flow switch is arranged between at least one variable displacement pump and the associated non-return valve. Hydraulikversorgung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgeber und/oder der Durchflusswächter mit einer zentralen Steuerung einer mobilen Arbeitsmaschine verbindbar sind.Hydraulic supply according to one of claims 5 or 6, characterized in that the pressure transducer and / or the flow monitor can be connected to a central control of a mobile working machine. Fahrzeugkran mit wenigstens einer aktiven hydraulischen Hinterachslenkung für wenigstens eine gelenkte Hinterachse, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugkran zur Bereitstellung des Versorgungsdruck für die hydraulische Hinterachslenkung eine sichere Hydraulikversorgung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.Vehicle crane with at least one active hydraulic rear-axle steering system for at least one steered rear axle, characterized in that the vehicle crane for providing the supply pressure for the hydraulic rear-axle steering has a safe hydraulic supply according to one of claims 1 to 7. Fahrzeugkran nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kransteuerung den Ausgangsdruck der Reservepumpe kontinuierlich oder in definierbaren Zeitintervallen überwacht.Vehicle crane according to claim 8, characterized in that the crane control monitors the output pressure of the reserve pump continuously or at definable time intervals. Fahrzeugkran nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kransteuerung den Förderstrom am Ausgang der Reservepumpe kontinuierlich oder in definierbaren Zeitintervallen überwacht.Vehicle crane according to one of claims 8 or 9, characterized in that the crane control monitors the flow rate at the outlet of the reserve pump continuously or at definable time intervals.
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