DE3638037A1 - Sicherheitseinrichtung fuer hydraulische anlagen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für hydraulisch betätigbare Maschinen und/oder Arbeitsgeräte zur Verhinderung des Austretens von Hydraulikflüssigkeit aus einem gebrochenen oder anderweitig beschädigten Rohr oder Schlauch, bei denen eine Hydraulikflüssigkeit mittels einer Pumpe von einem Vorratsbehälter durch Leitungen über ein oder mehrere Wegeventile unter hohem Druck zu einem Verbraucher gepumpt und auf kontrollierte Weise von dem Verbraucher zu dem Vorratsbehälter zurückgeführt wird.

Derartige Einrichtungen gehören zum Stand der Technik. Bei dem erwähnten Verbraucher kann es sich beispielsweise um einen Kran oder eine Hebeeinrichtung handeln, die auf einem Lastkraftwagen abgestützt und mit diesem häufig lösbar verbunden ist und die ein oder mehrere Kolben-Zylinder-Aggregate aufweist.

Die Hochdruckleitungen für den Transport der Druckflüssigkeit neigen im Betrieb unter anderem infolge Ermüdung zum Brechen oder Bersten, so daß die Druckflüssigkeit in die Umgebung entweicht. Falls eine Leitung brechen sollte, wenn sich die Bedienungsperson auf dem Kran in der Arbeitsposition befindet, dann muß sie ihren luftigen Sitz auf dem Kran so schnell wie möglich verlassen, um in das Fahrerhaus des Lastkraftwagens zu gelangen und die Hydraulikpumpe abzuschalten. Es ist offensichtlich, daß in dem bis zum Abschalten der Pumpe erforderlichen Zeitraum unter diesen Umständen eine große Menge Hydraulikflüssigkeit ausgetreten ist. Ein Teil dieser Flüssigkeit wird auch in den Boden eindringen und zwangsläufig das Grundwasser vergiften. Bei den üblichen Betriebsdrücken werden ungefähr 80 Liter Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise Öl, pro Minute aus einer gebrochenen Hydraulikleitung ausgestoßen, die zu Maschinen der eingangs genannten Art führt, und es ist offensichtlich, daß derartige Ölmengen erhebliche Umweltprobleme schaffen.

Ein anderer Fall, wo ein Bruch oder eine Undichtheit einer Hydraulik-Versorgungsleitung ernsthafte Probleme schaffen kann, tritt bei Maschinen zum Bündeln und Aufladen von Holzstämmen auf, die in großer Entfernung von Städten und ähnlichen Gemeinden im Wald eingesetzt werden. Das Austreten von Hydraulikflüssigkeit erfordert in solchen Fällen eine Unterbrechung der Arbeitsvorgänge, bis neue Hydraulikflüssigkeit zur Verfügung steht, um den Vorratsbehälter aufzufüllen, was in Anbetracht der langen Versorgungswege ziemlich zeitraubend und daher äußerst unwirtschaftlich ist.

Im Hinblick auf das erste Beispiel der Folgen einer gebrochenen Hydraulikleitung, d. h. im Falle eines Krans, kann der Verlust von Hydraulikflüssigkeit infolge eines Rohrbruchs ein Kippen des Krans oder eine ähnliche heftige Bewegung zur Folge haben, was mit einer ersten Verletzungsgefahr der Bedienungsperson verbunden ist.

Aus diesen einfachen Beispielen ist erkennbar, daß ein Bedarf an einer Sicherheitseinrichtung besteht, welche die schädlichen Folgen des Austretens von Hydraulikflüssigkeit verhindert, die beispielsweise durch undichte oder gebrochene Schläuche oder Rohre verursacht sein kann. Eine solche Einrichtung ist aber derzeit nicht bekannt. Übliche hydraulische Anlagen enthalten lediglich ein sogenanntes Sicherheitsventil, das automatisch betätigt wird, falls die Bedienungsperson die Pumpe einschalten sollte, während das hydraulische Leitungssystem der Arbeitsanlage, beispielsweise des Krans, von dem hydraulischen System des zugehörigen Lastwagens getrennt ist. Bei der Betätigung öffnet das Ventil, so daß die Hydraulikflüssigkeit in den Vorratsbehälter zurückfließt.

Das vorstehend erwähnte Bedürfnis nach einer wirksamen und zuverlässigen Sicherheitseinrichtung für hydraulische Versorgungssysteme wird mit der vorliegenden Erfindung befriedigt, mit der eine Sicherheitseinrichtung für hydraulisch betätigbare Maschinen und/oder Arbeitsgeräte zur Verhinderung des Austretens von Hydraulikflüssigkeit im Falle des Bruches eines Rohres oder einer ähnlichen Leitung geschaffen wird, bestehend aus einem Vorratsbehälter für die Hydraulikflüssigkeit und einer Pumpe, mit der die Hydraulikflüssigkeit über ein oder mehrere stromaufwärts von einem Verbraucher angeordnete Wegeventile unter hohem Druck von dem Vorratsbehälter zu dem Verbraucher gepumpt und von dem Verbraucher in kontrollierter Weise zu dem Vorratsbehälter zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von den erwähnten Wegeventilen ein erstes Ventil über eine Sekundärleitung mit einer Hauptversorgungsleitung und mit dem Vorratsbehälter verbunden ist, daß ein stromabwärts von dem ersten Ventil angeordnetes zweites Ventil in bekannter Weise über eine weitere Sekundärleitung mit der Hauptversorgungsleitung und dem Verbraucher verbunden ist, und daß das erste und das zweite Ventil über mindestens einen Hilfsschalter derart elektrisch miteinander verbunden sind, daß bei einer Betätigung des Hilfsschalters infolge eines Rohrbruches das zweite Ventil die Flüssigkeitszufuhr zu dem Verbraucher unterbricht, während gleichzeitig das stromaufwärts von dem zweiten Ventil angeordnete erste Ventil geöffnet wird, so daß die in der Hauptversorgungsleitung strömende Hydraulikflüssigkeit über die Sekundärleitung in den Vorratsbehälter zurückströmt und das stromaufwärts von der Leitung angeordnete zweite Ventil somit durcklos wird.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Sicherheitseinrichtung im passiven Zustand.

Fig. 2 die Sicherheitseinrichtung nach Fig. 1 im aktiven Zustand, und

Fig. 3 ein Beispiel eines Arbeitsfahrzeuges und einer Arbeitsanlage, bei der die Sicherheitseinrichtung angewendet werden kann, wobei bevorzugte Stellen zum Anbringen von Hilfsschaltern gezeigt sind.

Von einem mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Vorratsbehälter 1 erstreckt sich eine Hydraulikleitung 2, die mit einer Pumpe 3 verbunden ist. Die Pumpe 3 pumpt die Hydraulikflüssigkeit von dem Vorratsbehälter in eine mit ihrer Druckseite verbundene Hauptversorgungsleitung 4. Die Leitung 4 enthält ein herkömmliches federbelastetes Magnetventil 5, das als Pilotventil bezeichnet wird und das unter normalen Betriebsbedingungen offen ist (Fig. 1), so daß die Hydraulikflüssigkeit einem Verbraucher zugeführt werden kann, beispielsweise einem auf einem Lastwagen angeordneten Kran, der mittels einer oder mehrerer Kolben-Zylinder- Aggregate betätigbar ist (Fig. 3). Die Hydraulikflüssigkeit wird von dem Verbraucher über eine oder mehrere Rücklaufleitungen 6 zum Vorratsbehälter zurückgeführt. Der Hydraulikkreis enthält ferner ein zweites federbelastetes Magnetventil 7 der gleichen Art wie das Ventil 5. Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, ist das zweite Ventil 7 unter normalen Betriebsbedingungen geschlossen, es ist aber mit einer in den Vorratsbehälter 1 mündenden Sekundärleitung 8 verbunden. Stromaufwärts von dem zweiten Ventil 7 ist ein drittes Ventil 9 angeordnet, bei dem es sich um ein Einwegventil handelt, das mit der Hauptversorgungsleitung 4 und über die Sekundärleitung 8 mit dem Vorratsbehälter 1 verbunden ist. Bei dem Ventil 9 handelt es sich um ein herkömmliches Sicherheitsventil, wie es üblicherweise in Hydraulikkreisen von Arbeitsmaschinen zu finden ist und das beispielsweise wirksam wird, wenn zwischen der Arbeitsanlage und dem Fahrzeug keine Verbindung besteht. Dieses Ventil bildet daher keinen wesentlichen Bestandteil der Erfindung.

Die Magnetventile 5 und 7 sind über eine elektrische Leitung 11 miteinander gekuppelt bzw. verbunden. Die elektrische Leitung 11 ist mit einer weiteren elektrischen Leitung 10 verbunden, deren eines Ende mit dem Pluspol einer (nicht gezeigten) Spannungsquelle beispielsweise der Batterie des die Arbeitsanlage tragenden Fahrzeugs, verbunden ist. In der elektrischen Leitung 10 ist ein erster Hilfsschalter 12 angeordnet, mit dem der Stromfluß von der Spannungsquelle an- oder abgeschaltet werden kann. Das andere Ende der Leitung 10 ist über eine elektrische Leitung 13 mit dem Pluspol des Verbrauchers, bei dem gezeigten Beispiel einem Kran, verbunden, wodurch der Pluspol des Verbrauchers mit den Magnetventilen 5 und 7 elektrisch verbunden ist. Die Leitung 13 enthält einen zweiten Hilfsschalter 14, mit dem der Stromfluß von dem Verbraucher an- und abgeschaltet werden kann.

Von den beiden Hilfsschaltern 12 und 14 kann der Schalter 12 so angeordnet sein, daß er auf Bodenhöhe leicht erreichbar ist, und er kann beispielsweise an der Rückseite des Zugfahrzeugs, in diesem Fall dem Lastwagen, angeordnet sein. Der andere Hilfsschalter 14 ist vorzugsweise in der Nähe des Bedienungssitzes der durch das Fahrzeug abgestützten Anlage angeordnet, so daß er von der Bedienungsperson gut erreichbar ist.

Im Falle eines Rohrbruchs des Hydrauliksystems betätigt die Bedienungsperson den nächstliegenden Hilfsschalter, damit Strom zu den beiden Ventilen 5 und 7 fließt (Fig. 2), wodurch das Ventil 5 in die Schließstellung bewegt und die zum Verbraucher führende Versorgungsleitung geschlossen wird, während gleichzeitig das Ventil 7 in die Offenstellung bewegt wird, so daß die Hydraulikflüssigkeit von der Hauptleitung 4 über die Sekundärleitung 8 in den Vorratsbehälter 1 zurückfließen kann. Nachdem der Schaden behoben ist, wird der Hilfsschalter umgeschaltet, um die Stromzufuhr zu der Leitung 11 zu unterbrechen, wodurch die federbelasteten Ventile 5 und 7 in ihren in Fig. 1 gezeigten passiven Zustand zurückkehren.

In den Fig. 1 und 2 ist eine elektrische Steckverbindung gezeigt, die unterbrochen werden kann, wenn der hydraulische Kran von dem Fahrzeug abgehoben werden soll.

In der Darstellung nach Fig. 3 ist einer der erwähnten Hilfsschalter 12 so angeordnet, daß er auf Bodenhöhe leicht erreichbar ist. Der andere Hilfsschalter 14 ist in der Nähe der auf dem Kran oder Ausleger befindlichen Bedienungsperson angeordnet, so daß er leicht erreichbar ist. Im Falle eines Rohrbruchs oder einer anderen Beschädigung des Hydraulikkreises können daher rasch und wirksam Gegenmaßnahmen getroffen werden, um das Austreten von Hydraulikflüssigkeit zu verhindern.

• Bezugszeichenliste:  1 Vorratsbehälter
   2 Hydraulikleitung
   3 Pumpe
   4 Hauptversorgungsleitung
   5 erstes Magnetventil
   6 Rücklaufleitung
   7 Zweites Magnetventil
   8 Sekundärleitung
   9 drittes Ventil
  10 elektrische Leitung
  11 elektrische Leitung
  12 erste Hilfsschalter
  13 elektrische Leitung
  14 zweite Hilfsschalter
  15 Steckverbindung

Claims (3)

1. Sicherheitseinrichtung für hydraulisch betätigbare Maschinen und/oder Arbeitsgeräte zur Verhinderung des Austretens von Hydraulikflüssigkeit im Falle des Bruches eines Rohres oder einer ähnlichen Leitung, bestehend aus einem Vorratsbehälter für die Hydraulikflüssigkeit und einer Pumpe, mit der die Hydraulikflüssigkeit über ein oder mehrere stromaufwärts von einem Verbraucher angeordnete Wegeventile unter hohem Druck von dem Vorratsbehälter zu dem Verbraucher gepumpt und von dem Verbraucher in kontrollierter Weise zu dem Vorratsbehälter zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von den erwähnten Wegeventilen ein erstes Ventil (7) über eine Sekundärleitung (8) mit einer Hauptversorgungsleitung (4) und mit dem Vorratsbehälter (1) verbunden ist, daß ein stromabwärts von dem ersten Ventil (7) angeordnetes zweites Ventil (5) in bekannter Weise über eine weitere Sekundärleitung mit der Hauptversorgungsleitung (4) und dem Verbraucher verbunden ist und daß das erste und das zweite Ventil (7, 5) über mindestens einen Hilfsschalter (12 und/oder 14) derart elektrisch miteinander verbunden sind (bei 11), daß bei einer Betätigung des Hilfsschalters infolge eines Rohrbruches das zweite Ventil (5) die Flüssigkeitszufuhr zu dem Verbraucher unterbricht, während gleichzeitig das stromaufwärts von dem zweiten Ventil (5) angeordnete erste Ventil (7) geöffnet wird, so daß die in der Hauptversorgungsleitung (4) strömende Hydraulikflüssigkeit über die Sekundärleitung (8) in den Vorratsbehälter (1) zurückströmt und das stromabwärts von der Leitung angeordnete zweite Ventil (5) somit drucklos wird.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einer ersten Spannungsquelle ausgehende elektrische Leitung (10) einen ersten Hilfsschalter (12) enthält und mit einer zweiten elektrischen Leitung (11) verbunden ist, welche die beiden Ventile (5, 7) miteinander verbindet, und daß eine von einer zweiten Spannungsquelle ausgehende dritte elektrische Leitung (13) einen zweiten Hilfsschalter (14) enthält und mit der zweiten elektrischen Leitung (11) verbunden ist, welche die beiden Ventile (5, 7) miteinander verbindet.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die dritte elektrische Leitung (10, 13) mit dem Pluspol entsprechender Spannungsquellen verbunden ist.