DE4113202A1

DE4113202A1 - Umweltschutz-sicherheits-schaltung fuer hydraulische antriebssysteme

Info

Publication number: DE4113202A1
Application number: DE19914113202
Authority: DE
Inventors: Achim Evers; Robert Gausche
Original assignee: GTA GmbH
Current assignee: GTA GmbH
Priority date: 1991-04-23
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1992-11-05
Anticipated expiration: 2011-04-24
Also published as: DE4113202C2

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Antriebssystem für mobile und stationäre Arbeitsmaschinen z B. im untertägigen Berg- und Tunnelbau sowie allgemein in allen anderen Industrie zweigen, mit mindestens einem Tank und einer Pumpe, den Steuer organen und den zu den Verbrauchsaggregaten führenden festen und/oder flexiblen Leitungen für den Hin- und Rücklauf der Hydraulikflüssigkeit.

Besonders bei mobilen Arbeitsmaschinen im untertägigen Berg- und Tunnelbau, z B. bei Teilschnitt-, Schlagkopf-, Bohr- und Lademaschinen, die unter schwierigen äußeren Bedingungen zum Einsatz kommen, werden die Hydraulikleitungen möglichst ge schützt und damit oft sichtbar nicht zugänglich angebracht. Dadurch können Undichtigkeiten bis zu Leitungsbrüchen meistens erst zu spät erkannt werden.

Nicht vermeidbare freiliegende Leitungen sind durch Steinfall, Haufwerk, Bewegungsabläufe auf beengtem Raum und damit Abriß gefahr usw., stark gefährdet. Undichtigkeiten und Leitungs brüche treten oft auf.

Damit besteht die Möglichkeit, daß große Mengen Hydraulik flüssigkeit unbemerkt austreten können, die Umwelt belasten und kostenmäßig nicht unerheblich sind. Die eingesetzten Niveauwächter, die auf den minimal erforderlichen Ölstand im Tank eingestellt sind, reagieren zu spät. Unterbrechungen des Arbeitsablaufes mit größeren Stillständen und damit eine kostensteigernde Arbeitsweise sind die Folge.

Hinsichtlich dem neuesten Stand der Technik ist die Offen legungsschrift DE 40 16 004 bekannt, die eine Leckage überwachung für hydraulische Antriebssysteme von Arbeits maschinen betrifft.

Hierbei ist vorgesehen, daß schon geringe Leckagen im Leitungs system erkennbar sind, indem in allen Anschlußleitungen die Druckdifferenz zwischen Ist- und Solldruck teilweise mehrfach ermittelt wird. Entstehen Abweichungen, können diese durch ein optisches oder akustisches Signal gemeldet und ihre Lage durch die Meßwerterfassung der Rechner-Einrichtung lokalisiert werden.

Eine automatische Umleitung der Druckflüssigkeit oder eine Ab schaltung der Pumpe findet nicht statt.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Er findung die Aufgabe zugrunde, für ein hydraulisches Antriebs system eine Einrichtung zu schaffen, die bei Undichtigkeiten den Druckflüssigkeitsstrom zu den Verbrauchsaggregaten unmani pulierbar sofort unterbricht.

Das hydraulische Antriebssystem bei dem die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine in Pumpennähe (2) angeordnete Umweltschutz-Sicherheits-Schal tung (1) bei normalem Staudruck in der Rücklaufleitung den Be triebszustand gewährleistet und bei Undichtigkeiten mit ab fallendem Staudruck automatisch den Druckflüssigkeitsstrom zu den Verbrauchsaggregaten (10) unterbricht.

Bei der erfindungsgemäßen Umweltschutz-Sicherheits-Schaltung (1) werden durch die Abschaltung der Pumpe bei der elektro-hydrau lischen Ausführung oder durch die automatische Umleitung des Druckflüssigkeitsstroms auf kurzem Weg in drucklosem Zustand in den Tank (5) bei der rein hydraulischen Ausführung bei Un dichtigkeiten große Verluste an Hydraulikflüssigkeit vermieden. Die in Pumpennähe (2) angebrachte Schaltung (1) setzt die gesamte Arbeitsmaschine außer Betrieb. Ein Weiterarbeiten ist nicht möglich, da der in der Rücklaufleitung anstehende Stau druck seine Mindesthöhe nicht erreicht. Die Schadstelle muß ermittelt werden. Beide Schaltungsarten sind erforderlich, da nicht immer elektrische Energie verfügbar und nicht immer ein Abschalten der Pumpe erwünscht ist.

Nach Beseitigung der Undichtigkeit und Wiedereinschalten der Pumpe (2) bleibt bei der hydraulischen Ausführung vorläufig der drucklose Kurzumlauf des Druckflüssigkeitsstroms bestehen. Erst nach impulsartiger, kurzzeitiger Schließung der Freigabeein richtung (4), die elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder auch manuell erfolgen kann, wird der erforderliche Arbeitsdruck über die Steuerventile (9) bis zu den Verbrauchsaggregaten (10) und damit auch der Staudruck in der Rücklaufleitung aufgebaut. Bei der elektro-hydraulischen Ausführung der Umweltschutz-Sicher heits-Schaltung (1) wird die Betriebsbereitschaft des Druck schalters (13) zeitverzögernd hergestellt, damit sich der er forderliche Staudruck einstellen kann.

Die Umweltschutz-Sicherheits-Schaltung (1) kann im offenen als auch im geschlossenen Druckflüssigkeitssystem mit Konstant- oder Regelpumpen eingesetzt werden, wobei dem System und der Pumpe entsprechend unter Beibehaltung des erfinderischen Grundgedankens die konstruktive Ausführung der Schaltung (1) unterschiedlich sein kann.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Umweltschutz-Sicherheits-Schaltung (1) auszugestalten und weiter zubilden, wozu zunächst auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche verwiesen wird. Nachfolgend werden in Verbindung mit der Beschreibung Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen erläutert.

Die Zeichnungen zeigen in schematischer Form die Umweltschutz- Sicherheits-Schaltung (1) bei einer Konstantpumpe im offenen System in

Fig. 1 bei hydraulischer Ausführung und in,

Fig. 2 bei elektro-hydraulischer Ausführung.

In Fig. 1 läuft nach Einschalten der Pumpe (2) die Hydraulik flüssigkeit drucklos über das 3/2 Wegeventil (3) und die Frei gabeeinrichtung (4) in den Tank (5). Wenn die Freigabeein richtung (4) kurzzeitig = impulsartig geschlossen wird, wird durch den dann höheren Druck über die Leitung (6) der Kolben (7) des 3/2 Wegeventils (3) gegen eine Feder (8) bewegt. Die Druckflüssigkeit kann jetzt den Arbeitsdruck aufbauen und über das Steuerventil (9) zum Verbrauchsaggregat (10) fließen. Durch den in der Rücklaufleitung bestehenden Staudruck, herbeigeführt durch die Drossel (12), die den Rückfluß in den Tank (5) be grenzt, wird das 3/2 Wegeventil (3) offen gehalten. Ein Rückschlagventil (11) in der Leitung (6) verhindert den Abfluß über die Freigabeeinrichtung (4).

Wenn irgendwo in der Arbeitsleitung (Vor- und Rücklauf) eine Undichtigkeit entsteht, sinkt der Staudruck und der Kolben (7) wird durch die Feder (8) zurückgedrückt. Die Hydraulikflüssigkeit läuft wieder wie zu Beginn nach dem Einschalten der Pumpe (2) über das 3/2 Wegeventil (3) und die Freigabeeinrichtung (4) drucklos in den Tank (5).

In Fig. 2 wird sofort nach dem Einschalten der Pumpe (2) der Arbeitsdruck in den Leitungen über das Steuerventil (9) zu dem Verbrauchsaggregat (10) und der Staudruck in der Rücklauf leitung bedingt durch die Drossel (12) aufgebaut. Dabei stellt sich die Betriebsbereitschaft des Druckschalters (13) erst nach Erreichen des normalen Staudrucks zeitverzögernd ein. Die Druckflüssigkeit fließt ohne den Druckschalter (13) zu betätigen über die Drossel (12) in den Tank (5).

Fällt der Staudruck in der Rücklaufleitung aufgrund einer Un dichtigkeit im System, schaltet der Druckschalter (13) die Pumpe (2) aus.

Bezugsverzeichnis

1 Umweltschutz-Sicherheits-Schaltung (UWS)
2 Hydraulik-Pumpe
3 3/2-Wegeventil
4 Freigabeeinrichtung
5 Tank
6 Leitung
7 Kolben
8 Feder
9 Steuerventil
10 Verbrauchsaggregat
11 Rückschlagventil
12 Drossel
13 Druckschalter

Claims

1. Hydraulisches Antriebssystem für mobile und stationäre Ar beitsmaschinen, z. B. im untertägigen Berg- und Tunnelbau sowie allgemein in allen anderen Industriezweigen, mit mindestens einem Tank und einer Pumpe, den Steuerorganen und den zu den Verbrauchsaggregaten führenden festen und/oder flexiblen Leitungen für den Hin- und Rücklauf der Hydraulikflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Pumpennähe (2) angeordnete Umweltschutz-Sicherheits-Schal tung (1) bei normalem Staudruck in der Rücklaufleitung den Betriebszustand gewährleistet und bei Undichtigkeiten mit abfallenden Staudruck automatisch den Druckflüssigkeitsstrom zu den Verbrauchsaggregaten (10) unterbricht.

2. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß nach dem Einschalten der Pumpe (2) bei einer hydraulisch arbeitenden Umweltschutz-Sicherheits Schaltung (1) durch ein impulsartiges Schließen der Frei gabeeinrichtung (4) vom drucklosen Umlauf auf Arbeitsdruck in den Hydraulikleitungen über die Steuerventile (9) zu den Verbrauchsaggregaten (10) umgeschaltet wird.

3. Hydraulisches Antriebssystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß bei einer hydraulischen Aus führung der Umweltschutz-Sicherheits-Schaltung (1) bei Abfall unter den Mindeststaudruck der Druckflüssigkeits strom auf kurzem Weg drucklos in den Tank umgeleitet wird.

4. Hydraulisches Antriebssystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einschalten der Pumpe (2) bei einer elektro-hydraulisch arbeitenden Umwelt schutz-Sicherheits-Schaltung (1) sofort der Arbeitsdruck in den Hydraulikleitungen über die Steuerventile (9) zu den Verbrauchsaggregaten (10) sich aufbaut.

5. Hydraulisches Antriebssystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer elektro-hydraulischen Ausführung der Umweltschutz-Sicherheits-Schaltung (1) bei Abfall unter den Mindeststaudruck die Pumpe abschaltet.

6. Hydraulisches Antriebssystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umweltschutz-Sicherheits Schaltung (1) im offenen als auch im geschlossenen Druck flüssigkeitssystem eingesetzt werden kann.

7. Hydraulisches Antriebssystem nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Umweltschutz-Sicherheits Schaltung (1) für Konstant- und Regelpumpen geeignet ist.