EP4689300A1 - Mobile arbeitsmaschine mit notstoppfunktion bei leckage der arbeitsleitung - Google Patents

Mobile arbeitsmaschine mit notstoppfunktion bei leckage der arbeitsleitung

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Publication number
EP4689300A1
EP4689300A1 EP23720237.9A EP23720237A EP4689300A1 EP 4689300 A1 EP4689300 A1 EP 4689300A1 EP 23720237 A EP23720237 A EP 23720237A EP 4689300 A1 EP4689300 A1 EP 4689300A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bypass
working line
hydraulic
line
work machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23720237.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Christoph SAUER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oilfix GmbH
Original Assignee
Oilfix GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oilfix GmbH filed Critical Oilfix GmbH
Publication of EP4689300A1 publication Critical patent/EP4689300A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/226—Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005—Fault detection or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F15B20/005—Leakage; Spillage; Hose burst
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/047—Preventing foaming, churning or cavitation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/963—Arrangements on backhoes for alternate use of different tools

Definitions

  • the present invention relates to a mobile work machine having the features of the preamble of claim 1, a use of a valve or a shut-off device in a mobile work machine having the features of the preamble of claim 10 and a method for minimizing hydraulic oil loss in a mobile work machine in the event of a leak in a working line.
  • Mobile work machines with hydraulic systems are used in many different ways on construction sites for demolition and dismantling work.
  • Such mobile work machines are also used in civil engineering and forestry.
  • Examples of mobile work machines are cranes, excavators, material handling excavators, forestry machines and the like.
  • so-called long-arm boom excavators or demolition excavators are used.
  • the long booms and sticks make mobile hydraulic construction machines a good tool for using hydraulic attachments for the respective purpose even at heights of over 20 m.
  • the hydraulic hoses that make up the hydraulic system of the attachments or the hydraulic cylinders on the boom are exposed to external influences due to aging processes or weather, which can cause damage to the hydraulic hoses.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a mobile work machine in which the hydraulic system is designed to minimize hydraulic oil loss in the event of a leak in a working line, as well as to provide a use of a valve or a shut-off device in a mobile work machine and a method for minimizing hydraulic oil loss in a mobile work machine in the event of a leak in a working line.
  • This object is achieved by a mobile work machine having the features of claim 1 and by using a valve or a shut-off device in a mobile work machine having the features of claim 10 and a method for minimizing hydraulic oil loss in a mobile work machine in the event of a leak in a working line having the features of claim 11.
  • a mobile work machine having a substructure, a superstructure and a boom assembly, as well as a hydraulic system comprising a hydraulic pump, a working line, a hydraulic consumer, a volume control valve which is designed to be able to regulate an oil flow of the working line connected to the consumer in order to control the consumer, and a bypass which can bypass the volume control valve, wherein a suction device with a refill function or suction function is arranged in the bypass such that when the working line carries excess pressure, the bypass is closed and when the working line carries low pressure, the bypass is open and the working line or the hydraulic consumer connected to the working line can refill or suck in hydraulic oil via a supply line.
  • the suction device has an emergency stop function or the hydraulic system comprises an emergency stop device, each of which is designed to close the line in the bypass or the supply line if a leak is detected in the working line.
  • the term "replenishment” means that hydraulic oil flows through the supply line; this can be done, for example, by suction or due to a dynamic pressure.
  • the boom assembly can have two or more links, in particular a boom.
  • the boom assembly preferably has a boom and a stick, whereby the stick can carry a (hydraulic) attachment.
  • the emergency stop function or the emergency stop device ensure that a blinded (locked) working line is no longer supplied with hydraulic oil and the leakage of hydraulic oil can be prevented, even if the hydraulic pump of the working machine continues to pump. Damage to the hydraulic pump due to idling can thus be avoided. can be prevented.
  • the process also serves to protect workers and hydraulic oil can be saved (resource protection). All other functions of the mobile work machine, especially an excavator, are still available. The work machine does not have to be switched off completely. This results in great advantages.
  • the emergency that leads to a shut-off or an emergency stop is a leakage of a previously described working line, advantageously a rupture of at least one flexible hose bend, in particular in the immediate vicinity of a tool mounted on the boom assembly or in the immediate vicinity of a hydraulic working cylinder of the boom assembly.
  • the hydraulic consumer is a hydraulic cylinder that causes a movement of the boom assembly and/or an oil-hydraulic attachment.
  • the hydraulic cylinder can be, for example, the stick cylinder, bucket cylinder, boom cylinder, intermediate boom cylinder or the hydraulic unit of an attachment.
  • the hydraulic unit of an attachment is an oil-hydraulic tool, for example an excavator tool, a demolition shear, a forestry tool or a civil engineering tool. With these tools and the usual area of application for them, there is a particularly high risk of a line break as a result of damage during operation.
  • the emergency stop function described here is particularly advantageous if the frame is self-propelled.
  • the hydraulic cylinder can be single-acting or double-acting.
  • the volume control valve can be a 4/3-way proportional valve. It preferably has four connections.
  • a first connection is connected to a first working line, which is connected to a first chamber of the hydraulic cylinder.
  • a second connection is connected to a second working line, which is connected to the second chamber of the hydraulic cylinder.
  • the third connection is connected to a pressure line from the hydraulic pump and the fourth connection is connected to a tank line to the tank. It can A (primary) pressure relief valve must be provided between the tank line and the pressure line.
  • a pressure relief valve arranged parallel to the suction device is arranged in the bypass, or if the suction device has a (secondary) pressure relief function.
  • the bypass has a branch from a tank line and the supply line is the tank line. Hydraulic oil can thus flow from the tank into the working line via the bypass.
  • An advantageous location for an emergency stop device is in the bypass between a branch from the working line (in which the suction device is located) and a branch that is connected to a line in which the pressure relief valve is arranged.
  • the pressure relief valve then remains active even when the bypass is shut off in the event of a leak and protects the mobile work machine from damage.
  • a location between the suction device and the branch that is connected to the line in which the pressure relief valve is arranged is particularly preferred.
  • the emergency stop device or the suction device equipped with an emergency stop function is designed to switch back and forth between a blocking state and a release state.
  • the suction device equipped with an emergency stop function includes a check valve that can be closed manually, electrically, hydraulically and/or pneumatically.
  • a control unit controls the volume control valve and the control unit is also connected to the emergency stop device and/or the suction device in order to control the emergency stop device and/or the suction device to close the line if a leak is detected in the working line.
  • the hydraulic system comprises a pressure sensor and/or a hydraulic circuit for detecting a leak in the working line. It is also possible that the leak also or only is detected by an operator of the mobile work machine and a signal is transmitted to the control unit by activating an emergency stop (emergency stop switch/operating unit).
  • an emergency stop device is arranged in a driver's cab of the mobile hydraulic machine. If the driver of the mobile hydraulic (construction) machine detects a leak, he can activate the emergency stop device and thus prevent the hydraulic oil from leaking further at the point of breakage.
  • the mobile work machine is a hydraulic construction machine, in particular a long-arm boom excavator, which has a reach height in a range of 15 m to 90 m and in particular a weight class between 25 t and 400 t.
  • valve or a shut-off device is provided in order to ensure that a mobile work machine having
  • a hydraulic system comprising a hydraulic pump, a working line, a hydraulic consumer, a volume control valve which is designed to be able to regulate an oil flow of the working line connected to the consumer in order to control the consumer, and a bypass which can bypass the volume control valve, wherein a suction device with a refill function is arranged in the bypass, such that when the working line carries excess pressure, the bypass is closed and when the working line carries low pressure, the bypass is opened and the working line or the hydraulic consumer connected to the working line can suck in or refill hydraulic oil via a supply line in the event that a leak is detected in the working line, the To shut off the line in the bypass or the supply line and thereby block the volume flow of hydraulic oil in the direction of the working line.
  • the hydraulic system can be designed as described above.
  • a method for minimizing hydraulic oil loss in a mobile work machine as described above in the event of a leak in a working line comprises the following steps:
  • a leak occurs in the working line, a. moving and/or holding the at least one volume control valve in a blocking position and thereby blocking the working line to the pressure line connected to the hydraulic pump, and b. blocking the bypass or the supply line and thereby preventing hydraulic oil from entering the working line via the bypass.
  • Steps a. and b. can be carried out approximately simultaneously or one after the other.
  • the method is particularly reliable and can be easily controlled in an emergency.
  • the mobile work machine can be designed as described above.
  • the method comprises the following further step: c. After eliminating the leak, releasing the volume control valve and opening the bypass or the supply line so that hydraulic oil can enter the working line via the bypass when the working line is at low pressure.
  • the original leak-free state can be restored, in particular without tools and/or without having to replace cartridges, for example.
  • the emergency stop function can be deactivated again by pressing the emergency switch again after the leak has been rectified.
  • the valves or shut-off devices it is also possible for the valves or shut-off devices to be automatically controlled by a sensor that detects a drop in pressure, or for the valves or shut-off devices to close hydraulically fully automatically when the pressure drops.
  • the method comprises the following further step after steps a. and b. have been carried out:
  • a suction device with a make-up function is arranged in the second bypass, such that when a second working line assigned to the hydraulic consumer carries excess pressure, the second bypass is closed and when the second working line carries low pressure, the second bypass is opened and the second working line or the hydraulic consumer connected to the second working line can suck in hydraulic oil via the supply line, or
  • shut-off is also carried out when the second working line is leak-free, in order to prevent hydraulic oil from escaping from the first working line.
  • the volume control valve preferably assumes a state in which both working lines are switched blind and the pressure line is connected to the tank line.
  • the hydraulic cylinder is preferably double-acting and one working line is connected to each chamber.
  • Figure 1 a schematic simplified representation of a Embodiment of a hydraulic system of a mobile
  • Figure 2 another schematic simplified representation of an embodiment of a hydraulic system of a mobile work machine with additional emergency stop device, as well as
  • Figure 3 a representation of an excavator.
  • FIGS 1 and 2 show a hydraulic control circuit 1 of a mobile work machine.
  • a pump 3 driven by a motor 2 pumps hydraulic oil into a pressure line 4 to control a double-acting hydraulic cylinder 5.
  • a control section 6 of the hydraulic control circuit is shown in simplified form.
  • a volume control valve 7 is provided, which is designed as a 4/3-way valve, in particular as a 4/3-way proportional valve, as shown. It has four connections A, B, P, T.
  • a first connection A is connected to a first working line 8, which is connected to a first chamber 9 of the hydraulic cylinder 5.
  • a second connection B is connected to a second working line 10, which is connected to the second chamber 11 of the hydraulic cylinder 5.
  • the third port P is connected to the pressure line 4 and the fourth port T is connected to a tank line 12 (also called return line) leading to the tank 13.
  • first connection A is connected to the connection P and the pressure line 4, while the second connection B is connected to the fourth connection T.
  • hydraulic medium can flow from the pressure line 4 into the first chamber 9 of the hydraulic cylinder 5, while the second chamber 11 is connected to the tank 13 via the connections B, T.
  • a piston 14 of the hydraulic cylinder 5 is moved in a first direction.
  • the connections A and B are blinded, i.e. closed, and the pressure line 4 is connected to the tank line 12.
  • the piston 14 of the hydraulic cylinder 5 then remains in its current position because there is no outflow or inflow. The blocking state prevails.
  • the port P is connected to the port B and the port A is connected to the port T.
  • hydraulic medium flows from the pressure line 4 into the second chamber 11 of the cylinder 5 and the first chamber 9 is connected to the tank 13 via the port A and the port T.
  • the hydraulic medium then exerts a force on the piston 14 of the hydraulic cylinder 5 in such a way that it is displaced in a second direction opposite to the first direction.
  • the volume control valve 7 is designed as a proportional valve.
  • the hydraulic medium flow coming from the pressure line 4 is divided between the chambers 9, 11 by varying the valve states between the three extreme states, so that it is possible to bring about a defined speed of the piston movement by controlling/regulating the volume flow.
  • a branch 15 is provided in the pressure line 4, from which a line 16 branches off, which leads to the tank 13 via a pressure relief valve 17 opening in the direction of the tank 13.
  • the tank line 12 leads to the tank via a return filter 18.
  • a return filter 18 can be bridged by a bypass 19 with a differential pressure valve 19 opening in the direction of the tank 13.
  • the return filter overcoming pressure is in a range between 0.5 and 1.5 bar.
  • an optional spring-loaded check valve shown here is provided, which opens in the direction of the tank 13 and generates a dynamic pressure in a range of 3-8 bar, preferably around 5 bar.
  • the volume control valve 7 has two bypasses 20, 21.
  • a first bypass 20 extends from the tank line 12 between connection T and the branch with the pressure relief valve 17 and ends in a branch 22 of the first working line 8.
  • a check valve 23 is arranged in the first bypass 20. Parallel to the check valve 23, the bypass 20 has a Secondary pressure relief valve 24.
  • the secondary pressure relief valve 24 is located in a line that branches off from the first working line 8 between connection A and the branch 22 of the first bypass 20 and ends in the first bypass 20 between the check valve 23 and the branch of the tank line in a branch 25.
  • the check valve 23 functions as a so-called make-up or suction valve that is connected to the tank 13. If the first working line 8 carries excess pressure, the check valve 23 closes.
  • the suction valve opens and the first working line 8 or the first chamber 9 can feed from the tank line 12 or the tank 13, thus preventing cavitation. If there is not enough volume flow available to supply the hydraulic cylinder, the suction valve still allows trouble-free operation.
  • the second bypass 21 of the volume control valve is constructed analogously to the first bypass 20 and protects the second working line 10 or second chamber 11 against overload and against cavitation.
  • the bypass line 26 of the second bypass 21 is connected on the tank side to the tank line 12 in a branch 27 located between the branch to the pressure relief valve 17 and the branch to the first bypass.
  • the anti-cavitation valve is generally connected to a return line (for example directly to the tank) of an open hydraulic circuit.
  • the anti-cavitation valve and the secondary pressure relief valve can be combined in a cartridge.
  • the pressure relief function and the make-up function can be integrated together in one valve and thus be compact.
  • an operating unit 28 designed as a joystick can be connected to a control unit 29.
  • the latter is in turn connected to the volume control valve 7 via signal lines 30 and 31.
  • the two working lines 8, 10 can be designed in the form of channels, pressure medium pipes or flexible hoses.
  • Flexible hoses are indispensable for movable hydraulic cylinders. If, during operation, as described in more detail above, a flexible hose gets caught on a protruding reinforcing bar, for example during the demolition of a building, and thereby breaks off, a large amount of hydraulic oil would escape from the break point in conventional hydraulic systems.
  • the filter back pressure always acts on the suction valves 23 and opens these in the event of a leak in the associated working line, where oil is then immediately forced out (due to the filter back pressure mentioned above). If the optional spring-loaded check valve (generally preload valve) is also present, the oil leakage from a defect in the aforementioned working line would be made even worse.
  • an emergency stop device or an emergency stop function which, in the event of an emergency, prevents hydraulic oil from flowing in the affected working line towards the point of fracture and also prevents hydraulic oil from the bypass bridging the volume control valve from reaching the point of fracture and escaping from the leak in the working line.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an emergency stop device.
  • the check valve 23 is designed as a controllable valve.
  • the check valve 23 must be designed in such a way that it is moved from an open position to a closed position in the event of a hose rupture, regardless of whether an opening pressure is present.
  • the closing element can be moved to the closed position hydraulically, mechanically, electrically or pneumatically.
  • the invention provides that the valve or the valve arrangement implementing the make-up function is controlled, actuated or moved accordingly in the event of damage in order to prevent a flow of hydraulic oil through the bypass to the damaged working line.
  • valve arrangement or a shut-off device that is controlled, actuated or moved accordingly in an emergency.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of an emergency stop device 32 with two different installation positions. Only one of the installation positions is used at a time.
  • the Emergency stop device 32 In the first installation position, the Emergency stop device 32 in the bypass 20, 21 between the branch 25 to the secondary pressure relief valve 24 and the check valve 23.
  • the emergency stop device 32 blocks the flow of hydraulic oil via the tank line 12 to the damaged working line.
  • the emergency stop device 32 can be an additional valve, a valve arrangement or also a shut-off device such as a slide valve, ball valve or the like.
  • a 2/2-way valve is shown as the emergency stop device 32, which is held in the open position in the neutral position (rest position) by means of a spring. It is an electrically or electronically controlled solenoid valve that can be controlled by the control unit 29.
  • the control unit can move the 2/2-way valve to a closed position and shut off the bypass 20, 21 connected to the tank line 12 and prevent refilling. Due to its position, the pressure limiting function remains active even when the line is blocked by the emergency stop
  • the emergency stop device 32 is located in the bypass 20, 21 between the branch from the tank line 12 and the branch 25 to the secondary pressure relief valve 24. If the make-up function and pressure relief function are represented together in a common device, the emergency stop device can be located in the bypass on one side or the other of the device. In general, it is also conceivable that the emergency stop device is located somewhere in the bypass, regardless of how the make-up function and pressure relief function are technically implemented. It is also conceivable that the emergency stop device is located outside the bypass, namely in the tank line between the branch to the bypass and the return filter, in particular between the branch to the bypass and the branch to the pressure relief valve, since the pressure relief function is then still present.
  • both bypass lines preferably have a single (common) connection to the tank line and the connection of the volume control valve to the tank line is located between the emergency stop device and the filter, with the branch of the pressure relief valve in the line from the volume control valve to the tank.
  • the junction of the two bypass lines is on the side of the connection of the volume control valve to the tank line that is remote from the filter. This ensures that the emergency stop device only shuts off the control section affected by a leak and that the other functions or control sections are still available.
  • the first bypass and the second bypass, as well as the associated emergency stop devices are designed to have the same function. If an emergency stop function is provided for each bypass, these can be designed identically. However, it is also conceivable, due to space problems or other design restrictions, to design the emergency stop devices or check valves with emergency stop function differently.
  • emergency stop devices or check valves with an emergency stop function that close automatically in the event of a leak in the working line and a resulting drop in pressure.
  • a sensor can also be considered that detects such a drop in pressure and reports it to the control unit, which then decides whether an emergency has occurred and whether appropriate measures need to be taken. It can also be useful for the operator of the mobile work machine to spot a case of damage, for example using the emergency stop button, and pass the information on to the control unit, which then carries out the appropriate measures.
  • the emergency stop devices or check valves with emergency stop function return to a neutral state can be transferred without great effort.
  • a shut-off device releases the line again or a valve or valve arrangement is transferred to the neutral position without components having to be replaced.
  • Figure 3 shows a mobile work machine 33 in a preferred embodiment as an excavator, in particular a long-arm boom excavator with a substructure 34 that is connected to a superstructure 36 via a swivel mechanism 35 that can rotate about a swivel axis S.
  • a swivel mechanism 35 that can rotate about a swivel axis S.
  • a controlled swivel movement between the superstructure 36 and the substructure 34 about the swivel axis S is possible.
  • a distinction can be made between mobile excavators and crawler excavators.
  • the substructure 34 can have tires in a chassis on the one hand, and this is referred to as a mobile excavator, although mobile excavators are only used in the weight class up to 25 t, and on the other hand can have chains, so that we speak of crawler excavators, which are used in all weight classes.
  • mobile and crawler excavators must be distinguished from other types of excavator, such as floating dredgers.
  • the long-arm boom excavator is designed as a crawler excavator, which is in a weight class between 25 t and 400 t typical for demolition work.
  • the superstructure 36 has a driver's cabin 37 at its end in the direction of travel F (straight alignment) and a counterweight 38 opposite the driver's cabin 37.
  • Figure 3 shows a three-part boom assembly 39 which is attached to the superstructure 36 next to or behind the driver's cabin 37.
  • the boom assembly 39 has three consecutive members 40, 41, 42.
  • a first member 40 called the boom
  • a second member 41 called the intermediate boom
  • a third member furthest from the superstructure which is called the stick 42, with two consecutive members being pivotably mounted on one another by means of bolts.
  • the boom assembly 39 further comprises a boom cylinder 43 which can move the first link 40 and an intermediate boom cylinder 44 which can move the second link 41 of the boom assembly 39.
  • a stick cylinder 45 which can Moving the stick 42 can be driven.
  • An attachment 47 is attached to the free end of the stick 42, which is penetrated by a stick head bolt 46. This connection can preferably be made by a quick coupler. The attachment 47 and the quick coupler can also be pivoted about the pivot axis defined by the stick head bolt 46.
  • the attachment 47 is a gripping tool, but all hydraulic attachments such as shears can be used.
  • the mobile hydraulic construction machine comprises a hydraulic system which, among other things, drives the boom cylinder 43 and the intermediate boom cylinder 44 as well as the stick cylinder 45 and optionally a hydraulic cylinder of an attachment 42 using hydraulic oil.
  • At least one valve block 48, a hydraulic oil tank 49 and a hydraulic pump 50 belong to the hydraulic system and are located in the superstructure 36 (also called the upper carriage).
  • the hydraulic pump 50 delivers the hydraulic oil of the hydraulic system and is connected to the at least one valve block 48 via a hydraulic connection.
  • the at least one valve block 48 controls and regulates a hydraulic oil flow to the aforementioned hydraulic cylinders.
  • the working lines 51 lead from the at least one valve block 48 to the hydraulic cylinders.
  • the hydraulic system is shown in a very simple schematic diagram.
  • only one working line 51 is shown, but depending on the attachment used and the type of construction machine, there can be several, but at least two hydraulic lines 51 per hydraulic cylinder.
  • the type of attachment 47 and the movement that it can perform define the number of hydraulic lines (used and connected).
  • the attachment can have hydraulic cylinders for performing movements, for example opening and closing, or it can also have a hydraulic cylinder for moving the attachment relative to the boom, e.g. the bucket cylinder.
  • the hydraulic cylinders can be single or double acting.
  • the hydraulic lines are formed by channels that are firmly attached to the top of the boom assembly or by flexible hose lines.
  • the hose lines are arranged in an arc shape. These areas are called flexible hose bends 52 and differ from hose bends that are purchased as components and have a fixed, rigid geometry. The flexible hose bends 52 make it possible for the individual links of the boom assembly 39 to pivot against each other without the hydraulic lines 51 being interrupted or ruptured.
  • the control section with emergency stop device or emergency stop function described above can be used in the hydraulic system of the mobile work machine described above.
  • the emergency stop device can be used for a working cylinder, for example that of the attachment, the stick, the boom, etc., or for a number of working cylinders or even for all working cylinders to protect against the leakage of large quantities of hydraulic oil in the event of a hose rupture. This makes it particularly easy and safe to prevent large quantities of hydraulic oil from leaking out and causing damage in the event of a leak in the working line.
  • the other functions of the mobile work machine are retained and the work machine can be moved, for example, to repair the leak. This is particularly advantageous if the leak is far away from the superstructure, for example in the area of the boom group, in particular the stick or bucket, and these cannot be reached by an operator when the leak occurs.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine (33) aufweisend einen Unterbau (34), einen Oberbau (36) und eine Auslegerbaugruppe (39), sowie ein Hydrauliksystem umfassend eine Hydraulikpumpe (3), eine Arbeitsleitung (8,10), einen hydraulischen Verbraucher (5), ein Volumensteuerventil (7), das dazu ausgelegt ist, zur Ansteuerung des Verbrauchers (5) einen Ölstrom der mit dem Verbraucher (5) verbundenen Arbeitsleitung (8,10) regulieren zu können, und einen Bypass (20,21), der das Volumensteuerventil (7) überbrücken kann, wobei in dem Bypass (20,21) eine Nachsaugeinrichtung (23) mit Nachspeisefunktion angeordnet ist, derart, dass wenn die Arbeitsleitung (8) Überdruck führt, der Bypass (20) geschlossen ist und wenn die Arbeitsleitung (8) Niederdruck führt, der Bypass (20) geöffnet ist und die Arbeitsleitung (8) bzw. der mit der Arbeitsleitung (8) verbundene hydraulische Verbraucher (5) Hydrauliköl über eine Zuleitung (12) nachsaugen kann, wobei die Nachsaugeinrichtung (23) eine Notstoppfunktion aufweist oder dass das Hydrauliksystem eine Notstoppeinrichtung (32) umfasst, die dazu ausgelegt sind, die Leitung im Bypass (20) oder der Zuleitung (12) bei Feststellen einer Leckage in der Arbeitsleitung (8) zu verschließen.

Description

Mobile Arbeitsmaschine mit Notstoppfunktion bei Leckage der Arbeitsleitung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, eine Verwendung eines Ventils oder einer Absperrvorrichtung in einer mobilen Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 10 und ein Verfahren zum Minimieren von Hydraulikölverlust in einer mobilen Arbeitsmaschine bei Leckage einer Arbeitsleitung.
Mobile Arbeitsmaschinen mit Hydrauliksystem, insbesondere mobile hydraulische Arbeitsmaschinen, wie Baumaschinen, werden vielfältig auf Baustellen für Abbruch- und Rückbauarbeiten verwendet. Solche mobilen Arbeitsmaschinen werden aber auch im Tiefbau und in der Forstwirtschaft verwendet. Beispiele für mobile Arbeitsmaschinen sind Krane, Bagger, wie auch Umschlagbagger, sowie Forstmaschinen und dergleichen. Im Abbruchbereich kommen unter anderem sogenannte Langarmausleger-Bagger (engl. „longfront") bzw. Abbruchbagger zum Einsatz. Die langen Ausleger und Stiele machen mobile hydraulische Baumaschinen zu einem guten Werkzeug, um auch in über 20 m Höhe hydraulische Anbaugeräte für den jeweiligen Zweck einsetzen zu können. Beim Betrieb mobiler hydraulischer Baumaschinen sind die Hydraulikschläuche, die das Hydrauliksystem der Anbaugeräte oder der Hydraulikzylinder am Ausleger darstellen, durch Alterungsprozesse oder Witterung äußeren Einflüssen ausgesetzt, die Schäden an den Hydraulikschläuchen hervorrufen können. Weitere und viel unvorhersehbarere Schadensquellen sind allerdings mechanische Einwirkungen von außen auf die Hydraulikschläuche durch Arbeiten an nicht gänzlich überschaubaren Arealen. Das Bedienpersonal des Baggers sieht beim Betrieb nicht jeden Teil des Auslegers der mobilen hydraulischen Baumaschine, sodass Hydraulikschläuche an beispielsweise spitzen Gegenständen auf der Baustelle hängenbleiben, durchstochen, abgerissen, aufgeschnitten und zerdrückt und somit beschädigt werden können. Durch zum einen unvermeidbare Alterungsprozesse und zum anderen unvorhersehbare Einwirkungen von außen kann es vorkommen, dass eine Öl-Leckage an den Hydraulikschläuchen bei regulärem Betrieb der mobilen Arbeitsmaschine auftritt. Es ist unter anderem aus der Offenlegungsschrift EP 25 47 912 bekannt, durch Rohrbrüche beschädigte Leitungen des Hydrauliksystems am Anbaugerät zu unterbrechen, damit das Anbaugerät keine unkontrollierten Bewegungen vollführt, in starrer Position verharrt und es nicht zu Sicherheitsrisiken auf der Baustelle kommt. Hierbei wird jedoch nur zur Seite des Anbaugerätes hin das Hydrauliksystem unterbrochen, was kritisch ist, da die langen Ausleger und Stiele mobiler hydraulischer Baumaschinen ebenfalls lange Hydraulikleitungen bedingen, die bis zum Ende des Stiels zum Anbaugerät geführt werden müssen, sodass bei einer Öl-Leckage oft über 400 I Öl in weniger als einer halben Minute austreten kann und auf den Grund der Baustelle trifft. Der Ölverlust des oft sehr heißen Öls, bedeutet nicht nur zusätzliche Kosten durch den Ersatz des verlorenen Öls, sondern auch eine erhebliche Umweltverschmutzung der Baustelle auch oft eine erhebliche Personengefährdung.
Ähnliches gilt für den Einsatz von Harvestern in der Forstwirtschaft, die zum Teil an langen Auslagern Zangen zum Fassen von Baumstämmen tragen, die außer dem Hydraulikaggregat für die Zange auch mit einem Hydraulikmotor zur Drehung der Zange ausgestattet sind.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine mobile Arbeitsmaschine anzugeben, bei der das Hydrauliksystem dazu ausgebildet ist, Hydraulikölverlust bei Leckage einer Arbeitsleitung zu minimieren, sowie eine Verwendung eines Ventils oder einer Absperrvorrichtung in einer mobilen Arbeitsmaschine und ein Verfahren zum Minimieren von Hydraulikölverlust in einer mobilen Arbeitsmaschine bei Leckage einer Arbeitsleitung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine mobile Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch Verwendung eines Ventils oder einer Absperrvorrichtung in einer mobilen Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und ein Verfahren zum Minimieren von Hydraulikölverlust in einer mobilen Arbeitsmaschine bei Leckage einer Arbeitsleitung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Demnach ist eine mobile Arbeitsmaschine aufweisend einen Unterbau, einen Oberbau und eine Auslegerbaugruppe, sowie ein Hydrauliksystem umfassend eine Hydraulikpumpe, eine Arbeitsleitung, einen hydraulischen Verbraucher, ein Volumensteuerventil, das dazu ausgelegt ist, zur Ansteuerung des Verbrauchers einen Ölstrom der mit dem Verbraucher verbundenen Arbeitsleitung regulieren zu können, und einen Bypass, der das Volumensteuerventil überbrücken kann, wobei in dem Bypass eine Nachsaugeinrichtung mit Nachspeisefunktion bzw. Nachsaugfunktion angeordnet ist, derart, dass wenn die Arbeitsleitung Überdruck führt, der Bypass geschlossen ist und wenn die Arbeitsleitung Niederdruck führt, der Bypass geöffnet ist und die Arbeitsleitung bzw. der mit der Arbeitsleitung verbundene hydraulische Verbraucher Hydrauliköl über eine Zuleitung nachspeisen bzw. nachsaugen kann, vorgesehen. Die Nachsaugeinrichtung weist eine Notstoppfunktion auf oder das Hydrauliksystem umfasst eine Notstoppeinrichtung, die jeweils dazu ausgelegt sind, die Leitung im Bypass oder der Zuleitung bei Feststellen einer Leckage in der Arbeitsleitung zu verschließen. Unter „nachspeisen" wird verstanden, dass Hydrauliköl über die Zuleitung fließt, dies kann beispielsweise durch Nachsaugen oder aufgrund eines Staudrucks erfolgen. Die Auslegerbaugruppe kann zwei oder mehr Glieder, insbesondere einen Ausleger aufweisen. Bevorzugt weist die Auslegerbaugruppe einen Ausleger und einen Stiel auf, wobei der Stiel ein (hydraulisches) Anbaugerät tragen kann.
Die Notstoppfunktion bzw. die Notstoppeinrichtung ermöglichen, dass auch eine blindgeschaltete (abgesperrte) Arbeitsleitung nicht mehr mit Hydrauliköl versorgt wird und das Austreten von Hydrauliköl verhindert werden kann und zwar auch dann, wenn die Hydraulikpumpe der Arbeitsmaschine weiterhin fördert. Eine Beschädigung der Hydraulikpumpe durch Leerläufen kann so verhindert werden. Außerdem dient das Verfahren dem Arbeitsschutz und Hydrauliköl kann eingespart werden (Ressourcenschutz). Alle übrigen Funktionen der mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Baggers, stehen weiterhin zur Verfügung. Die Arbeitsmaschine muss nicht vollständig ausgestellt werden. Dadurch ergeben sich große Vorteile.
Der Notfall, der zu einer Absperrung bzw. zu einem Notstopp führt, ist eine Leckage einer zuvor beschriebenen Arbeitsleitung, vorteilhaft ein Bruch wenigstens eines flexiblen Schlauchbogens, insbesondere in unmittelbarer Nähe eines an der Auslegerbaugruppe montierten Werkzeugs oder in unmittelbarer Nähe eines hydraulischen Arbeitszylinders der Auslegerbaugruppe.
Vorzugsweise ist der hydraulische Verbraucher ein Hydraulikzylinder, der eine Bewegung der Auslegerbaugruppe und/oder eines ölhydraulischen Anbaugerätes bewirkt. Der Hydraulikzylinder kann beispielsweise der Stielzylinder, Löffelzylinder, Auslegerzylinder, Zwischenauslegerzylinder oder das Hydraulikaggregat eines Anbaugerätes sein. Insbesondere ist das Hydraulikaggregat eines Anbaugerätes ein öl hydraulisches Werkzeug, beispielsweise ein Baggerwerkzeug, eine Abbruchschere, ein forstwirtschaftliches Werkzeug oder ein Tiefbauwerkzeug. Bei diesen Werkzeugen und dem dafür üblichen Anwendungsbereich besteht eine besonders große Gefahr eines Leitungsbruchs infolge einer Beschädigung im Betrieb. Besonders vorteilhaft ist die insoweit beschriebene Notstoppfunktion, wenn das Gestell selbstfahrend ist.
Der Hydraulikzylinder kann einfachwirkend oder doppelwirkend sein. Das Volumensteuerventil kann ein 4/3-Wege-Proportionalventil sein. Es weist bevorzugt vier Anschlüsse auf. Bei einem doppeltwirkendem Hydraulikzylinder ist ein erster Anschluss mit einer ersten Arbeitsleitung, die mit einer ersten Kammer des Hydraulikzylinders verbunden ist, verbunden. Ein zweiter Anschluss ist mit einer zweiten Arbeitsleitung verbunden, die mit der zweiten Kammer des Hydraulikzylinders verbunden ist. Der dritte Anschluss ist mit einer von der Hydraulikpumpe ausgehenden Druckleitung verbunden und der vierte Anschluss ist mit einer Tankleitung zum Tank verbunden. Es kann zwischen Tankleitung und Druckleitung ein (Primär-)Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein.
Es ist vorteilhaft, wenn in dem Bypass ein zur Nachsaugeinrichtung parallel angeordnetes Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, oder die Nachsaugeinrichtung eine (Sekundär-)Druckbegrenzungsfunktion aufweist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Bypass eine Abzweigung von einer Tankleitung auf und die Zuleitung ist die Tankleitung. Über den Bypass kann somit aus dem Tank Hydrauliköl in die Arbeitsleitung gelangen.
Eine vorteilhafte Lage einer Notstoppeinrichtung ist im Bypass zwischen einer Abzweigung von der Arbeitsleitung (in der die Nachsaugeinrichtung liegt) und einer Abzweigung, die mit einer Leitung verbunden ist, in der das Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. Das Druckbegrenzungsventil bleibt dann auch beim Absperren des Bypasses im Leackagefall aktiv und schützt die mobile Arbeitsmaschine vor Beschädigung. Besonders bevorzugt ist eine Lage zwischen der Nachsaugeinrichtung und der Abzweigung, die mit der Leitung verbunden ist, in der das Druckbegrenzungsventil angeordnet ist.
Vorzugsweise sind die Notstoppeinrichtung oder die mit einer Notstoppfunktion ausgestattete Nachsaugeinrichtung dazu ausgelegt, zwischen einem Sperrzustand und einem Freigabezustand hin und her zu wechseln.
Es ist denkbar, dass die mit einer Notstoppfunktion ausgestattete Nachsaugeinrichtung ein Rückschlagventil umfasst, dass manuell, elektrisch, hydraulisch und/oder pneumatisch geschlossen werden kann.
Vorzugsweise steuert eine Steuereinheit das Volumensteuerventil an und die Steuereinheit ist auch mit der Notstoppeinrichtung und/oder der Nachsaugeinrichtung verbunden, um bei Feststellen einer Leckage in der Arbeitsleitung die Notstoppeinrichtung und/oder der Nachsaugeinrichtung zum Verschließen der Leitung anzusteuern.
Es kann vorgesehen sein, dass das Hydrauliksystem einen Drucksensor und/oder eine hydraulische Schaltung zum Feststellen einer Leckage in der Arbeitsleitung umfasst. Es ist auch möglich, dass die Leckage auch oder nur durch einen Bediener der mobilen Arbeitsmaschine festgestellt wird und durch Betätigen eines Notstopps (Notstoppschalter/Bedieneinheit) ein Signal an die Steuereinheit übermittelt wird. Vorzugsweise ist eine Notausbetätigungsvorrichtung in einer Fahrerkabine der mobilen hydraulischen Maschine angeordnet. Der Fahrer der mobilen hydraulischen (Bau)maschine kann, wenn er eine Leckage feststellt, die Notausbetätigungsvorrichtung betätigen und somit verhindern, dass das Hydrauliköl weiter an der Bruchstelle austritt.
In einer bevorzugten Ausführung ist die mobile Arbeitsmaschine eine hydraulische Baumaschine, insbesondere ein Langarmausleger-Bagger, der eine Reichhöhe in einem Bereich von 15 m bis 90 m hat und insbesondere eine Gewichtsklasse zwischen 25 t und 400 t. Es kann aber auch ein Minibagger bis etwa 10 t oder ein Kleinbagger bis etwa 18 t.
Weiterhin ist eine Verwendung eines Ventils oder einer Absperrvorrichtung vorgesehen, um bei einer mobilen Arbeitsmaschine aufweisend
- einen Unterbau,
- einen Oberbau und
- eine Auslegerbaugruppe, sowie
- ein Hydrauliksystem umfassend eine Hydraulikpumpe, eine Arbeitsleitung, einen hydraulischen Verbraucher, ein Volumensteuerventil, das dazu ausgelegt ist, zur Ansteuerung des Verbrauchers einen Ölstrom der mit dem Verbraucher verbundenen Arbeitsleitung regulieren zu können, und einen Bypass, der das Volumensteuerventil überbrücken kann, wobei in dem Bypass eine Nachsaugeinrichtung mit Nachspeisefunktion angeordnet ist, derart, dass wenn die Arbeitsleitung Überdruck führt, der Bypass geschlossen ist und wenn die Arbeitsleitung Niederdruck führt, der Bypass geöffnet ist und die Arbeitsleitung bzw. der mit der Arbeitsleitung verbundene hydraulische Verbraucher Hydrauliköl über eine Zuleitung nachsaugen bzw. nachspeisen oder nachfüllen kann, in dem Fall, dass eine Leckage in der Arbeitsleitung festgestellt wird, die Leitung im Bypass oder der Zuleitung abzusperren und dadurch einen Volumenstrom von Hydrauliköl in Richtung der Arbeitsleitung zu sperren.
Das Hydrauliksystem kann, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet sein.
Außerdem ist ein Verfahren zum Minimieren von Hydraulikölverlust in einer zuvor beschriebenen mobilen Arbeitsmaschine bei Leckage einer Arbeitsleitung vorgesehen, das folgende Schritte aufweist:
Wenn ein Leck in der Arbeitsleitung auftritt, a. Bewegen und/oder Halten des wenigstens einen Volumensteuerventils in einer Sperrstellung und dadurch Absperren der Arbeitsleitung zur mit der Hydraulikpumpe verbundenen Druckleitung, und b. Absperren des Bypasses oder der Zuleitung und dadurch verhindern, dass Hydrauliköl über den Bypass in die Arbeitsleitung gelangt.
Die Schritte a. und b. können in etwa gleichzeitig oder zeitlich nacheinander ausgeführt werden. Das Verfahren weist eine besonders große Zuverlässigkeit bei einfacher Ansteuerung im Notfall auf. Die mobile Arbeitsmaschine kann wie vorgehend beschrieben ausgebildet sein.
Bevorzugt weist das Verfahren folgenden weiteren Schritt auf: c. Nach Beheben der Leckage, Freigabe des Volumensteuerventils und Öffnen des Bypasses oder der Zuleitung, so dass Hydrauliköl über den Bypass in die Arbeitsleitung gelangen kann, wenn in der Arbeitsleitung Niederdruck herrscht.
Dies hat den Vorteil, dass der ursprüngliche leckagefreie Zustand wieder eingenommen werden kann, insbesondere werkzeugfrei und/oder ohne dass beispielsweise Patronen getauscht werden müssen. Die Notstoppfunktion kann zum Beispiel nach Beheben der Leckage durch erneutes Betätigen des Notschalters wieder deaktiviert werden. Es ist aber auch möglich, dass die Ventile oder Absperreinrichtungen automatisch von einem Sensor angesteuert werden, der einen Druckabfall detektiert oder dass die Ventile oder Absperreinrichtungen bei Druckabfall vollautomatisch hydraulisch schließen. Vorzugsweise umfasst das Verfahren folgenden weiteren Schritt, nach dem die Schritte a. und b. ausgeführt wurden:
- Absperren eines zweiten Bypasses, der das Volumensteuerventil überbrücken kann, wobei in dem zweiten Bypass eine Nachsaugeinrichtung mit Nachspeisefunktion angeordnet ist, derart, dass wenn eine zweite dem hydraulischen Verbraucher zugeordnete Arbeitsleitung Überdruck führt, der zweite Bypass geschlossen ist und wenn die zweite Arbeitsleitung Niederdruck führt, der zweite Bypass geöffnet ist und die zweite Arbeitsleitung bzw. der mit der zweiten Arbeitsleitung verbundene hydraulische Verbraucher Hydrauliköl über die Zuleitung nachsaugen kann, oder
- Absperren der Zuleitung, wobei das Absperren auch ausgeführt wird, wenn die zweite Arbeitsleitung leckagefrei ist, um ein Austreten von Hydrauliköl aus der ersten Arbeitsleitung zu verhindern.
Es ist denkbar, die Zuleitung so abzusperren, dass beide Bypässe nicht nachspeisen bzw. nachsaugen, nachfüllen können. Das Volumensteuerventil nimmt dabei bevorzugt einen Zustand ein, in dem beide Arbeitsleitungen blind geschaltet sind und die Druckleitung mit der Tankleitung verbunden ist. Der Hydraulikzylinder ist bevorzugt doppeltwirkend und jeweils eine Arbeitsleitung ist mit einer Kammer verbunden.
Es ist auch denkbar, die Notstoppeinrichtungen und/oder die mit einer Notstoppfunktion ausgebildeten Nachsaugeinrichtungen derart auszulegen, dass die beiden einem einzigen hydraulischen Verbraucher zugeordneten Bauteile hydraulisch und/oder elektrisch miteinander verbunden sind, so dass im Leckagefall beide Bypässe besonders einfach abgesperrt werden können.
Zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind dabei in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren zeigen:
Figur 1 : eine schematische vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform eines Hydrauliksystems einer mobilen
Arbeitsmaschine mit hydraulischem Zylinder,
Figur 2: eine weitere schematische vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform eines Hydrauliksystems einer mobilen Arbeitsmaschine mit zusätzlicher Notstoppeinrichtung, sowie
Figur 3: eine Darstellung eines Baggers.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen hydraulischen Steuerkreis 1 einer mobilen Arbeitsmaschine. Eine von einem Motor 2 angetriebene Pumpe 3 pumpt Hydrauliköl in eine Druckleitung 4 zur Ansteuerung eines doppeltwirkenden Hydraulikzylinders 5. Eine Steuersektion 6 des hydraulischen Steuerkreises ist vereinfacht dargestellt. Zur hydraulischen Ansteuerung des Hydraulikzylinders 5 ist ein Volumensteuerventil 7 vorgesehen, das als 4/3-Wege-Ventil, insbesondere als 4/3-Wege-Proportionalventil, wie dargestellt, ausgebildet ist. Es weist vier Anschlüsse A,B,P,T auf. Ein erster Anschluss A ist mit einer ersten Arbeitsleitung 8, die mit einer ersten Kammer 9 des Hydraulikzylinders 5 verbunden ist, verbunden. Ein zweiter Anschluss B ist mit einer zweiten Arbeitsleitung 10 verbunden, die mit der zweiten Kammer 11 des Hydraulikzylinders 5 verbunden ist. Der dritte Anschluss P ist mit der Druckleitung 4 verbunden und der vierte Anschluss T ist mit einer Tankleitung 12 (auch Rücklaufleitung genannt), die zum Tank 13 führt, verbunden.
In einem ersten Extremalzustand des Volumensteuerventils 7 ist der erste Anschluss A mit dem Anschluss P und der Druckleitung 4 verbunden, während der zweite Anschluss B mit dem vierten Anschluss T verbunden ist. In diesem Fall kann Hydraulikmedium von der Druckleitung 4 in die erste Kammer 9 des Hydraulikzylinders 5 fließen, während die zweite Kammer 11 über die Anschlüsse B, T zum Tank 13 hin verbunden ist. Auf diese Weise wird ein Kolben 14 des Hydraulikzylinders 5 in eine erste Richtung bewegt. In der dargestellten Neutralstellung (zweiter Extremalzustand) des Volumensteuerventils 7 werden die Anschlüsse A und B blind geschaltet, also geschlossen und die Druckleitung 4 mit der Tankleitung 12 verbunden. Der Kolben 14 des Hydraulikzylinders 5 verharrt dann in seiner momentanen Position, weil keine Ab- und Zuströmung erfolgt. Es herrscht Sperrzustand. In dem dritten Extremalzustand des Volumensteuerventils 7 ist der Anschluss P mit dem Anschluss B verbunden und der Anschluss A mit dem Anschluss T. In diesem Fall fließt Hydraulikmedium von der Druckleitung 4 in die zweite Kammer 11 des Zylinders 5 und die erste Kammer 9 wird über den Anschluss A und den Anschluss T zum Tank 13 hin verbunden. Das Hydraulikmedium übt dann eine Kraft auf den Kolben 14 des Hydraulikzylinders 5 derart aus, dass er in eine zur ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung verlagert wird. Wie bereits beschrieben, ist das Volumensteuerventil 7 als Proportionalventil ausgebildet. Der von der Druckleitung 4 kommende Hydraulikmedienstrom wird durch Variation der Ventilzustände zwischen den drei Extremalzuständen auf die Kammern 9, 11 aufgeteilt, so dass es möglich ist, durch Steuerung/Regelung des Volumenstroms eine definierte Geschwindigkeit der Kolbenbewegung herbeizuführen.
Hinter dem Auslass der Pumpe 3 und vor dem Volumensteuerventil 7 ist eine Abzweigung 15 in der Druckleitung 4 vorgesehen, von der eine Leitung 16 abzweigt, die über ein in Richtung auf den Tank 13 öffnendes Druckbegrenzungsventil 17 zum Tank 13 führt.
Die Tankleitung 12 führt über einen Rücklauffilter 18 zum Tank. Anstelle des dargestellten Rücklauffilters ist es auch denkbar einen anderen Filter mit beispielsweise einem anderen Filtermedium einzusetzen. Der Rücklauffilter 18 ist durch einen Bypass 19 mit einem in Richtung auf den Tank 13 öffnendes Differenzdruckventil 19 überbrückbar. Der Rücklauffilterüberwindungsdruck liegt dabei in einem Bereich zwischen 0,5 und 1,5 bar. Zwischen dem Rücklauffilter 18 und der Abzweigung zum Druckbegrenzungsventil 17 ist ein optionales, hier dargestelltes federvorgespanntes Rückschlagventil vorgesehen, das in Richtung auf den Tank 13 öffnet und einen Staudruck in einem Bereich von 3-8 bar, bevorzugt etwa 5 bar erzeugt.
Das Volumensteuerventil 7 weist zwei Bypässe 20,21 auf. Ein erster Bypass 20 geht von der Tankleitung 12 zwischen Anschluss T und der Abzweigung mit dem Druckbegrenzungsventil 17 ab und endet in einer Abzweigung 22 der ersten Arbeitsleitung 8. In dem ersten Bypass 20 ist ein Rückschlagventil 23 angeordnet. Parallel zu dem Rückschlagventil 23 weist der Bypass 20 ein Sekundärdruckbegrenzungsventil 24 auf. Das Sekundärdruckbegrenzungsventil 24 liegt in einer Leitung, die von der ersten Arbeitsleitung 8 zwischen dem Anschluss A und der Abzweigung 22 des ersten Bypasses 20 abzweigt und in dem ersten Bypass 20 zwischen dem Rückschlagventil 23 und der Abzweigung der Tankleitung in einer Abzweigung 25 endet. Das Rückschlagventil 23 fungiert als sogenanntes Nachspeise- oder Nachsaugventil, das mit dem Tank 13 verbunden ist. Wenn die erste Arbeitsleitung 8 Überdruck führt, schließt das Rückschlagventil 23. Wenn jedoch die erste Arbeitsleitung 8 Niederdruck (in der dargestellten Ausführungsform gegenüber dem Staudruck des federbelasteten Rückschlagventils bzw. Vorspannventils) führt, öffnet das Nachsaugventil und die erste Arbeitsleitung 8 bzw. die erste Kammer 9 kann aus der Tankleitung 12 bzw. dem Tank 13 nachspeisen, so dass Kavitation verhindert wird. Wenn nicht genug Volumenstrom für die Versorgung des Hydraulikzylinders zur Verfügung steht, ist durch das Nachsaugventil dennoch ein problemloser Betrieb möglich.
Der zweite Bypass 21 des Volumensteuerventils ist analog zum ersten Bypass 20 aufgebaut und schützt die zweite Arbeitsleitung 10 bzw. zweite Kammer 11 zum einen gegen Überlast und zum anderen gegen Kavitation. Die Bypassleitung 26 des zweiten Bypasses 21 ist tankseitig mit der Tankleitung 12 in einer zwischen der Abzweigung zum Druckbegrenzungsventil 17 und der Abzweigung zum ersten Bypass hin liegenden Abzweigung 27 verbunden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Nachsaugventil ganz allgemein mit einer Rücklaufleitung (beispielsweise direkt zum Tank) eines offenen hydraulischen Kreislaufes verbunden ist. Das Nachsaugventil und das Sekundärdruckbegrenzungsventil können in einer Patrone zusammengefasst sein. Die Druckbegrenzungsfunktion und die Nachspeisefunktion können gemeinsam in ein Ventil integriert und dadurch kompakt sein.
Zur Steuerung des Volumensteuerventils 7 kann eine als Joystick ausgebildete Bedieneinheit 28 mit einer Steuereinheit 29 verbunden sein. Letztgenannte ist wiederum über Signalleitungen 30 und 31 mit dem Volumensteuerventil 7 verbunden. Die beiden Arbeitsleitungen 8,10 können in Form von Kanälen, Druckmediumrohren oder flexiblen Schläuchen ausgebildet sein. Flexible Schläuche sind bei bewegbaren Hydraulikzylindern unverzichtbar. Wenn nun im Betrieb, wie dies oben näher beschrieben wurde, ein flexibler Schlauch beispielsweise beim Abbruch eines Gebäudes an einem hervorstehenden Moniereisen hängenbleibt und dadurch abreißt, würde bei herkömmlichen Hydrauliksystemen eine große Menge Hydrauliköl aus der Bruchstelle austreten.
In dem Fall, dass das Rücköl den Rücklauffilter 18 mit dem Rücklauffilterüberwindungsdruck durchströmt, bevor es in den Tank 13 gelangt, wirkt der Filterstaudruck immer auf die Nachsaugventile 23, und öffnet diese im Leckagefall der zugeordneten Arbeitsleitung, wo dann sofort Öl (wegen des zuvor erwähnten Filterstaudrucks) herausgedrückt wird. Wenn das optionale federvorgespannte Rückschlagventil (allg. Vorspannventil) ebenfalls vorhanden ist, würde sich der Ölaustritt aus einer Defektstelle an der genannten Arbeitsleitung zusätzlich verschlimmern. Bei Leckage würde in diesem Fall nicht aus dem Tank über die Nachsaugventile nachgesaugt werden, sondern schon eine beispielsweise vorliegende geringe (3-101/min.) Standbyfördermenge einer laufenden aber nicht durch Steuerbefehle hochgeregelten Regelpumpe oder einer Konstantpumpe sorgt für einen Vorspanndruck im Bypasskreis (Nachsaugkreis) und Ölaustritt. Wird nun ein nicht defekter Hydraulikkreis angesteuert, kann je nach Ansteuerintensität die Pumpe bis auf die max. Förderleistung hochregeln. Aus der beschriebenen Defektstelle in der Arbeitsleitung tritt dann das Rücköl aus der angesteuerten Funktion bei sich dadurch öffnenden Nachsaugventilen aus, anstatt den vorgesehenen Weg über das Vorspannventil durch den Rücklauffilter in den Tank zu nehmen.
Um dies zu verhindern, ist erfindungsgemäß eine Notstoppeinrichtung bzw. eine Notstoppfunktion vorgesehen, die bei Vorliegen eines Notfalls verhindert, dass in der betroffenen Arbeitsleitung zur Bruchstelle hin Hydrauliköl strömt und auch, dass aus dem das Volumensteuerventil überbrückenden Bypass Hydrauliköl zur Bruchstelle gelangt und aus dem Leck der Arbeitsleitung austritt. In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform einer Notstoppeinrichtung dargestellt. Das Rückschlagventil 23 ist jeweils als ansteuerbares Ventil ausgebildet. Das Rückschlagventil 23 muss dabei derart ausgebildet sein, dass es bei Vorliegen eines Schlauchbruches aus einer geöffneten Stellung in eine Schließstellung überführt wird, unabhängig davon, dass ein Öffnungsdruck anliegt. Das Schließglied kann dabei hydraulisch, mechanisch, elektrisch oder pneumatisch in die Verschlussstellung überführt werden.
Wenn die Nachspeisefunktion nicht mittels Rückschlagventils abgebildet wird, sieht die Erfindung vor, dass das die nachspeisefunktionabbildende Ventil bzw. die die nachspeisefunktionabbildende Ventilanordnung entsprechend im Schadensfall angesteuert, betätigt oder bewegt wird, um einen Hydraulikölstrom durch den Bypass zur beschädigten Arbeitsleitung hin zu verhindern.
Zudem muss bei einem solchen Notfall sichergestellt werden, dass die beschädigte Arbeitsleitung zwischen Bruchstelle und Druckleitung 4 abgesperrt bzw. blockiert ist. Dies ist bereits der Fall, wenn ein Bediener der mobilen Arbeitsmaschine die Bedieneinheit 28 zur Ansteuerung des Hydraulikzylinders nicht mehr betätigt. Der Bediener kann dazu angewiesen werden. Um sicherzustellen, dass die Absperrung der beschädigten Arbeitsleitung bestehen bleibt, selbst wenn die Bedieneinheit betätigt wird, kann die Steuereinheit dazu angewiesen werden, die Betätigung nicht an das Volumensteuerventil weiterzuleiten. Die Bedieneinheit kann beispielsweise auch gesperrt werden. Es ist auch denkbar, die Ansteuerung des Volumensteuerventils oder eine Zustandsveränderung in anderer Weise zu verhindern. Auch denkbar ist, dass bei einem Notfall, das Volumensteuerventil automatisch in einen Zustand überführt wird, in dem die beschädigte Arbeitsleitung blockiert ist. Es ist auch denkbar die Arbeitsleitung mittels eines zusätzlichen Ventils bzw.
Ventilanordnung oder einer Absperreinrichtung zu verschließen, die im Notfall entsprechend angesteuert, betätigt oder bewegt wird.
In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform einer Notstoppeinrichtung 32 mit zwei unterschiedlichen Einbaulagen dargestellt. Es wird jeweils nur eine der Einbaulagen eingenommen. Bei der ersten Einbaulage liegt die Notstoppeinrichtung 32 jeweils im Bypass 20,21 zwischen der Abzweigung 25 zum Sekundärdruckbegrenzungsventil 24 und dem Rückschlagventil 23. Die Notstoppeinrichtung 32 blockiert im Notfall den Hydraulikölfluss über die Tankleitung 12 zur beschädigten Arbeitsleitung. Die Notstoppeinrichtung 32 kann ein zusätzliches Ventil, eine Ventilanordnung oder auch eine darunter zu verstehende Absperreinrichtung, wie beispielsweise einen Schieber, Kugelhahn oder dergleichen sein. Dargestellt ist ein 2/2-Wegeventil als Notstoppeinrichtung 32, das in der Neutralstellung (Ruhestellung) mittels einer Feder in die geöffnete Stellung gehalten ist. Es handelt sich um ein elektrisch oder elektronisch gesteuertes Magnetventil, das von der Steuereinheit 29 ansteuerbar ist. Im Notfall kann die Steuereinheit das 2/2-Wegeventil in eine geschlossene Stellung überführen und den mit der Tankleitung 12 verbundenen Bypass 20,21 absperren und ein Nachspeisen verhindern. Auf Grund der Lage ist die Druckbegrenzungsfunktion auch bei durch die Notstoppeinrichtung 32 abgesperrter Leitung weiterhin aktiv.
In der zweiten Einbaulage liegt die Notstoppeinrichtung 32 jeweils im Bypass 20,21 zwischen der Abzweigung von der Tankleitung 12 und der Abzweigung 25 zum Sekundärdruckbegrenzungsventil 24. Wenn die Nachspeisefunktion und Druckbegrenzungsfunktion zusammen in einer gemeinsamen Einrichtung abgebildet werden, kann die Notstoppeinrichtung im Bypass auf der einen oder anderen Seite der Einrichtung liegen. Es ist ganz allgemein auch denkbar, dass die Notstoppeinrichtung irgendwo im Bypass liegt, unabhängig davon, wie die Nachspeisefunktion und Druckbegrenzungsfunktion technisch umgesetzt sind. Es ist auch denkbar, dass die Notstoppeinrichtung außerhalb des Bypasses liegt und zwar in der Tankleitung zwischen der Abzweigung zum Bypass und dem Rücklauffilter, insbesondere zwischen der Abzweigung zum Bypass und der Abzweigung zum Druckbegrenzungsventil, da dann die Druckbegrenzungsfunktion weiterhin vorhanden ist. Wenn die Notstoppeinrichtung zwischen der Abzweigung zum filternahen Bypass und der Abzweigung zum Druckbegrenzungsventil liegt, kann die Notstoppeinrichtung das Nachspeisen beider Nachsaugventile und den Hydraulikölfluss in beide Bypässe absperren. Diese Ausführungsform kann besonders kostengünstig sein. Bevorzugt weisen in diesem Fall beide Bypassleitung eine einzige (gemeinsame) Verbindung mit der Tankleitung auf und der Anschluss des Volumensteuerventils mit der Tankleitung liegt zwischen der Notstoppeinrichtung und dem Filter, wobei in der Leitung vom Volumensteuerventil zum Tank die Abzweigung des Druckbegrenzungsventils liegt. Der Knotenpunkt der beiden Bypassleitung liegt auf der filterfernen Seite des Anschlusses des Volumensteuerventils mit der Tankleitung. So kann sichergestellt werden, dass die Notstoppeinrichtung nur die von einer Leckage betroffene Steuersektion absperrt und die übrigen Funktionen bzw. Steuersektionen noch zur Verfügung stehen.
Bevorzugt sind der erste Bypass und der zweite Bypass, sowie die dazugehörigen Notstoppeinrichtungen von der Funktion her gleich ausgebildet. Wenn jeweils eine Notstoppfunktion pro Bypass vorgesehen ist, können diese identisch ausgebildet sein. Es ist aber auch denkbar, auf Grund von Platzproblemen oder sonstiger konstruktiver Einschränkungen, die Notstoppeinrichtungen bzw. Rückschlagventile mit Notstoppfunktion unterschiedlich auszubilden.
Es ist ganz allgemein auch denkbar, Notstoppeinrichtungen bzw. Rückschlagventile mit Notstoppfunktion einzusetzen, die bei einer Leckage in der Arbeitsleitung und einem damit verbundenen Druckabfall automatisch schließen. Es kann auch ein Sensor angedacht sein, der einen solchen Druckabfall detektiert und an die Steuereinheit meldet, die daraufhin entscheidet, ob ein Notfall vorliegt und ob entsprechende Maßnahmen getroffen werden müssen. Es kann auch sinnvoll sein, dass der Bediener der mobilen Arbeitsmaschine, beispielsweise mittels Notausknopf, einen Schadensfall sichtet und die Information an die Steuereinheit weitergibt und die daraufhin die entsprechenden Maßnahmen ausführt.
Zusätzlich kann es sinnvoll sein, dass wenn bei Vorliegen eines Notfalls die Notstoppeinrichtungen bzw. Rückschlagventile mit Notstoppfunktion eines Bypasses die Bypassleitung verschließt, dies automatisch auch für den anderen Bypass desselben Hydraulikzylinders erfolgt.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Notstoppeinrichtungen bzw. Rückschlagventile mit Notstoppfunktion in einen Neutralzustand wieder ohne großen Aufwand überführbar sind. Dies kann beispielsweise sein, dass eine Absperrvorrichtung wieder die Leitung freigibt oder ein Ventil bzw. eine Ventilanordnung in die Neutralstellung überführt wird, ohne dass Bauteile ausgetauscht werden müssen.
Figur 3 zeigt eine mobile Arbeitsmaschine 33 in einer bevorzugten Ausführungsform als Bagger, insbesondere Langarmausleger-Bagger mit einem Unterbau 34, der über ein um eine Schwenkachse S drehbares Schwenkwerk 35 mit einem Oberbau 36 in Verbindung steht. Mithilfe des Schwenkwerks 35 ist eine kontrollierte Schwenkbewegung zwischen dem Oberbau 36 und dem Unterbau 34 um die Schwenkachse S möglich. Im Allgemeinen kann zwischen Mobilbaggern und Raupenbaggern unterschieden werden. Der Unterbau 34 kann in einem Fahrwerk zum einen Reifen aufweisen und es wird von einem Mobilbagger gesprochen, wobei Mobilbagger lediglich in der Gewichtsklasse bis 25 t zum Einsatz kommen, und zum anderen Ketten aufweisen, sodass von Raupenbaggern gesprochen wird, welche in allen Gewichtsklassen zum Einsatz kommen. Mobil- und Raupenbagger sind als selbstfahrende Landfahrzeuge von anderen Baggertypen wie beispielsweise Schwimmbaggern abzugrenzen. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Langarmausleger-Bagger als Raupenbagger realisiert, welcher in einer für Abbrucharbeiten typischen Gewichtsklasse zwischen 25 t und 400 t liegt. Der Oberbau 36 weist an seinem Ende in Richtung Fahrtrichtung F (Geradeausrichtung) eine Fahrerkabine 37 auf und gegenüberliegend der Fahrerkabine 37 ein Kontergewicht 38. Der Figur 3 zu entnehmen ist eine dreigliedrige Auslegerbaugruppe 39, die neben oder hinter der Fahrerkabine 37 an dem Oberbau 36 befestigt ist. Die Auslegerbaugruppe 39 weist drei hintereinander liegende Glieder 40,41,42 auf. Ein erstes Glied 40, genannt Ausleger, ein zweites Glied 41, genannt Zwischenausleger, und ein oberbaufernstes drittes Glied, welches Stiel 42 genannt wird, wobei zwei aufeinander folgende Glieder mittels Bolzen aneinander verschwenkbar gelagert sind. Die Auslegerbaugruppe 39 umfasst weiterhin einen Auslegerzylinder 43, der das erste Glied 40 bewegen kann und einen Zwischenauslegerzylinder 44, der das zweite Glied 41 der Auslegerbaugruppe 39 bewegen kann. Weiterhin ist ein Stielzylinder 45 vorgesehen, der zum Bewegen des Stiels 42 angetrieben werden kann. An dem freien Ende des Stiels 42, das von einem Stielkopfbolzen 46 durchsetzt wird, ist ein Anbaugerät 47 befestigt. Diese Verbindung kann vorzugsweise durch einen Schnellwechsler hergestellt werden. Das Anbaugerät 47 und der Schnellwechsler können ebenfalls um die durch den Stielkopfbolzen 46 definierte Schwenkachse verschwenkt werden. Das Anbaugerät 47 ist in dieser Ausführungsform ein Greifwerkzeug, jedoch können sämtliche hydraulische Anbaugeräte wie beispielsweise Scheren verwendet werden.
Die mobile hydraulische Baumaschine umfasst ein Hydrauliksystem, das unteranderem den Auslegerzylinder 43 und den Zwischenauslegerzylinder 44 sowie den Stielzylinder 45 und optional einen Hydraulikzylinder eines Anbaugerätes 42 mittels Hydrauliköls antreibt. Dem Hydrauliksystem zugehörig und sich im Oberbau 36 (auch Oberwagen genannt) befindend sind wenigstens ein Ventilblock 48, ein Hydrauliköltank 49, sowie eine hydraulische Pumpe 50. Die hydraulische Pumpe 50 fördert das Hydrauliköl des Hydrauliksystems und ist über eine hydraulische Verbindung mit dem wenigstens einen Ventilblock 48 verbunden. Es können mehrere Pumpen im Hydrauliksystem zum Einsatz kommen, sofern die Leistung einer Pumpe für den erforderlichen Einsatz nicht ausreicht oder das System redundant ausgebildet sein soll. Der wenigstens eine Ventilblock 48 steuert und reguliert einen Hydraulikölfluss zu den vorgenannten Hydraulikzylindern. Von dem wenigstens einen Ventilblock 48 ausgehend führen die Arbeitsleitungen 51 zu den Hydraulikzylindern.
In der Figur 3 ist das Hydrauliksystem aufs einfachste schematisch heruntergebrochen dargestellt. So ist beispielsweise lediglich genau eine Arbeitsleitung 51 dargestellt, es können jedoch je nach verwendetem Anbaugerät und Art der Baumaschine mehrere, aber wenigstens zwei Hydraulikleitungen 51 pro Hydraulikzylinder sein. Die Art des Anbaugeräts 47 und die Bewegung, die dieses ausführen kann, definieren die Anzahl der (verwendeten und angeschlossenen) Hydraulikleitungen. So kann das Anbaugerät zur Ausführung von Bewegungen, beispielsweise Öffnen und Schließen, Hydraulikzylinder aufweisen oder es kann auch ein Hydraulikzylinder zur Bewegung des Anbaugeräts gegenüber dem Stiel, z.B. der Löffelzylinder vorgesehen sein. Die Hydraulikzylinder können einfach- oder doppeltwirkend sein.
Die Hydraulikleitungen je nach dem wo sie liegen und hinführen, sind durch Kanäle, die fest an der Oberseite der Auslegerbaugruppe anliegen oder durch flexible Schlauchleitungen gebildet. Wobei in Bereichen, wo Bewegung zugelassen werden muss, die Schlauchleitungen bogenförmig angeordnet sind. Diese Bereiche werden flexible Schlauchbögen 52 genannt und unterscheiden sich von Schlauchbögen, die als Bauteil zu erwerben sind und eine feste, steife Geometrie haben. Durch die flexiblen Schlauchbögen 52 ist es möglich, dass die einzelnen Glieder der Auslegerbaugruppe 39 gegeneinander verschwenken können, ohne dass die Hydraulikleitungen 51 unterbrochen werden bzw. reißen.
Die zuvor beschriebene Steuersektion mit Notstoppeinrichtung bzw. Notstoppfunktion kann in dem zuvor beschriebenen Hydrauliksystem der mobilen Arbeitsmaschine eingesetzt werden. Dabei kann die Notstoppeinrichtung für einen Arbeitszylinder, beispielsweise dem des Anbaugerätes, des Stiels, des Auslegers usw., oder für eine Anzahl der Arbeitszylinder oder auch für alle Arbeitszylinder zur Absicherung gegen Austritt von großen Mengen an Hydrauliköl bei Schlauchbruch eingesetzt werden. Dadurch kann besonders einfach und sicher verhindert werden, dass Hydrauliköl in großen Mengen bei einer Leckage der Arbeitsleitung austritt und Schaden anrichtet. Zudem bleiben die anderen Funktionen der mobilen Arbeitsmaschine erhalten und die Arbeitsmaschine kann beispielsweise für eine Reparatur der Leckage bewegt werden. Dies ist insbesondere von großem Vorteil, wenn das Leck weit entfernt vom Oberbau liegt, beispielsweise im Bereich der Auslegergruppe, insbesondere dem Stiel oder Löffel, und diese bei Auftreten der Leckage von einem Bediener nicht erreichbar sind.

Claims

Patentansprüche
1. Mobile Arbeitsmaschine (33) aufweisend einen Unterbau (34), einen Oberbau (36) und eine Auslegerbaugruppe (39), sowie ein Hydrauliksystem umfassend eine Hydraulikpumpe (3), eine Arbeitsleitung (8,10), einen hydraulischen Verbraucher (5), ein Volumensteuerventil (7), das dazu ausgelegt ist, zur Ansteuerung des Verbrauchers (5) einen Ölstrom der mit dem Verbraucher (5) verbundenen Arbeitsleitung (8,10) regulieren zu können, und einen Bypass (20,21), der das Volumensteuerventil (7) überbrücken kann, wobei in dem Bypass (20,21) eine Nachsaugeinrichtung (23) mit Nachspeisefunktion angeordnet ist, derart, dass wenn die Arbeitsleitung (8) Überdruck führt, der Bypass (20) geschlossen ist und wenn die Arbeitsleitung (8) Niederdruck führt, der Bypass (20) geöffnet ist und die Arbeitsleitung (8) bzw. der mit der Arbeitsleitung (8) verbundene hydraulische Verbraucher (5) Hydrauliköl über eine Zuleitung (12) nachspeisen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachsaugeinrichtung (23) eine Notstoppfunktion aufweist oder dass das Hydrauliksystem eine Notstoppeinrichtung (32) umfasst, die dazu ausgelegt sind, die Leitung im Bypass (20) oder der Zuleitung (12) bei Feststellen einer Leckage in der Arbeitsleitung (8) zu verschließen.
2. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Verbraucher (5) ein Hydraulikzylinder ist, der eine Bewegung der Auslegerbaugruppe (39) und/oder eines ölhydraulischen Anbaugerätes (47) bewirkt.
3. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypass (20) ein zur Nachsaugeinrichtung (23) parallel angeordnetes Druckbegrenzungsventil (24) angeordnet ist, oder die Nachsaugeinrichtung eine Druckbegrenzungsfunktion aufweist.
4. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (20) eine Abzweigung von einer Tankleitung aufweist und die Zuleitung (12) die Tankleitung ist.
5. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notstoppeinrichtung (32) im Bypass (20,21) zwischen einer Abzweigung (22) von der Arbeitsleitung (8) und einer Abzweigung (25), die mit einer Leitung verbunden ist, in der das Druckbegrenzungsventil (24) angeordnet ist, liegt.
6. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notstoppeinrichtung (32) oder die mit einer Notstoppfunktion ausgestattete Nachsaugeinrichtung (23) dazu ausgelegt ist, zwischen einem Sperrzustand und einem Freigabezustand hin und her zu wechseln.
7. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer Notstoppfunktion ausgestattete Nachsaugeinrichtung (23) ein Rückschlagventil umfasst, dass manuell, elektrisch, hydraulisch und/oder pneumatisch geschlossen werden kann.
8. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (29) das Volumensteuerventil (7) ansteuert und die Steuereinheit (29) auch mit der Notstoppeinrichtung (32) und/oder der Nachsaugeinrichtung (23) verbunden ist, um bei Feststellen einer Leckage in der Arbeitsleitung (8) die Notstoppeinrichtung (32) und/oder der Nachsaugeinrichtung (23) zum Verschließen der Leitung anzusteuern.
9. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem einen Drucksensor und/oder eine hydraulische Schaltung zum Feststellen einer Leckage in der Arbeitsleitung (8) umfasst.
10. Verwendung eines Ventils oder einer Absperrvorrichtung, um bei einer mobilen Arbeitsmaschine (33) aufweisend einen Unterbau (34), einen Oberbau (36) und
- eine Auslegerbaugruppe (39), sowie
- ein Hydrauliksystem umfassend eine Hydraulikpumpe (3), eine Arbeitsleitung (8,10), einen hydraulischen Verbraucher (5), ein Volumensteuerventil (7), das dazu ausgelegt ist, zur Ansteuerung des Verbrauchers (5) einen Ölstrom der mit dem Verbraucher (5) verbundenen Arbeitsleitung (8,10) regulieren zu können, und einen Bypass (20), der das Volumensteuerventil (7) überbrücken kann, wobei in dem Bypass (20) eine Nachsaugeinrichtung (23) mit Nachspeisefunktion angeordnet ist, derart, dass wenn die Arbeitsleitung (8) Überdruck führt, der Bypass (20) geschlossen ist und wenn die Arbeitsleitung (8) Niederdruck führt, der Bypass (20) geöffnet ist und die Arbeitsleitung (8) bzw. der mit der Arbeitsleitung (8) verbundene hydraulische Verbraucher (5) Hydrauliköl über eine Zuleitung (12) nachsaugen kann, in dem Fall, dass eine Leckage in der Arbeitsleitung (8) festgestellt wird, die Leitung im Bypass (20) oder der Zuleitung (12) abzusperren und dadurch einen Volumenstrom von Hydrauliköl in Richtung der Arbeitsleitung (8) zu sperren.
11. Verfahren zum Minimieren von Hydraulikölverlust in einer mobilen Arbeitsmaschine (33) bei Leckage einer Arbeitsleitung (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, das folgende Schritte aufweist:
Wenn ein Leck in der Arbeitsleitung (8) auftritt, a. Bewegen und/oder Halten des wenigstens einen Volumensteuerventils
(7) in einer Sperrstellung und dadurch Absperren der Arbeitsleitung
(8) zur mit der Hydraulikpumpe (3) verbundenen Druckleitung (4), und b. Absperren des Bypasses (20) oder der Zuleitung (12) und dadurch verhindern, dass Hydrauliköl über den Bypass (20) in die Arbeitsleitung (8) gelangt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgenden weiteren Schritt aufweist: c. Nach Beheben der Leckage, Freigabe des Volumensteuerventils (7) und Öffnen des Bypasses (20) oder der Zuleitung (12), so dass Hydrauliköl über den Bypass (20) in die Arbeitsleitung (8) gelangen kann, wenn in der Arbeitsleitung (8) Niederdruck herrscht.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgenden weiteren Schritt umfasst, nach dem die Schritte a. und b. ausgeführt wurden:
- Absperren eines zweiten Bypasses (21), der das Volumensteuerventil (7) überbrücken kann, wobei in dem zweiten Bypass (21) eine Nachsaugeinrichtung mit Nachspeisefunktion angeordnet ist, derart, dass wenn eine zweite dem hydraulischen Verbraucher (5) zugeordnete Arbeitsleitung (10) Überdruck führt, der zweite Bypass (21) geschlossen ist und wenn die zweite Arbeitsleitung (10) Niederdruck führt, der zweite Bypass (21) geöffnet ist und die zweite Arbeitsleitung (10) bzw. der mit der zweiten Arbeitsleitung (10) verbundene hydraulische Verbraucher (5) Hydrauliköl über die Zuleitung (12) nachsaugen kann, oder
- Absperren der Zuleitung (12), wobei das Absperren auch ausgeführt wird, wenn die zweite Arbeitsleitung (10) leckagefrei ist, um ein Austreten von Hydrauliköl aus der ersten Arbeitsleitung (8) zu verhindern.
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