WO2002000349A1 - Hydraulischer antrieb für eine schnelllaufende zerkleinerungsmaschine - Google Patents

Hydraulischer antrieb für eine schnelllaufende zerkleinerungsmaschine Download PDF

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WO2002000349A1
WO2002000349A1 PCT/DE2001/002299 DE0102299W WO0200349A1 WO 2002000349 A1 WO2002000349 A1 WO 2002000349A1 DE 0102299 W DE0102299 W DE 0102299W WO 0200349 A1 WO0200349 A1 WO 0200349A1
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WO
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hydraulic
control
line
pressure
hydraulic drive
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PCT/DE2001/002299
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Inventor
Reinhold Grewatsch
Fred Bethke
Original Assignee
Forus Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details
    • B02C18/24—Drives

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic drive for a high-speed
  • Such drives are used in particular for the fine grinding of wood fractions.
  • Biological waste material such as waste wood
  • the waste wood is first roughly shredded to a length of about 10-20 cm in a slow processing in a first processing phase, and then finely shredded to a length of about 3-5 cm in a further processing phase.
  • So-called high-speed machines with a rotor speed of 1000-1250 rpm are mainly used for this fine grinding.
  • Such a high-speed shredding machine essentially consists of a central feed hopper with a feed unit for the pre-shredded waste wood and a discharge unit for the finely shredded waste wood.
  • a cutting unit with at least two counter-rotating chopping rotors or with a chopping rotor and a standing cutting bar. Both the rotating chopping rotors and the standing cutting bar are equipped with cutting elements which are matched to one another in their shape and arrangement.
  • such high-speed machines generally consist of a chopping rotor and a standing cutting bar.
  • High-speed shredding machines of this type are only driven mechanically.
  • a mechanical drive mainly consists of a diesel engine, which is mechanically connected to each rotating chopping rotor with the interposition of a manual transmission.
  • Such a mechanical drive has major disadvantages.
  • Such a mechanical drive requires a short transmission path to the chopping rotor. This closeness to the chopping rotor is usually not freely available with mobile shredding machines, so complex designs are required to create this space.
  • the mechanical drive cannot be arranged in the immediate vicinity of the chopping rotor with such additional expenditure, so that an extended power transmission path has to be accepted.
  • Such an extended power transmission path is again very complex and complicated to implement and requires the use of heavy-duty power transmission elements.
  • a mechanical drive must also be aligned in the exact position of the chopping rotor, which results in an increased outlay in machining production. This makes the manufacture of the shredding machine more expensive.
  • a mechanical drive also has significant disadvantages in the functional area.
  • the mechanical drive shows a hard start-up behavior, which places a heavy load on the power transmission elements, and an uncontrolled run-on behavior, which makes possible emergency situations unmanageable.
  • the speed of the chopping rotor can only be varied by the speed of the diesel engine or by complex mechanical gears.
  • a hydraulic drive for a slow-speed machine with two counter-rotating chopping rotors which drives a chopping rotor in two separate circuits.
  • Each of the two circuits is designed as a closed circuit and consists on the one hand of an adjustable hydraulic pump which is driven by a diesel engine and which can be switched in its conveying direction via a switching device and on the other hand of a hydraulic motor which is mechanically connected to the chopping rotor.
  • One from the pressure of the hydraulic motor Resilient pressure switch is electronically connected to the switching device of the hydraulic pump, so that an increased load on the chopper rotor reverses the rotary movement of the chopper rotor.
  • An additional switching count counter permanently switches off the comminution machine if the reversing circuits are repeated in an impermissible manner.
  • the invention is therefore based on the object of developing a hydraulic drive for a high-speed runner which adapts continuously to the most varied load situations during start-up, during operation and during braking.
  • the invention eliminates the disadvantages of the prior art mentioned.
  • the hydraulic drive has all the general advantages of hydraulics over mechanics.
  • the particular advantage lies in the optimal coordination between the drive power and the chopping rotor power. It is particularly expedient to detect the pressure signal from the Norlauf line by a pressure sensor and to forward it to the electrical actuating unit of the adjustable hydraulic pump. Alternatively, of course, all other conceivable signal transmission options can be used.
  • Fig. 2 a hydraulic circuit diagram of an open circuit with a constant pump
  • Fig. 3 a hydraulic circuit diagram of an open circuit with a variable displacement pump.
  • the hydraulic drive is placed on a chopping rotor. It is designed according to FIG. 1 as a closed circuit and consists mainly of an adjustable hydraulic pump 1 on the one hand and a hydraulic motor 2 on the other hand, both of which are preferably designed as high-speed axial piston machines.
  • the adjustable hydraulic pump 1 is mechanically connected to an internal combustion engine 3 via a coupling element and the hydraulic motor 2 is mechanically connected to a chopping rotor 5 via an elastic coupling 4.
  • a feed line 6 and a return line 7 hydraulically connect the hydraulic pump 1 and the hydraulic motor 2.
  • the hydraulic pump 1 is preferably designed as a compact unit and equipped with a number of additional devices.
  • a flushing valve 8 between the feed line 6 and the return line 7, which is connected to a supply tank 10 via a tank line 9.
  • a cooling device 11 and a return filter 12 are also integrated in this tank line 9. With the help of this flushing valve 8 and the cooling device 11 and the return filter 12, worn, heated and contaminated hydraulic oil in the closed circuit is exchanged for fresh hydraulic oil from the supply tank 10.
  • the compact unit of the hydraulic pump 1 is further equipped with a suction line 13 leading to the supply tank 10 with a sucking valve 14 in order to compensate hydraulic oil which has leaked out of the closed circuit.
  • the adjustable hydraulic pump 1 is mechanically coupled to a further hydraulic pump 16 for realizing additional functions. For example, it drives a feed device for the wood fractions to be processed or a transport device for the finely shredded wood.
  • the adjustable hydraulic pump 1 is also equipped with an electro-hydraulic control and regulating circuit.
  • the adjustable hydraulic pump 1 first has a hydraulic control cylinder 17 which is double-acting and which is mechanically connected to an adjusting element (not shown) of the hydraulic pump 1.
  • This control cylinder 17 is supplied hydraulically by a control oil pump 18 which, like the hydraulic pump for additional functions 16, is mechanically connected to the controllable hydraulic pump 1 and is thus driven by the internal combustion engine 3.
  • a control oil pump 18 which, like the hydraulic pump for additional functions 16 is mechanically connected to the controllable hydraulic pump 1 and is thus driven by the internal combustion engine 3.
  • an electrohydraulic control unit 19 between the control oil pump 18 and the control cylinder 17, which consists of a proportional 4/3-way valve 20 and an electronic control 21.
  • the electronic control 21 is programmed for the start-up and the run-down phase of the hydraulic motor 2 with a predetermined time and is sensor-connected to a start / stop device of the comminution machine. However, this electronic control 21 is also connected to a linear pressure sensor 22, which is located in the pressure-carrying flow line 6 in close proximity to the hydraulic motor 2 for the chopping rotor 5.
  • a control pressure limiting valve 23, which limits the control pressure at a low level, and a pressure filter 24, which cleans the control oil flow, are integrated in the control and regulating circuit.
  • a pressure line 25 which bypasses the hydraulic motor 2 and in which there is a pressure relief valve 26 directed from the supply line 6 to the return line 7 and a brake valve 27 acting in the opposite direction, that is to say from the return line 7 to the supply line 6.
  • the pressure relief valve 26 and the brake valve 27 are connected to each other.
  • the hydraulic drive is also equipped according to the invention with a pulsation damper 28, which is constructed on the principle of a pressure accumulator. This pulsation damper 28 is located in the pressure-carrying flow line 6 in the best possible vicinity of the hydraulic motor 2 and is able to level the pressure curve in this flow line 6 by briefly removing and re-feeding hydraulic oil.
  • the electronic control 21 has a programmed time specification in which the chopping rotor 5 is started up from its stub level to a desired speed. This speed difference is assigned a specific control path on the controllable hydraulic pump 1 and thus on the control cylinder 17.
  • the controllable hydraulic pump 1 When the internal combustion engine 3 is switched on, the controllable hydraulic pump 1 also rotates. At the same time, a required control pressure builds up in the control oil circuit, which then also applies to the 4/3-way valve 20 of the electrohydraulic control unit 19. Due to the programmed effect of the electronic control 21, the 4/3-way valve also begins to understand itself from its central control in a preferred direction up to the predetermined control position, so that the control pressure is transferred to the control cylinder 17 via the 4/3-way valve 20 controllable hydraulic pump 1 reproduces.
  • the controllable hydraulic pump 1 swings out to the extent that the 4/3-way valve 20 shifts, with the result that a working pressure of NuU builds up to the predetermined value with a linear gradient in the feed line 6 and the hydraulic motor 2 drives with linearly increasing speed.
  • the speed of the chopping rotor 5 also behaves in the same way. Pressure peaks occurring during the operating state, which endanger the hydraulic assemblies and have their cause in changing or changing loads on the chopping rotor 5, are reduced by the corresponding pressure limiting valves 15 and 26. Pressure fluctuations occurring within these permissible pressure changes are compensated by the pulsation damper 28, in which 6 pressure oil is absorbed when the pressure in the supply line builds up and is released again when the pressure drops.
  • Load changes occurring during the operating state are detected by the linear pressure sensor 22 via the associated pressure changes in the flow line 6 and transmitted via an electrical signal to the electronic control 21, with the result that the controllable hydraulic pump 1 is controlled and adapted to the current load situation.
  • the controllable hydraulic pump 1 thereby swivels into its new control, which forms a hydraulic pressure column in the return line 7, that is to say between the closed controllable hydraulic pump 1 and the hydraulic motor 2 now driven by the chopping rotor 5.
  • the brake valve 27 opens and directs pressure oil from the return line 7 back into the supply line 6. This reduces the speed of the hydraulic motor 2 and thus of the chopping rotor 5 in a controlled manner.
  • the hydraulic drive of the chopping rotor 5 can also be an open circuit with a constant pump 1 'according to FIG. 2.
  • This circuit contains all generally known assemblies, for which mainly a feed line 6 'connected to the hydraulic motor 2 of the chopping rotor 5, a return line 7' leading directly from the hydraulic motor 2 to the supply tank 10 and an electrohydraulic control unit 19 arranged in the feed line 6 '' heard.
  • this also includes, in an inventive manner, a pressure sensor 22 for detecting the pressure in the feed line 6 'and for forwarding a corresponding pressure signal to electrohydraulic control unit 19' and a pulsation damper 28 for compensating pressure peaks. Both the pressure sensor 22 and the pulsation damper 28 are located in the flow line 6 '.
  • a pressure line 25 which bypasses the hydraulic motor 2 and in which there is a brake valve 27 which is directed from the return line 7 'to the supply line 6'. Furthermore, the flow line 6 'is connected to the supply tank 10 via a pressure limiting valve 26 in order to protect the hydraulic motor 2 from an overload.
  • the electrohydraulic control unit 19 ' consists of a proportional 4/3-way valve 20' and an electronic control 21.
  • This electronic control 21 is programmed in analogy to the closed circuit for the start-up and run-down phase of the hydraulic motor 2 with a predetermined time and is sensory connected to a start / stop device of the shredding machine.
  • the electronic control 21 is also connected to the pressure sensor 22 in the feed line in order to react to pressure changes in the feed line 6 'and to influence the feed flow via the proportional 4/3-way valve 20'.
  • An inlet pressure compensator 29 is arranged in front of the 4/3-way valve 20 'and, in the blocked neutral control of the 4/3-way valve 20', enables a short circulation via the tank line 9 to the supply tank 10 and protects the hydraulic system from undesired pressure peaks during the operating run.
  • the pressure oil comes from the hydraulic pump 1' via the corresponding flow line 6 'to the hydraulic motor 2, which drives the chopping motor 5, the starting phase of the chopping rotor 5 being program-controlled up to the desired speed via the electronic control 21.
  • the hydraulic drive of the chopper rotor 2 can also be an open circuit with a control pump 1 ".
  • the structure of this open circuit differs from the open circuit according to FIG. 2 in that the electronic control 19" is different there is a proportional directional control valve 30 and the electronic control 21 and is used in connection with a control valve 17 'to control the control pump 1 ".
  • a conventional 4/3-way control valve 31 is located in the flow line 6'.

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Abstract

Schnelllaufende Zerkleinerungsmaschinen werden in bekannter Weise mechanisch mit einem Dieselmotor angetrieben. Ein mechanischer Antrieb bereitet aber Probleme in der räumlichen Anordnung und in der Lagezuordnung zum Schneidwerk. Ausserdem haben mechanische Antriebe ein undefiniertes Anlauf- und Bremsverhalten und eine unzureichende Leistungsabstimmung zum Schneidwerk. Es wird daher ein hydraulischer Antrieb vorgeschlagen, der aus einem geschlossenen Kreislauf besteht und mit einer verstellbaren Hydraulikpumpe (1) mit einer Steuereinheit (19) und einem Hydraulikmotor (2) ausgestattet ist. Die Steuereinheit (19) besteht aus einem 4/3-Wegeventil (20) und einer auf das Proportionalventil wirkenden elektronischen Steuerung (21), wobei die elektronische Steuerung (21) in ihrer Stellcharakteristik programmierbar und von einer Start-/Stoppeinrichtung und von einem in der Vorlaufleitung (6) befindlichen linearen Drucksensor (22) betätigbar ist. Der Hydraulikmotor (2) wird von einer Druckleitung (25) umgangen, in der ein Bremsventil (27) angeordnet ist. Vorgestellt wird auch ein entsprechender hydraulischer Antrieb in einem offenen Kreislauf mit einer Konstantpumpe (1') oder einer Verstellpumpe (1'').

Description

Beschreibung
Hydraulischer Antrieb für eine schnelllaufende Zerkleinerungsmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Antrieb für eine schnelllaufende
Zerkleinerungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Antriebe werden insbesondere zum Feinzerkleinern von Holzfraktionen eingesetzt.
Biologisches Abfallmaterial, wie beispielsweise Altholz, wird im immer stärkeren Maße der Wiederverwendung zugeführt. Dazu wird das Altholz zunächst in einer ersten Bearbeitungsphase in sogenannten Langsamläufern auf eine Schnitzellänge von etwa 10-20 cm grob vorzerkleinert, um dann in einer weiteren Bearbeitungsphase auf eine Schnitzellänge von etwa 3-5 cm feinzerkleinert zu werden. Für diese Feinzerkleinerung werden vorwiegend sogenannte Schnellläufer mit einer Rotordrehgeschwindigkeit von 1000-1250 U/min eingesetzt. Eine solche schnelllaufende Zerkleinerungsmaschine besteht im wesentlichen aus einem zentralen Einzugstrichter mit einer oben eingebenden Zuführeinheit für das vorzerkleinerte Altholz und einer unten ausgebenden Abführeinheit für das feinzerkleinerte Altholz. Zwischen dem Einzugstrichter und der Abführeinheit befindet sich ein Schneidwerk mit mindestens zwei gegenläufig drehenden Hackrotoren oder mit einem Hackrotor und einer stehenden Schneidleiste. Sowohl die drehenden Hackrotoren als auch die stehende Schneidleiste sind mit Schneidelementen ausgerüstet, die in ihrer Form und in ihrer Anordnung in entsprechender Weise aufeinander abgestimmt sind.
Aus Zweckmäßigkeitsgründen bestehen solche Schnellläufer in der Regel aus einem Hackrotor und einer stehenden Schneidleiste. Schnelllaufende Zerkleinerungsmaschinen dieser Art werden ausschließlich mechanisch angetrieben. Dazu besteht ein solcher mechanischer Antrieb in der Hauptsache aus einem Dieselmotor, der unter Zwischenschaltung eines Schaltgetriebes mechanisch mit jedem drehenden Hackrotor verbunden ist.
Ein solcher mechanischer Antrieb hat wesentliche Nachteile. So verlangt ein solcher mechanischer Antrieb einen kurzen Übertragungsweg zum Hackrotor. Diese Nähe zum Hackrotor ist bei mobilen ZerMeinerungsmaschinen in der Regel nicht frei verfügbar, sodass aufwendige Konstruktionen erforderlich sind, um diesen Platz zu schaffen. Oftmals ist der mechanische Antrieb aber auch mit solchen zusätzlichen Aufwendungen nicht in der unmittelbaren Nähe des Hackrotors anzuordnen, so dass ein verlängerter Kraftübertragungsweg in Kauf genommen werden muss. Ein solcher verlängerter Kraftübertragungsweg ist aber wieder sehr aufwendig und kompliziert in der Realisierung und verlangt den Einsatz hochbelastbarer Kraftübertragungselemente. Ein mechanischer Antrieb muss zur Realisierung guter Laufeigenschaften auch in genauer Lage zum Hackrotor ausgerichtet sein, was einen erhöhten Aufwand in der zerspanenden Fertigung zur Folge hat. Das verteuert die Herstellung der Zerkleinerungsmaschine.
Ein mechanischer Antrieb besitzt auch wesentliche Nachteile im funktionellen Bereich. So zeigt der mechanische Antrieb ein hartes Anlaufverhalten, was die Kraftübertragungselemente stark belastet und ein unkontrolliertes Nachlaufverhalten, was mögliche Notsituationen unbeherrschbar macht. Weiterhin kann die Drehzahl des Hackrotors nur durch die Drehzahl des Dieselmotors oder durch aufwendige mechanische Getriebe variiert werden.
Aus der DE-G 93 05 834.9 ist nun ein hydraulischer Antrieb für einen Langsamläufer mit zwei gegenläufigen Hackrotoren bekannt, der in zwei getrennten Kreisläufen jeweils einen Hackrotor antreibt. Jeder der beiden Kreisläufe ist als geschlossener Kreislauf ausgeführt und besteht einerseits aus einer verstellbaren Hydraulikpumpe, die von einem Dieselmotor angetrieben wird und die über eine Schalteinrichtung in ihrer Förderrichtung umschaltbar ist und andererseits aus einem Hydraulikmotor, der mit dem Hackrotor mechanisch verbunden ist. Ein vom Druck des Hydraulikmotors belastbarer Druckschalter ist elektronisch mit der Schalteinrichtung der Hydraulikpumpe verbunden, sodass eine erhöhte Belastung des Hackrotors zu einer Reversie- rung der Drehbewegung des Hackrotors führt. Eine zusätzliche Schaltzahlzählein- richtung schaltet die Zerkleinerungsmaschine endgültig ab, wenn sich die Umkehrschaltungen in unzulässiger Weise wiederholen.
Dieser hydraulische Antrieb ist für schnelllaufende ZerMeinerungsmaschinen ungeeignet, weil er die bei den notwendigen Drehzahländerungen auftretenden dynamischen Verhältnisse nicht zu beherrschen vermag. Das führt zu einer unvertretbar hohen Belastung aller mechanischen und hydraulischen Baugruppen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen hydraulischen Antrieb für einen Schnellläufer zu entwickeln, der sich stufenlos an die unterschiedlichsten Be- lastungsfälle während des Anfahrens, während des Betriebes und während des Ab- bremsens anpasst.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 3 gelöst. Zweckdienliche Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Unteransprüchen 4 bis 9.
Die Erfindung beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik. Dabei besitzt der hydraulische Antrieb alle allgemeinen Vorteile der Hydraulik gegenüber der Mechanik.
Der besondere Vorteil liegt aber in der optimalen Abstimmung zwischen der Antriebsleistung und der Hackrotorleistung. Dabei ist es besonders zweckmäßig, das Drucksignal aus der Norlaufleitung durch einen Drucksensor zu erfassen und an die elektrische Stelleinheit der verstellbaren Hydraulikpumpe weiterzuleiten. Es sind aber alternativ natürlich alle anderen denkbaren Signalübertragungsmöglichkeiten anwendbar.
Die Erfindung soll anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dazu zeigen Fig. 1: einen auf das Wesentliche vereinfachten hydraulischen Schaltplan eines geschlossenen Kreislaufes,
Fig. 2: einen hydraulischen Schaltplan eines offenen Kreislaufes mit einer Konstantpumpe und
Fig. 3: einen hydraulischen Schaltplan eines offenen Kreislaufes mit einer Verstellpumpe.
Der hydraulische Antrieb ist auf einen Hackrotor abgestellt. Er ist gemäß der Fig. 1 als ein geschlossener Kreislauf ausgebildet und besteht in der Hauptsache einerseits aus einer verstellbaren Hydraulikpumpe 1 und andererseits aus einem Hydraulikmotor 2, die beide vorzugsweise als schnelllaufende Axialkolbeninaschinen ausgelegt sind. Die verstellbare Hydraulikpumpe 1 ist über ein Kupplungselement mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 3 und der Hydraulikmotor 2 ist über eine elastische Kupplung 4 mechanisch mit einem Hackrotor 5 verbunden. Eine Vorlaufleitung 6 und eine Rücklaufleitung 7 verbinden die Hydraulikpumpe 1 und den Hydraulikmotor 2 hydraulisch. Die Hydraulikpumpe 1 ist vorzugsweise als eine Kompakteinheit ausgebildet und mit einer Reihe von Zusatzeinrichtungen ausgestattet. So befindet sich zwischen der Vorlaufleitung 6 und der Rücklaufleitung 7 ein Spülventil 8, das über eine Tankleitung 9 mit einem Versorgungstank 10 verbunden ist. In dieser Tankleitung 9 sind weiterhin eine Kühleinrichtung 11 und ein Rücklauffilter 12 eingebunden. Mit Hilfe dieses Spülventils 8 und der Kühleinrichtung 11 und des Rücklauffilters 12 wird verschlissenes, erwärmtes und verschmutztes Hydrauliköl ans dem geschlossenen Kreislauf gegen frisches Hydrauliköl aus dem Versorgungstank 10 ausgetauscht. Die Kompakteinheit der Hydraulikpumpe 1 ist weiterhin mit einer zum Versorgungstank 10 führenden Saugleitung 13 mit einem Säugventil 14 ausgestattet, um aus dem geschlossenen Kreislauf durch Leckage ausgetretenes Hydrauliköl auszugleichen.
Üblicherweise befinden sich zwischen der Vorlaufleitung 6 und der Rücklaufleitung 7 zwei gegensinnig arbeitende primäre Druckbegrenzungsventile 15 mit jeweils einem Umgehungsrückschlagventil, die jeweils auf den höchsten Systemdruck eingestellt sind. Wie auch allgemein bekannt, ist die verstellbare Hydraulikpumpe 1 mechanisch mit einer weiteren Hydraulikpumpe 16 zur Realisierung zusätzlicher Funktionen verkoppelt. Beispielsweise wird damit eine Zuführeinrichtung für die zu bearbeitenden Holzfraktionen oder eine Transporteinrichtung für das feinzerkleinerte Holz angetrieben.
Die verstellbare Hydraulikpumpe 1 ist weiterhin mit einem elektrohydraulischen Steuer- und Regelkreis ausgerüstet. Dazu besitzt die verstellbare Hydraulikpumpe 1 zunächst einen hydraulischen SteUzylinder 17, der doppeltwirkend ausgebildet ist und der mechanisch mit einem nicht dargestellten Verstellelement der Hydraulikpumpe 1 verbunden ist. Dieser SteUzylinder 17 wird hydraulisch von einer Steueröl- pumpe 18 versorgt, die wie die Hydraulikpumpe für Zusatzfunktionen 16 mechanisch mit der versteUbaren Hydraulikpumpe 1 verbunden ist und somit vom Verbrennungsmotor 3 angetrieben wird. Zur Beeinflussung der Größe und zur Umschaltung der Richtung des zum SteUzylinder 17 fließenden Steuerölstromes befindet sich zwischen der Steuerölpumpe 18 und dem SteUzylinder 17 eine elektrohydrauh- sche Steuereinheit 19, die aus einem proportionalwirkenden 4/3-Wegeventü 20 und eine elektronische Steuerung 21 besteht. Die elektronische Steuerung 21 ist für die Anlauf- und die Auslaufphase des Hydraulikmotors 2 mit einer vorbestimmten Zeitvorgabe programmiert und ist sensorisch mit einer Start-/Stoppeinrichtung der Zerkleinerungsmaschine verbunden. Diese elektronische Steuerung 21 ist aber auch mit einem linearen Drucksensor 22 verbunden, der sich in der druckführenden Vorlaufleitung 6 in nächster Nähe zum Hydraulikmotor 2 für den Hackrotor 5 befindet. In den Steuer- und Regelkreis ist ein den Steuerdruck in geringer Höhe begrenzenden Steuerdruckbegrenzungsventü 23 und ein den Steuerölstrom reinigender Druckfdter 24 eingebunden.
Im Bereich des Hydraulikmotors 2 für den Hackrotor 5 besteht eine den Hydraulikmotor 2 umgehende Druckleitung 25, in der sich ein von der Vorlaufleitung 6 zur Rücklaufleitung 7 gerichtetes Druckbegrenzungsventü 26 und ein in Gegenrichtung, also von der Rücklaufleitung 7 zur Vorlaufleitung 6 wirkendes Bremsventü 27 befinden. Dabei sind das Druckbegrenzungsventü 26 und das Bremsventü 27 paraUel zueinander geschaltet. Der hydrauüsche Antrieb ist außerdem erfindungsgemäß mit einem Pulsations- dämpfer 28 ausgerüstet, der nach dem Prinzip eines Druckspeichers aufgebaut ist. Dieser Pulsationsdämpfer 28 befindet sich in der druckführenden Vorlaufleitung 6 in bestenfaUs unmittelbarer Nähe zum Hydraulikmotor 2 und ist in der Lage, den Druckverlauf in dieser Vorlaufleitung 6 durch eine kurzzeitige Entnahme und Wie- dereinspeisung von Hydrauliköl einzuebnen.
In der stillstehenden AusgangssteUung des Hackrotors 5 ist der Verbrennungsmotor 3 ausgeschaltet, sodass auch die versteUbare HydrauUkpumpe 1 und damit die Steu- erölpumpe 18 und auch die zusätzUche HydrauUkpumpe 16 stülstehen. Da demnach auch kein Steueröldruck vorhanden ist, zentriert sich der SteUzylinder 17 in seine federbelastete MittelsteUung und die versteUbare HydrauUkpumpe 1 positioniert sich in ihre förderlose NuUsteUung.
Zum Zwecke des Anlaufens des hydraulischen Antriebs besitzt die elektronische Steuerung 21 eine programmierte Zeitvorgabe, in der der Hackrotor 5 aus seinem Stülstand bis zu einer gewünschten Drehzahl hochgefahren werden soU. Dieser Drehzahldifferenz ist ein bestimmter VersteUweg an der versteUbaren HydrauUkpumpe 1 und damit am SteUzylinders 17 zugeordnet.
Mit dem Einschalten des Verbrennungsmotors 3 dreht sich auch die versteUbare HydrauUkpumpe 1. Gleichzeitig baut sich im Steuerölkreislauf ein erforderUcher Steuerdruck auf, der dann auch am 4/3-Wegeventü 20 der elektrohydrauUschen Steuereinheit 19 anUegt. Auf Grund der programmierten Wirkung der elektronischen Steuerung 21 beginnt sich das 4/3-Wegeventd aümähUch aus seiner MittelsteUung in eine bevorzugte Richtung bis zu der vorbestimmten SteUposition zu versteUen, sodass sich der Steuerdruck über das 4/3-Wegeventü 20 auf den SteUzylinder 17 der versteUbaren HydrauUkpumpe 1 fortpflanzt. Somit schwenkt die versteUbare HydrauUkpumpe 1 in dem Maße aus, wie sich das 4/3-Wegeventü 20 verschiebt mit der Folge, dass sich in der Vorlaufleitung 6 über diesen VersteUweg ein Arbeitsdruck von NuU auf den vorbestimmten Wert mit einer linearen Steigung aufbaut und den Hydraulikmotor 2 mit linear steigender Drehzahl antreibt. Gleichermaßen verhält sich auch die Drehzahl des Hackrotors 5. Während des Betriebszustandes auftretende Druckspitzen, die die hydraulischen Baugruppen gefährden und ihre Ursache in sich ändernden oder wechselnden Belastungen am Hackrotor 5 haben, werden durch die entsprechenden Druckbegrenzungs- ventde 15 und 26 abgebaut. Innerhalb dieser zulässigen Druckveränderungen auftretende Druckschwankungen werden durch den Pulsationsdämpfer 28 ausgegUchen, in dem bei einem Druckaufbau in der Versorgungsleitung 6 Drucköl aufgenoimnen und bei Druckabbau wieder abgegeben wird.
Während des Betriebszustandes auftretende Belastungsänderungen werden über die damit einhergehenden Druckänderungen in der Vorlaufleitung 6 vom linearen Drucksensor 22 erfasst und über ein elektrisches Signal auf die elektronische Steuerung 21 übertragen mit der Folge, dass die versteUbare HydrauUkpumpe 1 versteUt und an den momentanen BelastungsfaU angepasst wird.
Beim gewoUten Abschalten des Verbrennungsmotors 3 wird ein elektrisches Signal von der Start-/Stoppeinrichtung der Zerkleinerungsmaschine auf die elektronische Steuerung 21 gegeben, das nach einer vorherbestimmten Zeitvorgabe ein definiertes Rückschwenken der versteUbaren HydrauUkpumpe 1 in ihre NuUlage einleitet. Damit wird gleichzeitig die Drehbewegung des Hydraulikmotors 2 abgebremst. In einer Notsituation verringert sich der Druck in der Versorgungsleitung 6 oder bricht gar zusammen, sodass der Hydraulikmotor 2 der versteUbaren HydrauUkpumpe 1 vorwegedt. Damit kehren sich die Wirkungen der versteUbaren HydrauUkpumpe 1 und des Hydraulikmotors 2 um, wodurch der Hydraulikmotor 2 als Pumpe arbeitet und dabei bestrebt ist, die versteUbare HydrauUkpumpe 1 anzutreiben. Der abfaüen- de Druck in der Vorlaufleitung wird von dem linearen Drucksensor 22 erfasst und über ein elektrisches Signal wiederum an die elektronische Steuerung 21 übermittelt. Die versteUbare HydrauUkpumpe 1 schwenkt dadurch in ihre NuUsteUung, womit sich in der Rücklaufleitung 7, also zwischen der geschlossenen versteUbaren HydrauUkpumpe 1 und dem jetzt vom Hackrotor 5 angetriebenen Hydraulikmotor 2 eine hydrauUsche Drucksäule aufbaut. Beim Erreichen eines vorbestimmten Druckwertes öffnet das Bremsventü 27 und leitet Drucköl aus der Rücklaufleitung 7 zurück in die Vorlaufleitung 6. Damit wird die Drehzahl des Hydraulikmotors 2 und damit des Hackrotors 5 kontroUiert verringert. Der hydraulische Antrieb des Hackrotors 5 kann aber gemäß der Fig. 2 auch ein offener Kreislauf mit einer Konstantpumpe 1' sein. Dieser Kreislauf enthält aüe aUge- mein bekannten Baugruppen, wozu in der Hauptsache eine mit dem Hydraulikmotor 2 des Hackrotors 5 verbundene Vorlaufleitung 6', eine direkt vom Hydraulikmotor 2 zum Versorgungstank 10 führende Rücklaufleitung 7' und eine in der Zulaufleitung 6' angeordnete elektrohydrauUsche Steuereinheit 19' gehört. Dazu gehören in dieser Ausführung eines offenen Kreislaufes in erfinderischer Weise auch ein Drucksensor 22 zur Erfassung des Druckes in der Vorlaufleitung 6' und zur Weiterleitung eines entsprechenden Drucksignals an elektrohydrauUsche Steuereinheit 19' und ein Pulsationsdämpfer 28 zum Ausgleich von Druckspitzen. Sowohl der Drucksensor 22 als auch der Pulsationsdämpfer 28 befinden sich in der Vorlaufleitung 6'. Neuartig ist auch eine den Hydraulikmotor 2 umgehende Druckleitung 25, in der sich ein Bremsventü 27 befindet, dass von der Rücklaufleitung 7' zur Vorlaufleitung 6' gerichtet ist. Weiterhin ist die Vorlaufleitung 6' über ein Druckbegrenzungsventü 26 mit dem Versorgungstank 10 verbunden, um den Hydraulikmotor 2 vor einer Überlastung zu schützen.
Die elektrohydrauUsche Steuereinheit 19' besteht aus einem proportionalen 4/3- Wegeventü 20' und einer elektronischen Steuerung 21. Diese elektronische Steuerung 21 ist in Analogie zum geschlossenen Kreislauf für die Anlauf- und die Auslaufphase des HydrauUkmotors 2 mit einer vorbestimmten Zeitvorgabe programmiert und ist sensorisch mit einer Start-/Stoppeinrichtung der Zerkleinerungsmaschine verbunden. Die elektronische Steuerung 21 ist aber auch mit dem Drucksensor 22 in der Vorlaufleitung verbunden, um auf Druckveränderungen in der Vorlaufleitung 6' zu reagieren und den Vorlaufstrom über das proportionale 4/3-Wegeventü 20' zu beeinflussen.
Eine Eingangsdruckwaage 29 ist vor dem 4/3-Wegeventü 20' angeordnet und ermögUcht in der gesperrten NeutralsteUung des 4/3-Wegeventües 20' einen kurzen Umlauf über die Tankleitung 9 zum Versorgungstank 10 und schützt während des Betriebslaufes die Hydraulikanlage vor unerwünschten Druckspitzen. Bei einer der beiden SchaltsteUungen des proportionalen 4/3-Wegeventües 20' gelangt das Drucköl von der HydrauUkpumpe 1' über die entsprechende Vorlaufleitung 6' zum HydrauUkmotor 2, der den Hackmotor 5 antreibt, wobei die Anlaufphase des Hackrotors 5 bis zur gewünschten Drehzahl über die elektronische Steuerung 21 programmgesteuert erfolgt.
Beim gewoUten Abschalten der Hydraulikanlage wird ein elektrisches Signal von einer Start/Stoppeinrichtung auf die elektronische Steuerung 21 gegeben, das nach einer vorbestimmten Zeit ein definiertes Zurückfahren des proportionalen 4/3- Wegeventües 20' in die NeutralsteUung einleitet. Damit wird gleichzeitig die Drehbewegung des HydrauUkmotors 2 abgebremst.
Gemäß der Fig. 3 kann der hydraulische Antrieb des Hackrotors 2 auch ein offener Kreislauf mit einer VersteUpumpe 1" sein. Dabei unterscheidet sich der Aufbau dieses offenen Kreislaufes vom offenen Kreislauf nach der Fig. 2 dadurch, dass die e- lektrohydrauUsche Steuerung 19" aus einem proportionalen Wegeventü 30 und der elektronische Steuerung 21 besteht und in Verbindung mit einem VersteUzyUnder 17' zur VersteUung der VersteUpumpe 1" eingesetzt wird. In der Vorlaufleitung 6' befindet sich dagegen ein herkömmUch schaltendes 4/3-Wegeventü 31.
Bezugszeichen
1 , 1' , 1' 'versteUbare Hydraulikpumpe 2, 2' Hydraulikmotor
3 Verbrennungsmotor
4 elastische Kupplung
5 Hackrotor
6, 6' Vorlaufleitung
7, 7' Riicklaufleitung
8 Spülventü
9 Tankleitung
10 Versorgungstank
11 Kühleinrichtung
12 Rücklauffilter
13 Saugleitung
14 Saugventd
15 Druckbegrenzungsventü
16 HydrauUkpumpe für Zusatzfunktionen 17,17' SteUzylinder
18 Steuerölpumpe
19,19' elektrohydrauUsche Steuereinheit
20,20' 4/3-Wegeventd
21 elektronische Steuerung
22 Drucksensor
23 Steuerdruckbegrenzungsventd
24 Druckfilter
25 umgehende Druckleitung
26 Druckbegrenzungsventü
27 Bremsventü
28 Pulsationsdämpfer Eingangsdruckwaage proportionales Wegeventü schaltendes Wegeventü

Claims

Patentansprüche
1. HydrauUscher Antrieb für eine schnelUaufende Zerkleinerungsmaschine, wobei die ZerMemerungsmaschine aus einem oberen Einzugstrichter und einem unteren antreibbaren Schneidwerk mit mindestens zwei aufeinander abgestimmten Hackrotoren oder aus einem Hackrotor (5) und einer darauf abgestimmten festen Schneidleiste besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Antrieb wie an sich bekannt aus einem geschlossenen Kreislauf mit einer motorbetriebenen versteUbaren HydrauUkpumpe (1), die mit einer elektro hydraulischen Steuereinheit (19) ausgerüstet ist, und einem HydrauUkmotor (2), der den Hackrotor (5) antreibt, besteht und die versteUbare HydrauUkpumpe (1) und der HydrauUkmotor (2) durch eine Vorlaufleitung (6) und eine Rücklaufleitung (7) miteinander verbunden sind, wobei
- die Steuereinheit (19) aus einem Proportionalventd und einer auf das Proportional- ventü wirkenden Steuerung besteht und
- die Steuerung in ihrer SteUcharakteristik prograrnierbar und von einer Start- /Stoppeinrichtung und vom Druck in der Vorlaufleitung (6) betätigbar ist und
- der HydrauUkmotor (2) von einer Druckleitung (25) umgangen ist, in der ein von der Rücklaufleitung (7) zur Vorlaufleitung (6) durchfließbares Bremsventü (27) angeordnet ist.
2. HydrauUscher Antrieb für eine schnelUaufende Zerkleinerungsmaschine, wobei die ZerMemerimgsmaschine aus einem oberen Einzugstrichter und einem unteren antreibbaren Schneidwerk mit mindestens zwei aufeinander abgestimmten Hackrotoren oder aus einem Hackrotor (5) und einer darauf abgestimmten festen Schneidleiste besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Antrieb wie an sich bekannt aus einem offenen Kreislauf mit einer Konstantpumpe (1') und einer Vorlaufleitung (6'), in der eine elektrohydrauUsche Steuereinheit (19') angeordnet ist, und einem Hydraulikmotor (2), der den Hackmotor (5) antreibt und der über eine Rücklauflei- tung (7') mit einem Versorgungstank (10) verbunden ist, besteht, wobei
- die Steuereinheit (19') aus einem Proportionalventü und einer auf das Proportionalventü wirkenden Steuerung besteht und
- die Steuerung in ihrer SteUcharakteristik programierbar und von einer Start- /Stoppeinrichtung und vom Druck in der Vorlaufleitung (6) betätigbar ist und
- der HydrauUkmotor (2) von einer Druckleitung (25) umgangen ist, in der ein von der Rücklaufleitung (7') zur Vorlaufleitung (6) durchfließbares Bremsventü (27) angeordnet ist.
3. HydrauUscher Antrieb für eine schnelUaufende Zerkleinerungsmaschine, wobei die ZerMemerungsmaschine aus einem oberen Einzugstrichter und einem unteren antreibbaren Schneidwerk mit mindestens zwei aufeinander abgestimmten Hackrotoren oder aus einem Hackrotor (5) und einer darauf abgestimmten festen Schneidleiste besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Antrieb wie an sich bekannt aus einem offenen Kreislauf mit einer VersteUpumpe (l"),die mit einer elektrohyd- rauUschen Steuerung (19") ausgerüstet ist, einer Vorlaufleitung (6'), in der ein schaltendes Wegeventü (31) angeordnet ist, und einem HydrauUkmotor (2), der den Hackmotor (5) antreibt und der über eine Rücklaufleitung (7') mit einem Versorgungstank (10) verbunden ist, besteht, wobei
- die Steuereinheit (19") aus einem Proportionalventü und einer auf das Proportionalventü wirkenden Steuerung besteht und
- die Steuerung in ihrer SteUcharakteristik programierbar und von einer Start- /Stoppeinrichtung und vom Druck in der Vorlaufleitung (6) betätigbar ist und
- der HydrauUkmotor (2) von einer Druckleitung (25) umgangen ist, in der ein von der Rücklaufleitung (7') zur Vorlaufleitung (6) durchfüeßbares Bremsventü (27) angeordnet ist.
4. HydrauUscher Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine elektronische Steuerung (21) ist.
5. HydrauUscher Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Proportionalventü als ein 4/3-Wegeventü (20, 20') ausgebüdet ist.
6. HydrauUscher Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des Druckes in der Vorlaufleitung (6, 6') und zur Weiterleitung eines Signals an das elektronische Steuerventü (21) der elektrohydrauUschen Steuereinheit (19, 19') ein Unearer Drucksensor (22) verwendet wird.
7. HydrauUscher Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (22) in unmittelbarer Nähe des Hydraulikmotors (2) angeordnet ist.
8. HydrauUscher Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Vorlaufleitung (6, 6') ein Pulsationsdämpfer (28) befindet.
9. HydrauUscher Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsationsdämpfer (28) in unmittelbarer Nähe zum Hydraulikmotor (2) angeordnet ist.
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