WO2023232331A1 - Ventilanordnung für mobile arbeitsmaschinen mit hydraulischem verbraucher - Google Patents

Ventilanordnung für mobile arbeitsmaschinen mit hydraulischem verbraucher Download PDF

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WO2023232331A1
WO2023232331A1 PCT/EP2023/059233 EP2023059233W WO2023232331A1 WO 2023232331 A1 WO2023232331 A1 WO 2023232331A1 EP 2023059233 W EP2023059233 W EP 2023059233W WO 2023232331 A1 WO2023232331 A1 WO 2023232331A1
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Berthold WINZ
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    • F15B2211/863—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being a hydraulic or pneumatic failure
    • F15B2211/8636—Circuit failure, e.g. valve or hose failure

Definitions

  • the present invention relates to a valve arrangement, a use of such a valve arrangement, a mobile work machine with the features of the preamble of claim 15 and a method for minimizing hydraulic oil loss in a mobile work machine.
  • Mobile work machines with hydraulic systems are used in a variety of ways on construction sites for demolition and dismantling work. Such mobile machines are also used in civil engineering and forestry. Examples of mobile work machines are cranes, excavators, material handlers, forestry machines and the like. In the demolition sector, so-called long-arm excavators or demolition excavators are used, among other things.
  • the long booms and sticks make mobile hydraulic construction machines a good tool for using hydraulic attachments for the respective purpose, even at a height of over 20 m
  • the hydraulic hoses which represent the hydraulic system of the attachments, 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 reliable, relatively simply constructed valve arrangement and an environmentally friendly hydraulic working machine as well as a method for minimizing hydraulic oil loss in a mobile working machine in the event of a leak in a working line and a corresponding use of a valve arrangement.
  • valve arrangement with the features of claim 1 and a use with the features of claim 14, by a work machine with the features of claim 15 and by a method for minimizing hydraulic oil loss in a mobile work machine with the features of claim 18 . Accordingly, a valve arrangement is provided for a mobile machine with a hydraulic consumer,
  • At least one directional control valve which is connected to a pressure line and a working line of the hydraulic consumer and which includes a hydraulic control line which is designed to move the at least one directional control valve into a first position
  • the pilot valve being designed to alternately connect the hydraulic control line to the pressure supply line and the pressure relief line.
  • the valve arrangement allows the directional control valve to be safely moved into a blocking position in the event of a leak in the working line and to largely prevent oil from escaping from the leak.
  • the first position of the at least one directional control valve is a closed position in which the flow is blocked in both directions.
  • the pilot valve can then ensure that the directional control valve remains in the blocking position.
  • the at least one directional control valve is spring-biased into the first position and has two pilot control lines which are connected to a working space opposite the spring, a first pilot control line being connected to the pressure line and a second pilot control line being connected to the working line.
  • the pilot control lines enable the directional control valve to be moved into an open position when the hydraulic consumer is activated. It is clear to the person skilled in the art that the pilot control lines or the working space can also be effective surfaces that cause the directional control valve to move when pressure is exerted.
  • the pilot valve can be a 3/2 or 4/2 way valve.
  • the pilot valve is electrically actuated and in a rest position connects the pressure supply line to the hydraulic control line and in an activated position, the control line to the pressure reduction line.
  • the pilot valve can be controlled in a different way, in particular wirelessly.
  • the pilot valve is preferably electrically operated in a working position and can be de-energized using an emergency stop switch.
  • the emergency stop switch can be arranged in a work cabin of the work machine so that it can be operated manually.
  • the valve arrangement preferably comprises a first directional control valve and a second directional control valve, each of which is connected to a pressure line and a working line of the common hydraulic consumer, the hydraulic control lines being connected to one another in this way are that the control lines pilot the two directional control valves into the closed position when they are pressurized from the pilot valve.
  • the directional control valves preferably both have the above-mentioned features. By connecting the control lines, both directional control valves are controlled using a single pilot valve. It is also conceivable to use two pilot valves. The pilot valves can then be electrically connected or communicate with each other wirelessly via radio or in some other way.
  • the valve arrangement comprises a shuttle valve with a first lockable inflow and a second lockable inflow as well as with an outflow, wherein the first lockable inflow of the shuttle valve is connected to a first pressure line of the first directional control valve, the second lockable inflow of the shuttle valve a second pressure line of the second directional control valve and the outlet of the shuttle valve is connected to the pressure supply line, and wherein the shuttle valve is designed such that the pressure line with the highest pressure can be connected to the pressure supply line.
  • the pressure reduction line can be a tank line (return line) that can be connected to a tank.
  • the pressure reduction line is connected to the pressure line and the working line via branches, the branches being parallel and each having a check valve that, when pressure is applied in the pressure reduction line, opens to one of the lines with the lowest pressure and thereby reduces the pressure becomes.
  • no return line is required, which can be advantageous if the valve arrangement is used at a large distance from the superstructure.
  • the first directional control valve and/or the second directional control valve can be a 2/2-way valve, with hydraulic oil flow being blocked in both directions in the blocking position and hydraulic oil flow in both directions being possible in a flow position.
  • valve arrangement in a working line of a hydraulic consumer in a mobile work machine is provided in order to shut it off if a leak occurs in the working line and largely prevent hydraulic oil from escaping from the leak point.
  • a mobile work machine having a substructure, a superstructure and a boom assembly, as well as a hydraulic system comprising a hydraulic pump, a volume control valve, a hydraulic consumer and at least two hydraulic lines, the volume control valve being designed to transmit an oil flow through to control the hydraulic consumer to be able to regulate at least one of the hydraulic lines.
  • the at least one of the hydraulic lines has a directional valve that is designed to do so If there is a leak in the hydraulic line, close it.
  • the boom assembly may have two or more members, particularly a boom and stick.
  • the directional control valve can be, for example, a slide valve, seat valve, plate valve or the like.
  • the directional control valve is preferably arranged between the volume control valve and the hydraulic consumer, since hydraulic oil can escape from the leak point even when the volume control valve is closed, for example if suction valves are used in a bypass bridging the volume control valve in order to prevent cavitation.
  • the mobile work machine preferably has a previously described valve arrangement and the directional control valve is part of the valve arrangement.
  • the hydraulic consumer is a hydraulic cylinder, which is in particular double-acting.
  • several control sections of the mobile machine can each have such a valve arrangement, i.e. a large number of hydraulic lines to different hydraulic consumers can be secured, depending on the need.
  • a method for minimizing hydraulic oil loss in a previously described mobile work machine in the event of a leak in a work line which has successive steps: a. If a leak occurs in the hydraulic line between the hydraulic consumer and the directional valve, move the directional valve into a blocking position and thereby shut off the hydraulic line, b. Make sure that the blocking position is maintained until the leak has been eliminated, c. After eliminating the leak, transfer the directional control valve and/or the valve arrangement to the initial state before the leak or to an initial position.
  • this method allows the mobile machine to continue to be operated and moved, except for the control section that is assigned to the leakage line. Since it is or can be ensured that the blocking position is maintained until the leak is eliminated and the working line is repaired, leakage of hydraulic oil from the working line can be reliably prevented. Valves that do not have this capability are not suitable as an emergency stop device to prevent large quantities of hydraulic oil from escaping a leak.
  • the transfer of the directional control valve or the valve arrangement to a state that it was in before the leak and the shut-off of the line is preferably carried out without tools and without replacing or replacing parts/components. Particularly preferably, the initial state is brought about automatically after, for example, release by an operator. Such a release may include an input in an operator unit, an operation of a switch or the like.
  • valve arrangement As described below.
  • valve arrangement for a work machine in particular a construction machine, is provided with an oil-hydraulic tool
  • a first directional valve in particular a first 2/2-way valve, which is connected to a first pressure line and a first working line
  • a second directional valve in particular a second 2/2-way valve, which is connected to a second pressure line and a second working line is connected to a 4/2-way valve, which is connected to an inlet pressure line drain line, a first control line and a second control line is connected
  • the 4/2-way valve is electrically actuated and in a rest position connects the inlet pressure line to the first control line and in a controlled position connects the first control line to the drain line, in the rest position of the 4/2-way valve both the first directional valve and
  • the second directional control valve can be closed essentially at the same time.
  • the rest position is preferably de-energized, i.e. can be assumed by means of an emergency stop switch or due to an electrical shutdown.
  • the second control line is preferably permanently blocked and connected to the inlet pressure line in the activated position of the 4/2-way valve.
  • both 2/2-way valves are in the rest position of the 4/2-way valve closed due to the pressure in the higher pressure pressure line.
  • the control line is connected to the first 2/2-way valve and the second 2/2-way valve in such a way that it pilots them into the closed position when the control line is pressurized.
  • An emergency stop function can be achieved particularly easily and reliably if the 4/2-way valve is electrically actuated in a working position and can be de-energized using an emergency stop switch.
  • the emergency stop switch is particularly advantageously arranged in a work cabin of the work machine so that it can be operated manually.
  • the emergency stop function can be provided in the event of a leak in the working line.
  • At least one directional valve in particular a 2/2-way valve, is assigned to the at least two hydraulic lines, which is designed to close the hydraulic line in an emergency, the at least one directional valve being assigned to each of the two If hydraulic lines are arranged in the area of the boom in the hydraulic line or in the area of the substructure in the hydraulic line between the valves and the oil-hydraulic tool, if a hydraulic line breaks in the area of the boom, the leakage of hydraulic oil from the upstream hydraulics of the work machine can be largely prevented.
  • the directional control valves are preferably hydraulically pilot-controlled. In particular, they have an opening pressure between 1 bar and 10 bar, in particular between 1.5 bar and 5 bar and particularly preferably around 2 bar within the usual tolerances. This means that the pressure loss remains relatively low.
  • the directional control valves are further preferably designed for working pressures between 200 bar and 450 bar, preferably between 300 bar and 450 bar and in particular 350 bar to 420 bar.
  • the pilot valve is preferably designed for working pressures of up to 500 bar.
  • the valve arrangement is preferably designed for a flow rate (volume flow) of 50 liters per minute (l/min) to 2500 l/min, in particular 600 l/min to 1500 l/min and particularly preferably 700 l/min to 1350 l/min .
  • valve arrangements are preferably constructed modularly, so that, for example, one directional control valve can be mounted on one side of the boom and the other directional control valve on the other side of the boom, regardless of the specific shape of the valve arrangement.
  • a particularly advantageous embodiment is in which the directional control valves of the valve arrangement can be connected directly to the shut-off valves or quick-change connections of the work machine or can even replace them.
  • Ball valves are often installed in the boom area of an excavator and must be closed to change the attachment. Instead of these ball valves, the valve arrangement according to the invention can be mounted, so that there is a Additional benefits result from the automatic closing of the valves when the excavator is switched off and a saving in working time, in addition to increased operational safety.
  • the directional control valves are closed by pressing an emergency stop switch and, after the leak has been eliminated, are opened again by pressing the emergency switch again.
  • the directional control valves it is also possible for the directional control valves to be automatically controlled by a sensor that detects a pressure drop or to close hydraulically fully automatically when the pressure drops.
  • the respective directional control valve is arranged in this protected area, the probability of damage to the hydraulic lines on the pressure side of the valve arrangement and the valve arrangement itself increases especially reduced in demolition operations.
  • the respective directional valve or 2/2-way valve is preferably integrated in a valve block, which can be flanged to a channel, for example.
  • the at least two hydraulic lines that directly supply the tool are each attached to the tool in a first attachment point and to the boom in a second attachment point and form a flexible hose bend between the two attachment points, the at least one directional control valve or 2/2-way valve is each arranged in the area of the boom outside the flexible hose bend.
  • the two directional control valves are preferably connected to one another hydraulically and/or electrically.
  • the oil-hydraulic tool is an excavator tool, a demolition shear, a forestry tool or a civil engineering tool.
  • excavator tool a demolition shear
  • forestry tool a forestry tool
  • civil engineering tool a civil engineering tool.
  • the safety device described so far is particularly advantageous if the substructure is self-propelled.
  • the emergency that leads to the 2/2-way valves being shut off is advantageously a breakage of at least one hose bend, especially in the immediate vicinity of a tool mounted on the handle.
  • Such a work machine preferably has a valve arrangement with the features described above.
  • a method for protecting a work machine as described above which has the following sequential steps: a. If a leak occurs in at least one of the hydraulic lines between the oil-hydraulic tool and the valves, moving the at least one directional valve or 2/2-way valve into a blocking position (rest position) and thereby shutting off the at least two hydraulic lines, b. After eliminating the leak, transfer the at least one directional valve or 2/2 directional valve to the starting position.
  • the oil-hydraulic tool can comprise a double-acting hydraulic cylinder and the two hydraulic lines connected to the double-acting hydraulic cylinder in step b. be blocked off.
  • a mobile hydraulic construction machine having a superstructure, a substructure, a boom assembly, preferably with a boom and an intermediate boom as well as a stick, an attachment connected to the stick and a hydraulic system for moving the boom assembly and the attachment
  • the hydraulic system has at least one pump and an additional valve block, the additional valve block being designed to be able to regulate the oil flow of at least two hydraulic lines connecting the attachment to the pump in order to control the attachment.
  • the hydraulic lines are each assigned at least one emergency stop valve, which is designed to close the hydraulic line in an emergency, the at least one emergency stop valve being arranged in the area of the boom assembly in the hydraulic line and/or in the superstructure on the flow side of the additional valve block remote from the pump.
  • the emergency stop valves can be represented by the valve arrangements described above. Emergency stop valves can also include shut-off devices such as slide valves.
  • the emergency stop valves allow the hydraulic lines to be closed in the event of a leak, thereby largely preventing hydraulic oil from escaping. It is particularly easy to retrofit the emergency stop valves in the superstructure area.
  • the use of emergency stop valves in the arm area is advantageous as this is of great benefit in the event of a leak in the area between the boom assembly and the attachment.
  • the at least two hydraulic lines lie in a protected area on an upper side of the handle or are formed by channels, with the respective emergency stop valve located in this protected area.
  • a protected area means that the hydraulic lines are rigid pipes, especially made of metal, that are protected from external influences. These protected areas must be distinguished from: Areas of the hydraulic line with flexible hoses that can quickly tear or become damaged.
  • the hydraulic lines are preferably each attached to the attachment in a first attachment point and to the handle in a second attachment point and form a flexible hose bend between the two attachment points, with the at least one emergency stop valve preferably being arranged in the area of the handle outside of the flexible hose bend.
  • the flexible hose bends are essential for the use of the construction machine, as without the hose bends large movements of the boom assembly and the attachments would not be possible. Closing the emergency stop valves and thus the hydraulic lines and the hydraulic system prevents further oil from escaping in the event of a leak.
  • the emergency stop valves are preferably electronically controlled solenoid valves, which are particularly cost-effective.
  • the emergency stop valves may be 2-way valves as described above, and the hydraulic system preferably includes at least one return line connecting the emergency stop valves to a hydraulic oil tank from which the hydraulic system is fed by means of the pump. In this case, it is not necessary to communicate with the auxiliary valve block because the hydraulic oil flow through the hydraulic lines in the area of the auxiliary valve block does not have to be interrupted.
  • the mobile hydraulic construction machine comprises an emergency stop actuation device which communicates with the emergency stop valves and/or optionally additionally with the additional valve block and is set up to close the emergency stop valves when actuated.
  • the emergency stop actuation device is arranged in a driver's cab of the mobile hydraulic machine.
  • the driver of the mobile hydraulic construction machine can, if he detects a leak Activate the emergency stop device and thus prevent the hydraulic oil from escaping further at the break point.
  • At least one sensor is assigned to the at least two hydraulic lines, which is designed to detect a leak in the at least two hydraulic lines, the at least one sensor communicating with the emergency stop valves and/or the additional valve block.
  • the emergency stop valves can be closed automatically in the event of a leak and pressure drop in the hydraulic line.
  • the mobile hydraulic construction machine is a long-arm excavator that 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. But it can also be a mini excavator up to around 10 t or a small excavator up to around 18 t.
  • a method for controlling a mobile hydraulic construction machine having a superstructure, a substructure, a boom assembly with a stick, an attachment connected to the stick and a hydraulic system for moving the boom assembly and the attachment is provided, the hydraulic system having at least one pump and one Valve block, in particular an additional valve block, and at least two hydraulic lines connecting the attachment to the pump, the valve block or the additional valve block being connected to the at least two hydraulic lines.
  • the method includes the following sequential steps: a) detecting a leak in one of the hydraulic lines between the attachment and the valve block or additional valve block, b) switching at least one emergency stop valve, which is in the area of the boom assembly and / or in the superstructure on the flow side of the valve block remote from the pump or the additional valve block is arranged in one of the at least two hydraulic lines and thereby shuts off the at least two hydraulic lines.
  • the emergency stop valves are 2-way valves and the hydraulic system includes at least one return line and the following is provided in step b) of the method:
  • the method preferably comprises the following step between steps a) and b):
  • step b) Activating the valve block or the additional valve block and thereby shutting off the at least two hydraulic lines, with step b) then taking place with a predetermined time delay.
  • the method includes detection by inspection by an operating personnel or by a sensor arranged in the hydraulic line.
  • the mobile hydraulic construction machine preferably comprises an emergency stop actuation device which communicates with the emergency stop valves and/or the valve block or additional valve block and the method according to step a) comprises the following step:
  • the mobile hydraulic construction machine can be designed as described above.
  • Figure 1 a spatial representation of a mobile hydraulic
  • Figure 2 a top view of the mobile hydraulic construction machine from Figure 1,
  • Figure 3 a schematic representation of an embodiment of a
  • Figure 4 a schematic representation of a further embodiment of a hydraulic system of an attachment
  • Figure 5 a valve arrangement of an embodiment in the blocking position, as well
  • Figure 6 a valve arrangement of a further embodiment
  • Figure 1 shows a mobile work machine, in particular a hydraulic construction machine 1 in a preferred embodiment as a long-arm boom excavator with a substructure 2, which is connected to a superstructure 4 via a swivel mechanism 3 rotatable about a pivot axis S.
  • a swivel mechanism 3 rotatable about a pivot axis S.
  • a controlled swivel movement between the superstructure 4 and the substructure 2 about the swivel axis S is possible.
  • a distinction can be made between mobile excavators and crawler excavators.
  • the substructure 2 can, on the one hand, have tires in a chassis and is referred to as a mobile excavator, with mobile excavators only being used in the weight class up to 25 t, and, on the other hand, have chains, so that we are talking about crawler excavators, which are used in all weight classes come.
  • mobile and crawler excavators are to be distinguished from other types of excavators such as floating excavators.
  • the long-arm boom excavator 1 is implemented as a crawler excavator, which is in a weight class between 25 t and 400 t, which is typical for demolition work.
  • the superstructure 4 has a driver's cab 5 at its end in the direction of travel F (straight alignment) and a counterweight 6 opposite the driver's cab 5.
  • Figures 1 and 2 show a three-part boom assembly 7, which is located next to or behind the Driver's cabin 5 is attached to the superstructure 4.
  • the boom assembly 7 has three links 8,9,10 lying one behind the other.
  • the boom assembly 7 further includes a boom cylinder 11, which can move the first link 8, and an intermediate boom cylinder 12, which can move the second link 9 of the boom assembly 7.
  • a handle cylinder 22 is provided, which can be driven to move the handle 10.
  • An attachment 14 is attached to the free end of the handle 10, which is penetrated by a handle head bolt 13. This connection can preferably be made using a quick coupler.
  • the attachment 14 and the quick coupler can also be pivoted about the pivot axis defined by the handle head bolt 13.
  • the attachment 14 is a gripping tool in this embodiment, but all hydraulic attachments such as scissors can be used.
  • the mobile hydraulic construction machine 1 includes a hydraulic system which, among other things, drives the boom cylinder 11 and the intermediate boom cylinder 12 as well as the arm cylinder 22 using hydraulic oil.
  • the hydraulic oil flow and the associated movements are controlled and controlled by a main valve block (not shown) of the hydraulic system located in the superstructure 4.
  • the main valve block includes valves that regulate a supply amount of the hydraulic oil to one of the hydraulic cylinders.
  • the main valve block is responsible for controlling a hydraulic swivel drive of the swivel mechanism 3 and a hydraulic travel drive for the chains of the substructure 2.
  • the hydraulic pump 17 delivers the hydraulic oil of the hydraulic system and is connected to the main valve block and the auxiliary valve block 15 via a hydraulic connection.
  • the additional valve block 15 controls and regulates a hydraulic oil flow to the attachment 14.
  • hydraulic lines 18 lead to the attachment 14. In Figure 1, only exactly one hydraulic line 18 is shown, but depending on the attachment used and the type of construction machine, there can be several, but at least be two hydraulic lines 18.
  • the type of attachment 14 and the movement it can perform define the number of (used and connected) hydraulic lines 18.
  • the hydraulic line 18 is in the area of bolts 19 of the boom assembly 7, between the superstructure 4 and the first link 8, and between the first link 8 and the second link 9 and between the second link 9 and the handle 10, formed by flexible hose lines that are arranged in an arc, also called boom hose bends 20.
  • a flexible hose bend 21 is also formed between a first attachment point on the attachment 14 and a second attachment point on the handle 10.
  • the flexible boom hose bends 20 and the flexible hose bend 21 make it possible for the individual members of the boom assembly 7 to pivot about the longitudinal axis of the bolts 19 without the hydraulic line 18 being interrupted or tearing.
  • the hose bend 21 and the boom hose bends 20 are formed for each additional hydraulic line 18, not shown here.
  • the parts of the hydraulic line 18, which run centrally along the links of the boom assembly 7 away from the pivot axes or the bolts 19, are realized by rigid metal tubes.
  • the ends of the metal pipes are each connected to a flexible hose line to form the hydraulic line 18.
  • the metal pipes represent a protected area in which the hydraulic line 18 is protected from external damage.
  • the emergency stop valves 23, 24 of the at least two hydraulic lines 18 are divided into first emergency stop valves 23 and second emergency stop valves 24 and are shown schematically as a rectangle in FIG.
  • the first emergency stop valve 23 and the second emergency stop valve 24 can be the corresponding hydraulic line 18 close at the respective position. This can ensure that the emergency stop valve 23, 24 located on the side close to the additional valve block of an oil leakage prevents the hydraulic oil located between this emergency stop valve 23, 24 and the hydraulic pump 17 or the hydraulic oil tank 16 in the hydraulic lines 18 from escaping.
  • the first emergency stop valve 23 is located in the superstructure 4 on the flow side of the additional valve block 15 remote from the pump.
  • the second emergency stop valve 24 is located in the hydraulic line 18 in the area of the stem 10 outside the hose bend 21. Particularly preferred is a position that is immediately in front of or in the direction of flow. behind the flexible hose line in the area of the handle head bolt 13, as shown in Figure 1.
  • the emergency stop valves 23,24 clearly differ from conventional pipe rupture protection devices, which are now installed as standard in mobile hydraulic construction machines.
  • the pipe burst protection devices are installed on the attachment 14 and prevent uncontrolled movements of the attachment 14 in the event of pipe bursts in order to protect operating personnel and construction site personnel. They maintain the pressure of the hydraulic oil in the attachment 14 or the working spaces of the hydraulic cylinders installed therein and allow the attachment 14 to remain in a rigid position.
  • the emergency stop valves 23,24 interrupt the hydraulic system at least one point towards the additional valve block 15. The hydraulic oil in the hydraulic line between the break point and the emergency stop valve 23,24 escapes. However, the emergency stop valve 23,24 prevents large amounts of hydraulic oil from escaping and thus contributes to environmental protection during demolition work.
  • Figure 3 shows part of a hydraulic system, shown only schematically, which is used to control a movement of the attachment 14.
  • the hydraulic valves of the additional valve block 15 are electrically pilot-controlled to move the attachment 14, which is not shown in the figure.
  • the hydraulic pump 17 supplies the additional valve block 15 with the required oil pressure to control the attachment 14 or its hydraulic cylinder.
  • the additional valve block 15 regulates the volume flow of the hydraulic oil through the four hydraulic lines 18 shown as examples and can thus control a movement of the attachment 14.
  • the first emergency stop valves 23 and the second emergency stop valves 24 are each located in two different sections of the hydraulic line 18.
  • the boom hose bends 20 closest to the additional valve block and the flexible hose bends 21 in the area of the stick head bolt 13 are shown.
  • the first emergency stop valves 23 are arranged in the superstructure 4, in a superstructure section of the respective hydraulic line 18, which is located on the flow side of the additional valve block 15 remote from the pump, and on the other hand, the second emergency stop valves 24 are in a boom assembly section of the respective hydraulic line 18, which is located outside of the superstructure 4 and is located in the area of the handle 10 outside the flexible hose bends 21, as already described above.
  • the emergency stop valves 23,24 are open during regular operation of the mobile hydraulic construction machine 1, so that the hydraulic oil can flow unhindered through the emergency stop valves 23,24.
  • the emergency stop valves 23, 24 are controlled by an emergency stop actuation device 25.
  • the emergency stop actuation device 25 When the emergency stop actuation device 25 is actuated, the hydraulic lines 18 are closed by means of the emergency stop valves 23, 24 and the hydraulic oil flow stopped.
  • the emergency stop actuation device 25 communicates electronically with the additional valve block 15 and switches the emergency stop valves 23, 24.
  • the emergency stop valves 23, 24 are electronically controlled solenoid valves.
  • the leak is discovered by the operating personnel and the operating personnel then actuates the emergency stop actuation device 25 and the emergency stop valves 23, 24 are switched and shut off the hydraulic lines 18.
  • the detection can also be carried out by a sensor which is assigned to the hydraulic lines 18 and the emergency stop actuation device 25 can then be actuated automatically.
  • the additional valve block 15 is first activated by actuating the emergency stop actuation device 25 and the additional valve block 15 blocks the at least two hydraulic lines 18.
  • the emergency stop valves 23, 24 are then switched and the hydraulic lines 18 are closed with a predeterminable time delay.
  • Figure 4 shows a further embodiment of a part of the hydraulic system, predominantly analogous to Figure 3.
  • the attachment 14 is hydraulically pilot-controlled by a low-pressure line.
  • the boom hose bends 20 and the hose bends 21 were not drawn. The differences are discussed below.
  • the first emergency stop valves 23 in the superstructure section of the hydraulic lines 18 are implemented by 2-way valves 26, which can be connected to the hydraulic oil tank 16 of the hydraulic system via a return line 27. They are in regular operation second emergency stop valves 24, which in one embodiment are electronically controlled solenoid valves, are opened in the boom assembly section and the 2-way valves 26 in the superstructure section are in a first switching position, which allows hydraulic oil to flow from the additional valve block 15 via the hydraulic line 18 to the attachment 14.
  • the second emergency stop valves 24 in the boom assembly section of the hydraulic lines 18 are switched and closed by actuating the emergency stop actuation device 25 and the 2-way valves 26 switch to a second switching position shown, in which hydraulic oil flows from Additional valve block 15 flows into the hydraulic oil tank 16 via the return line 27.
  • the emergency stop actuation device 25 can, for example, be designed as an actuation button in the driver's cab 5 or on the boom assembly 7 or be accessible via a control of the mobile hydraulic construction machine 1, which has the necessary controls for controlling the mobile hydraulic construction machine 1.
  • the emergency stop valves 23, 24 are switched and the hydraulic oil flow is stopped.
  • the emergency stop valves 23, 24 can be switched back and the hydraulic lines 18 to the attachment 14 can be opened again.
  • the emergency stop valves 23, 24 are switched back when the oil leak in the hydraulic lines 18 has been eliminated.
  • the leak is detected using a sensor, it is conceivable that an alarm is issued, whereupon the operating personnel can actuate the emergency stop actuation device 25. But it is also possible for the emergency stop valves 23, 24 and/or the additional valve block 15 to be automatically controlled by the sensor a pressure drop was detected. In a further embodiment, it is provided to use emergency stop valves which close automatically when there is a pressure drop in the hydraulic line 18.
  • FIG. 5 shows a valve arrangement with two emergency stop valves.
  • the valve arrangement includes a first 2/2-way valve 30, which is connected to a first pressure line PI and a first working line Al, a second 2/2-way valve 31, which is connected to a second pressure line P2 and a second working line A2 4/2-way valve 32, which is shown here in an assembly with the second 2/2-way valve 31 and which is connected to an inlet pressure line Pa, a discharge line T, a first control line C and a blocked connection D, as well as a shuttle valve 33 with a first lockable inflow 34 and a second lockable inflow 35 and with an outflow 36.
  • the 2/2-way valves are emergency stop valves in the sense of the above description and can be inserted and used accordingly.
  • the 4/2-way valve 32 can be electrically actuated via an electrical line 37 and, in the rest position shown in FIG .In an electrically controlled position, the inlet pressure line Pa is connected to the permanently blocked connection D and is therefore blocked.
  • the control line C is connected to the drain line T and is therefore essentially depressurized.
  • the control line C is connected to the first 2/2-way valve 30 and the second 2/2-way valve 31 so that it pilots them into the closed position when the control line C is pressurized.
  • the 2/2-way valve 30 and the 2/2-way valve 31 are biased into the closed position (NC) in the rest position shown by means of a spring 39. Both valves are controlled via the inlet pressure in the connection lines Pl or P2 and the working lines Al or A2.
  • a pilot control line 40 is provided in the 2/2-way valve 30, which runs from the pressure line PI to one of the springs 39 opposite work area (not shown), a further pilot control line 41 runs from the work line Al to the same work area.
  • the spring 39 and the geometric design of the movable valve member and the working space, not shown, are selected so that the 2/2-way valve 30 switches into the open position against the force of the spring 39 at approximately an inlet pressure of 2 bar.
  • directional control valve 30 Electrical actuation of the directional control valve 30 is not required and is not intended. It is purely pressure controlled. The same applies to the 2/2-way valve 31, in which a pilot control line 43 runs from the pressure line P2 and a pilot control line 44 runs from the working line A2 to a corresponding working space. This valve is also pressure-controlled and opens, for example, when the pressure is 2 bar.
  • the two 2/2-way valves 30 and 31 are closed. If pressure builds up in the pressure lines PI or P2, the respective 2/2-way valve is piloted into the open position via the pilot lines 40 or 43. At the same time, however, the higher pressure is applied to the drain 36 of the shuttle valve 33 via the connections 34 and 35 of the shuttle valve 33. This higher pressure is then present on the inlet pressure line Pa and is released via the 4/2-way valve 32 which is in the rest position the control line C is given, which in turn directs this higher pressure to the spring side of the 2/2-way valves 30 and 31 and thus pre-controls the movable valve members of the 2/2-way valves 30 and 31 into the closed position.
  • the respective control surfaces of the 2/2-way valves 30 and 31 are dimensioned so that the 2/2-way valves 30 and 31 remain closed at the same pressure in the control line C and in the pilot lines 40 and 43.
  • the electrical line 37 in which a normally closed emergency stop switch 45 is also connected in series, is supplied with an operating voltage of For example, 24 V is applied.
  • This switches the 4/2-way valve 32 into the working position in which the control line C is connected to the drain T and the inlet pressure line Pa connected to the blocked port D. If pressure is now applied from the hydraulic system of the work machine to the pressure line PI, for example, the 2/2-way valve is subjected to the corresponding pressure via the pilot control line 40.
  • the shuttle valve 33 then directs this pressure, as described above, to the drain 36 and the inlet pressure line Pa, which, however, is connected to port D in the 4/2-way valve 32 and is therefore blocked.
  • the control line C is connected to the drain T and is therefore unpressurized. This means that there is no pressure in the control line C that would counteract the opening of the 2/2-way valve 30.
  • the 2/2-way valve 30 switches to the open position.
  • a backflow arises from the hydraulic unit 47, which leads to an increase in pressure in the working line A2.
  • This increase in pressure causes the 2/2-way valve 31 to open via the pilot control line 44, so that the valve arrangement described so far is hydraulically permeable and the hydraulic unit 47 can be operated in the usual manner.
  • the valve arrangement can, for example, be attached to a boom or arm of an excavator.
  • the pressure lines PI and P2 can then be firmly mounted as pipelines on the boom or arm and connected to the valve arrangement.
  • the valve arrangements can each be designed as a valve block.
  • the valve blocks are preferably each attached to one side of the boom or stick.
  • Flexible hose bends 48 and 49 which are indispensable for movable hydraulic units 47, run from the valve arrangement to the hydraulic unit 47. If, during operation, as described in more detail above, a hose bend 48, 49 gets stuck on a protruding metal iron, for example when a building is being demolished, and thereby tears off, in conventional hydraulic systems a large amount of hydraulic oil would escape from the break point.
  • the operator of the work machine Press the emergency stop switch 45 and thereby de-energize the 4/2-way valve 32. It then falls into the rest position shown in Figure 5. If the pressure in the hydraulic line falls below the opening pressure of the 2/2-way valve due to the leak, the valve closes automatically. Any hydraulic pressure generated by the hydraulic system in the pressure lines P1 and P2 is then applied to the shuttle valve 33. The higher of the two pressures is applied to the terminal 36 and passed on to the control line C. The control line C then brings both 2/2-way valves 30 and 31 into the closed position together with the spring force of the springs 39. As a result, if a hose bend 48, 49 breaks and the emergency switch 45 is actuated, the hydraulic system in the valve arrangement is completely closed, so that no further hydraulic fluid can escape from the hydraulic system.
  • valve arrangement does not replace the function of a conventional hose rupture protection device, which can additionally be provided directly on the two connections of the hydraulic unit 47 in order, for example, to prevent a boom or a suspended load from suddenly breaking when a hose bend 48, 49 breaks falls down.
  • hose rupture devices respond automatically to a high volume flow that exceeds specified limit values. They are basically self-acting, volume flow controlled check valves. However, in the event of a hose break, these cannot prevent large amounts of hydraulic fluid from escaping from the hydraulic system itself if a hose bend 48, 49 breaks.
  • the 2/2-way valves 30 and 31 can be identical in construction, but they are preferably chosen so that one of the 2/2-way valves has a larger opening cross section than the other in order to be adapted to the different volume flows, for example in double-acting hydraulic units.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of another valve arrangement with emergency stop valves.
  • a double-acting hydraulic cylinder 50 of a hydraulic consumer has two chambers.
  • a first chamber 51 is connected to a first working line 52.
  • a second chamber 53 is connected to a second working line 54.
  • the two working lines 52,54 are connected on the superstructure side to a volume control valve, not shown, which controls a volume flow through the working lines 52,54.
  • the volume control valve can be part of the additional valve block.
  • the valve arrangement shown includes a first 2/2-way valve 55, which has a connection P, which is connected to a first pressure line 56 and a connection A, which is connected to the first working line 52.
  • the 2/2-way valve 55 In a first position of the 2/2-way valve 55, the flow from port A to P and from port P to A is blocked. In the second position, the valve 55 allows free flow from A to P and vice versa from P to A.
  • the 2/2-way valve 55 is biased in the first position shown (rest position, closed position) by means of a spring 57.
  • the 2/2-way valve 55 has a control line 58 which is connected to a pilot valve 59.
  • the control line 58 is connected to a working space (shown as a rectangle) located on the side of the spring 57.
  • the spring 57 can lie in the work space.
  • the 2/2-way valve 55 is also controlled via the form pressure in the first pressure line 56 and the first working line 52.
  • a pilot control line 60 is provided in the 2/2-way valve 55, which runs from the first pressure line 56 to a working space opposite the spring 57.
  • the pilot control line 60 can be an active surface of the piston of the directional control valve.
  • Another pilot line 61 runs from the first working line 52 to the same work area.
  • an effective surface of the directional control valve can be connected to the first working line in order to depict the functionality shown schematically.
  • the spring 57 and the geometric design of the movable valve member are selected so that the 2/2-way valve 55 switches into the open position against the force of the spring 57 at approximately a pre-pressure of 2 bar in the first working line 52 or the first pressure line 56 .
  • the 2/2-way valve 55 can be transferred to the second, closed position by control via the control line 58.
  • the closing pressure of the spring is at about 4-6 bar, preferably at 2 bar.
  • the pilot valve 59 connected to the control line 58 can be designed as a 3/2-way valve. However, it is also conceivable to use a 4/2-way valve.
  • a 3/2-way valve is shown which, in a first position, has a first connection Al, which is switched blind and which is connected to a pressure reduction line 62.
  • a second connection A2 is connected to a control line 63, which controls a second 2/2-way valve 64 and is connected in a branch to the control line 58 of the first 2/2-way valve 55. Both 2/2-way valves 55.64 are controlled using the second connection A2.
  • the second 2/2-way valve 64 is designed analogously to the first 2/2-way valve 55 and between the second pressure line
  • the control line 63 of the second 2/2-way valve 64 acts analogously in the direction of action of the spring and transfers the valve 64 into the closed position when the control line 63 is pressurized.
  • a third connection A3 of the pilot valve 59 is connected to a pressure supply line 66.
  • a hydraulic oil flow from port 3 to port 2 is permitted.
  • the control line 63 is supplied with hydraulic oil pressure from the pressure supply line 66.
  • port 3 is switched blind and a hydraulic oil flow from port 2 to port 1 is permitted.
  • Pressure is reduced in the control line 63 and thus also in the control line 58 and the hydraulic oil flows into the pressure reduction line 62.
  • the pilot control valve 59 is biased into the first position by a spring.
  • the pilot control valve 59 can be electrically actuated via an electrical line 67.
  • a normally closed emergency stop switch 68 is connected in series in the electrical line 67 and is supplied with an operating voltage of, for example, 24 V. As a result, the pilot valve 59 is switched to the working position in which the control line 63 is connected to the pressure reduction line 62 and the pressure supply line
  • pilot control valve 59 (also called inlet pressure line) is connected to the blocked port A3.
  • the pilot control valve 59 has an optional emergency manual operation, which is designed in such a way that by actuating the Emergency manual operation, the pilot valve 59 can be moved into the working position.
  • the respective 2/2-way valve 55,64 is piloted into the open position via the respective pilot control line 60 or 69.
  • the highest pressure present at the total of four connections AI, A2, PI, P2 of the two 2/2-way valves is applied via the pressure supply line 66 to the connection A2 of the pilot valve 59 and thus to the control lines 58, 63, which in turn supply this higher pressure is directed to the spring side of the 2/2-way valves 55 and 64 and thus pilots the movable valve members of the 2/2-way valves 55 and 64 into the closed position.
  • the respective control surfaces of the 2/2-way valves 55 and 64 are dimensioned such that the 2/2-way valves 55 and 64 remain closed at the same pressure in the control lines 58,63 and the pilot lines 60,61 and 69,70.
  • the pressure supply line 66 is connected to the two working lines 52,54 and the two pressure lines 56,65.
  • the branches to the four lines 52, 54, 56, 65 are arranged in parallel, with a check valve 71 being arranged in each of the branches, which opens in the direction of the pressure supply line 66 when a higher pressure is applied.
  • the check valve 71 opens in the line branching off from the pressure line 56 and the check valves 71 lying parallel to it are thereby closed because the pressures there are lower.
  • the hydraulic oil pressure from the pressure line 56 is transferred to the pressure supply line
  • the electrical line 67 is supplied with an operating voltage and the 3/2-way valve 59 is switched to the working position. If pressure is now applied from the hydraulic system of the work machine, for example to the pressure line 56, the 2/2-way valve 55 arranged in the line is subjected to the corresponding pressure via the pilot control line 60.
  • the check valve 71 assigned to the pressure line then forwards this pressure, as described above, to the pressure supply line 66, which, however, is connected to connection A3 in the pilot valve 59 and is therefore blocked.
  • the control line 63 is connected to the pressure reduction line 62.
  • the pressure reduction line 62 is connected to the two working lines 52,54 and the two pressure lines 56,65.
  • the branches to the four lines 52, 54, 56, 65 are arranged in parallel, with a check valve 72 being arranged in each of the branches, which is directed towards the respective one of the four lines 52, 54, 56, 65 when each is in contact opens at higher pressure.
  • the check valve 72 opens in the line branching off from the pressure line 65 and the pressure in the control lines 63, 58 can be reduced, so that in There is at least a lower pressure in the control lines 63.58 than in the working line 56, which would counteract the opening of the 2/2-way valves 55.64.
  • a backflow occurs from the hydraulic consumer 50, which leads to an increase in pressure in the working line 54.
  • This pressure increase via the pilot control line 70 causes the 2/2-way valve 64 to open, so that the valve arrangement described so far is hydraulically permeable and the hydraulic consumer can be operated in the usual manner.
  • the valve arrangement can be, for example, on a superstructure of the mobile machine or, in the case of an excavator, also on a boom or Handle must be attached.
  • the pressure lines 56 and 65 can then be firmly mounted as pipelines on the boom or arm and connected to the valve assembly.
  • the valve arrangements can each be designed as a valve block.
  • the valve blocks are preferably each attached to one side of the boom or stick. For example, where ball valves are traditionally installed. It is also conceivable to arrange the valve arrangement in the superstructure.
  • one or more working lines are provided.
  • the hydraulic consumer can also be, for example, the boom cylinder 11, the intermediate boom cylinder 12 or the arm cylinder.
  • Flexible hose lines run in an arc from the valve arrangement to the hydraulic consumer 50. These areas are called flexible hose elbows and are different from pipe elbows, which are purchased as components and have a fixed, rigid geometry.
  • the flexible hose bends are indispensable for movable hydraulic units. If, during operation, as described in more detail above, a hose bend, for example in the demolition of a building, gets caught on a protruding metal iron and thereby tears off, in conventional hydraulic systems a large amount of hydraulic oil would escape from the break point. In such a case, the operator of the work machine can actuate the emergency stop switch 68 and thus de-energize the pilot valve 59. It then falls into the position shown in Figure 6.
  • valve arrangement does not replace the function of a conventional hose rupture protection device, which can additionally be provided directly on the two connections of the hydraulic unit 50 in order, for example, to prevent a boom or a suspended load from suddenly falling if a hose bend breaks.
  • hose rupture devices respond automatically to a high volume flow that exceeds specified limit values. They are basically self-acting, volume flow controlled check valves. However, if a hose breaks, these cannot prevent large amounts of hydraulic fluid from escaping from the hydraulic system itself if a hose bend breaks.
  • the two 2/2-way valves 55,64 can be identical in construction, but they are preferably chosen so that one of the 2/2-way valves has a larger opening cross section than the other in order to accommodate the different volume flows, for example in double-acting hydraulic units or return-sensitive attachment tools (e.g. hydraulic hammers).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für eine mobile Arbeitsmaschine (1) mit einem hydraulischen Verbraucher (47,50), mit wenigstens einem Wegeventil (30,31,55,64), das mit einer Druckleitung (P1, P2, 56, 65) und einer Arbeitsleitung (A1, A2, 52, 54) des hydraulischen Verbrauchers (47,50) verbunden ist und das eine hydraulische Steuerleitung (C,58,63) umfasst, die dazu ausgelegt ist, das wenigstens eine Wegeventil (30,31,55,64) in eine erste Stellung zu überführen, mit einem Pilotventil (32,59), das mit der hydraulischen Steuerleitung (C,58,63) verbunden ist, mit einer Druckversorgungsleitung (Pa, 66), und mit einer Druckabbauleitung (T,62), wobei das Pilotventil (32,59) dazu ausgelegt ist, die hydraulische Steuerleitung (C,58,63) wechselweise mit der Druckversorgungsleitung (Pa, 66) und der Druckabbauleitung (T,62) zu verbinden.

Description

Ventilanordnung für mobile Arbeitsmaschinen mit hydraulischem Verbraucher
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, eine Verwendung einer solchen Ventilanordnung, eine mobile Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 15 und ein Verfahren zum Minimieren von Hydraulikölverlust in einer mobilen Arbeitsmaschine.
Mobile Arbeitsmaschinen mit Hydrauliksystem, insbesondere mobile hydraulische Baumaschinen, werden vielfältig auf Baustellen für Abbruch- und Rückbauarbeiten eingesetzt. 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 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 Stiels 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 Baumaschine 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 Auslegern bzw. Auslegerbaugruppen 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 zuverlässige, relativ einfach aufgebaute Ventilanordnung und eine umweltschonende hydraulische Arbeitsmaschine sowie ein Verfahren zum Minimieren von Hydraulikölverlust in einer mobilen Arbeitsmaschine bei Leckage einer Arbeitsleitung und eine entsprechende Verwendung einer Ventilanordnung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 14, durch eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 15 sowie durch ein Verfahren zum Minimieren von Hydraulikölverlust in einer mobilen Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Demnach ist eine Ventilanordnung für eine mobile Arbeitsmaschine mit einem hydraulischen Verbraucher vorgesehen,
- mit wenigstens einem Wegeventil, das mit einer Druckleitung und einer Arbeitsleitung des hydraulischen Verbrauchers verbunden ist und das eine hydraulische Steuerleitung umfasst, die dazu ausgelegt ist, das wenigstens eine Wegeventil in eine erste Stellung zu überführen,
- mit einem Pilotventil, das mit der hydraulischen Steuerleitung verbunden ist,
- mit einer Druckversorgungsleitung, und
- mit einer Druckabbauleitung, wobei das Pilotventil dazu ausgelegt ist, die hydraulische Steuerleitung wechselweise mit der Druckversorgungsleitung und der Druckabbauleitung zu verbinden.
Die Ventilanordnung erlaubt es, bei Leckage in der Arbeitsleitung das Wegeventil sicher in eine Sperrstellung zu überführen und ein Austreten von Öl aus der Leckage größtenteils zu verhindern.
Bevorzugt ist die erste Stellung des wenigstens einen Wegeventils eine geschlossene Stellung, in der der Durchfluss in beide Richtungen gesperrt ist. Das Pilotventil kann dann dafür sorgen, dass das Wegeventil in der Sperrstellung verbleibt.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Wegeventil in die erste Stellung federvorgespannt und weist zwei Vorsteuerleitungen auf, die mit einem der Feder gegenüberliegenden Arbeitsraum verbunden sind, wobei eine erste Vorsteuerleitung mit der Druckleitung und eine zweite Vorsteuerleitung mit der Arbeitsleitung verbunden ist. Die Vorsteuerleitungen ermöglichen, dass das Wegeventil in eine geöffnete Stellung überführbar ist, wenn der hydraulische Verbraucher angesteuert wird. Dem Fachmann ist dabei klar, dass die Vorsteuerleitungen bzw. der Arbeitsraum auch Wirkflächen sein können, die bei Druckausübung eine Bewegung des Wegeventils bewirken.
Das Pilotventil kann ein 3/2- oder 4/2-Wegeventil sein. Vorzugsweise ist das Pilotventil elektrisch betätigbar und verbindet in einer Ruhestellung die Druckversorgungsleitung mit der hydraulischen Steuerleitung und in einer angesteuerten Stellung die Steuerleitung mit der Druckabbauleitung. Es ist aber auch denkbar, dass Pilotventil in anderer Weise anzusteuern, insbesondere kabellos.
Das Pilotventil ist bevorzugt in einer Arbeitsstellung elektrisch betätigt und mittels eines Notausschalters stromlos schaltbar. Der Notausschalter kann manuell betätigbar in einer Arbeitskabine der Arbeitsmaschine angeordnet sein.
Wenn der hydraulische Verbraucher zwei Arbeitsleitungen aufweist, wie zum Beispiel bei einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder, umfasst die Ventilanordnung bevorzugt ein erstes Wegeventil und ein zweites Wegeventil, die jeweils mit einer Druckleitung und einer Arbeitsleitung des gemeinsamen hydraulischen Verbrauchers verbunden sind, wobei die hydraulischen Steuerleitungen derart miteinander verbunden sind, dass die Steuerleitungen die zwei Wegeventile in die geschlossene Stellung vorsteuern, wenn diese vom Pilotventil ausgehend mit Druck beaufschlagt werden. Die Wegeventile weisen bevorzugt beide die oben genannten Merkmale auf. Durch die Verbindung der Steuerleitungen werden mittels eines einzigen Pilotventils beide Wegeventile angesteuert. Es ist auch denkbar zwei Pilotventile einzusetzen. Die Pilotventile können dann elektrisch verbunden werden oder kabellos per Funk oder andersartig miteinander kommunizieren.
In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Ventilanordnung ein Wechselventil mit einem ersten sperrbaren Zufluss und einem zweiten sperrbaren Zufluss sowie mit einem Abfluss umfasst, wobei der erste sperrbare Zufluss des Wechselventils mit einer ersten Druckleitung des ersten Wegeventils, der zweite sperrbare Zufluss des Wechselventils mit einer zweiten Druckleitung des zweiten Wegeventils und der Abfluss des Wechselventils mit der Druckversorgungsleitung verbunden ist, und wobei das Wechselventil derart ausgebildet ist, dass die Druckleitung mit dem höchsten Druck mit der Druckversorgungsleitung verbindbar ist.
Es ist aber auch möglich, die Druckversorgungsleitung über Abzweigungen mit der Druckleitung und der Arbeitsleitung zu verbinden, wobei die Abzweigungen parallel liegen und jeweils ein Rückschlagventil aufweisen, die derart angeordnet bzw. ausgebildet sind, dass der höchste in den Leitungen anliegende Druck zur Druckversorgungsleitung hin geleitet wird.
Die Druckabbauleitung kann eine mit einem Tank verbindbare Tankleitung (Rücklaufleitung) sein.
Es ist aber auch denkbar, dass die Druckabbauleitung über Abzweigungen mit der Druckleitung und der Arbeitsleitung verbunden ist, wobei die Abzweigungen parallel liegen und jeweils ein Rückschlagventil aufweisen, dass bei Druckbeaufschlagung in der Druckabbauleitung zu einer der Leitungen mit niedrigstem Druck öffnet und dadurch der Druck abgebaut wird. Bei dieser Ausführungsform wird keine Rücklaufleitung benötigt, was vorteilhaft sein kann, wenn die Ventilanordnung in großer Entfernung zum Oberbau eingesetzt wird.
Das erste Wegeventil und/oder das zweite Wegeventil kann ein 2/2- Wegeventil sein, wobei in der Sperrstellung ein Hydraulikölfluss in beide Richtungen blockiert ist und in einer Durchflussstellung ein Hydraulikölfluss in beide Richtungen möglich ist.
Weiterhin ist eine Verwendung einer zuvor beschriebenen Ventilanordnung in einer Arbeitsleitung eines hydraulischen Verbrauchers in einer mobilen Arbeitsmaschine vorgesehen, um bei Auftreten einer Leckage in der Arbeitsleitung diese abzusperren und Hydraulikölaustritt aus der Leckstelle größtenteils zu verhindern.
Außerdem ist eine mobile Arbeitsmaschine vorgesehen, aufweisend einen Unterbau, einen Oberbau und eine Auslegerbaugruppe, sowie ein Hydrauliksystem umfassend eine Hydraulikpumpe, ein Volumensteuerventil, einen hydraulischen Verbraucher und wenigstens zwei Hydraulikleitungen, wobei das Volumensteuerventil dazu ausgelegt ist, zur Ansteuerung des hydraulischen Verbrauchers einen Ölstrom durch wenigstens eine der Hydraulikleitungen regulieren zu können. Die wenigstens eine der Hydraulikleitungen weist ein Wegeventil auf, das dazu ausgelegt ist, bei Leckage der Hydraulikleitung diese zu verschließen. Die Auslegerbaugruppe kann zwei oder mehr Glieder, insbesondere einen Ausleger und Stiel aufweisen. Das Wegeventil kann beispielsweise ein Schiebeventil, Sitzventil, Plattenventil oder dergleichen sein.
Vorzugsweise ist das Wegeventil zwischen dem Volumensteuerventil und dem hydraulischen Verbraucher angeordnet, da auch bei geschlossenem Volumensteuerventil Hydrauliköl aus der Leckstelle austreten kann, wenn beispielsweise Nachsaugventile in einem das Volumensteuerventil überbrückenden Bypass eingesetzt werden, um Kavitation zu verhindern.
Vorzugsweise weist die mobile Arbeitsmaschine eine zuvor beschriebene Ventilanordnung auf und das Wegeventil ist Teil der Ventilanordnung.
In einer Ausführungsform ist der hydraulische Verbraucher ein Hydraulikzylinder, der insbesondere doppeltwirkend ist. Dann sind, wie oben beschrieben, in den Hydraulikleitungen jeweils ein Wegeventil vorhanden. Es ist auch denkbar, mehr als ein Wegeventil bzw. mehr als eine Ventilanordnung vorzusehen, um die Hydraulikleitungen an unterschiedlichen Stellen abzusichern. Außerdem können mehrere Steuersektionen der mobilen Arbeitsmaschine jeweils eine solche Ventilanordnung aufweisen, d.h. es können eine Vielzahl an Hydraulikleitungen zu unterschiedlichen hydraulischen Verbrauchern abgesichert werden, je nach Bedarfsfall.
Weiterhin ist ein Verfahren zum Minimieren von Hydraulikölverlust in einer zuvor beschriebenen mobilen Arbeitsmaschine bei Leckage einer Arbeitsleitung vorgesehen, das aufeinanderfolgende Schritte aufweist: a. Wenn ein Leck in der Hydraulikleitung zwischen dem hydraulischen Verbraucher und dem Wegeventil auftritt, Bewegen des Wegeventils in eine Sperrstellung und dadurch Absperren der Hydraulikleitung, b. Sicherstellen, dass die Sperrstellung bis zum Beheben der Leckage eingenommen wird, c. Nach Beheben der Leckage, Überführen des Wegeventils und/oder der Ventilanordnung in den Ausgangszustand vor der Leckage bzw. in eine Ausgangsstellung.
Im Gegensatz zu anderen Ventilen oder Ventilanordnungen, die Hydraulikleitungen verschließen, kann durch dieses Verfahren, die mobile Arbeitsmaschine weiterhin betrieben und bewegt werden, bis auf die Steuersektion, die der Leckageleitung zugeordnet ist. Da sichergestellt wird bzw. sichergestellt werden kann, dass die Sperrstellung eingehalten wird, bis die Leckage behoben ist und die Arbeitsleitung repariert ist, kann ein Austreten von Hydrauliköl aus der Arbeitsleitung sicher verhindert werden. Ventile, die diese Möglichkeit nicht haben, eignen sich nicht als Notstoppeinrichtung zum Verhindern, dass Hydrauliköl in großen Mengen aus einem Leck austritt. Das Überführen des Wegeventil bzw. der Ventilanordnung in einen Zustand, wie er vor der Leckage und dem Absperren der Leitung war, erfolgt bevorzugt werkzeugfrei und ohne Austauschen oder Erneuern von Bauteilen/Komponenten. Besonders bevorzugt wird der Ausgangszustand automatisch nach beispielsweise Freigabe durch einen Bediener herbeigeführt. Eine solche Freigabe kann eine Eingabe in einer Bedienereinheit, eine Betätigung eines Schalters oder dergleichen beinhalten.
Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen der Ventilanordnung, der Arbeitsmaschine sowie des Verfahrens beschrieben.
Weil eine Ventilanordnung für eine Arbeitsmaschine, insbesondere Baumaschine mit ölhydraulischem Werkzeug, versehen ist
- mit einem ersten Wegeventil, insbesondere einem ersten 2/2-Wegeventil, das mit einer ersten Druckleitung und einer ersten Arbeitsleitung verbunden ist, mit einem zweiten Wegeventil, insbesondere einem zweiten 2/2- Wegeventil, das mit einer zweiten Druckleitung und einer zweiten Arbeitsleitung verbunden ist, mit einem 4/2-Wegeventil, das mit einer Vordruckleitung, einer Abflussleitung, einer ersten Steuerleitung und einer zweiten Steuerleitung verbunden ist,
- mit einem Wechselventil mit einem ersten sperrbaren Zufluss und einem zweiten sperrbaren Zufluss sowie mit einem Abfluss, wobei
- das 4/2-Wegeventil elektrisch betätigbar ist und in einer Ruhestellung die Vordruckleitung mit der ersten Steuerleitung verbindet und in einer angesteuerten Stellung die erste Steuerleitung mit der Abflussleitung verbindet, können in der Ruhestellung des 4/2-Wegeventils sowohl das erste Wegeventil als auch im Wesentlichen gleichzeitig das zweite Wegeventil geschlossen werden. Die Ruhestellung ist bevorzugt stromlos, also mittels eines Notausschalters oder aufgrund einer elektrischen Abschaltung einnehmbar.
Die zweite Steuerleitung ist vorzugsweise dauerhaft gesperrt und in der angesteuerten Stellung des 4/2-Wegeventils mit der Vordruckleitung verbunden.
Wenn weiter der erste sperrbare Zufluss des Wechselventils mit der ersten Druckleitung, der zweite sperrbare Zufluss des Wechselventils mit der zweiten Druckleitung und der Abfluss des Wechselventils mit der Vordruckleitung verbunden ist, werden in der Ruhestellung des 4/2-Wegeventils beide 2/2- Wegeventile aufgrund des Drucks in der mit höherem Druck beaufschlagten Druckleitung geschlossen. Dazu ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Steuerleitung mit dem ersten 2/2-Wegeventil und dem zweiten 2/2- Wegeventil so verbunden ist, dass es diese in die geschlossene Stellung vorsteuert, wenn die Steuerleitung druckbeaufschlagt ist.
Eine Not-Aus-Funktion kann besonders einfach und zuverlässig erzielt werden, wenn das 4/2-Wegeventil in einer Arbeitsstellung elektrisch betätigt ist und mittels eines Notausschalters stromlos schaltbar ist. Besonders vorteilhaft ist dazu der Notausschalter manuell betätigbar in einer Arbeitskabine der Arbeitsmaschine angeordnet. Die Not-Aus-Funktion kann bei Leckage der Arbeitsleitung vorgesehen sein. Weil bei einer gattungsgemäßen Arbeitsmaschine vorgesehen sein kann, dass den wenigstens zwei Hydraulikleitungen jeweils wenigstens ein Wegeventil, insbesondere ein 2/2-Wegeventil zugeordnet ist, das dazu ausgelegt ist, in einem Notfall die Hydraulikleitung zu verschließen, wobei das wenigstens eine Wegeventil jeder der beiden Hydraulikleitungen im Bereich des Auslegers in der Hydraulikleitung oder im Bereich des Unterbaus in der Hydraulikleitung zwischen den Ventilen und dem ölhydraulischen Werkzeug angeordnet ist, kann bei einem Bruch einer Hydraulikleitung im Bereich des Auslegers das Auslaufen von Hydrauliköl aus der vorgeschalteten Hydraulik der Arbeitsmaschine weitgehend verhindert werden.
Die Wegeventile sind vorzugsweise hydraulisch vorgesteuert. Insbesondere weisen sie einen Öffnungsdruck zwischen 1 bar und 10 bar, insbesondere zwischen 1,5 bar und 5 bar und besonders bevorzugt im Rahmen der üblichen Toleranzen etwa 2 bar auf. Dadurch bleibt der Druckverlust relativ gering. Die Wegeventile sind weiter vorzugsweise auf Arbeitsdrücke zwischen 200 bar und 450 bar ausgelegt, vorzugsweise zwischen 300 bar und 450 bar und insbesondere 350 bar bis 420 bar. Das Pilotventil ist bevorzugt für Arbeitsdrücke bis 500 bar ausgelegt. Schließlich ist die Ventilanordnung vorzugsweise für eine Durchflussmenge (Volumenstrom) von 50 Litern pro Minute (l/min) bis 2500 l/min ausgelegt, insbesondere 600 l/min bis 1500 l/min und besonders bevorzugt 700 l/min bis 1350 l/min.
Die Ventilanordnungen sind vorzugsweise modular aufgebaut, so dass zum Beispiel ein Wegeventil auf einer Seite des Auslegers und das andere Wegeventil auf der anderen Seite des Auslegers montiert werden kann, unabhängig von der konkreten Form der Ventilanordnung.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Wegeventile der Ventilanordnung unmittelbar an die Absperrventile oder Schnellwechselanschlüsse der Arbeitsmaschine angeschlossen werden können oder diese sogar ersetzen können. Im Bereich des Auslegers eines Baggers sind häufig Kugelhähne angebracht, die zu Wechseln des Anbauwerkzeugs geschlossen werden müssen. Anstelle dieser Kugelhähne kann die erfindungsgemäße Ventilanordnung montiert werden, sodass sich hier ein Zusatznutzen durch die automatische Schließung der Ventile bei Abschaltung des Baggers und eine Einsparung an Arbeitszeit ergibt, neben der erhöhten Betriebssicherheit.
Es ist denkbar, dass die Wegeventile durch Betätigen eines Notausschalters geschlossen werden und nach Beheben der Leckage durch erneutes Betätigen des Notschalters wieder geöffnet werden. Es ist aber auch möglich, dass die Wegeventile automatisch von einem Sensor angesteuert werden, der einen Druckabfall detektiert oder bei Druckabfall vollautomatisch hydraulisch schließen.
Wenn die wenigstens zwei Hydraulikleitungen der Arbeitsmaschine in einem geschützten Bereich an einer Oberseite des Auslegers anliegen, von Kanälen oder Druckmediumrohren gebildet sind und das jeweilige Wegeventil in diesem geschützten Bereich angeordnet ist, wird die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Hydraulikleitungen druckseitig der Ventilanordnung und der Ventilanordnung selbst vor allem im Abbruchbetrieb verringert. Bevorzugt ist das jeweilige Wegeventil bzw. 2/2-Wegeventil in einem Ventilblock integriert, der beispielsweise an einen Kanal angeflanscht sein kann.
Vorzugsweise sind die wenigstens zwei unmittelbar das Werkzeug versorgenden Hydraulikleitungen jeweils in einem ersten Befestigungspunkt an dem Werkzeug und in einem zweiten Befestigungspunkt an dem Ausleger befestigt und bilden zwischen den beiden Befestigungspunkten einen flexiblen Schlauchbogen aus, wobei das wenigstens eine Wegeventil bzw. 2/2- Wegeventil jeweils im Bereich des Auslegers außerhalb des flexiblen Schlauchbogens angeordnet ist. Die beiden Wegeventile sind vorzugsweise hydraulisch und/oder elektrisch miteinander verbunden.
Wenn sich der zweite Befestigungspunkt jedes Schlauchbogens an dem jeweils zugeordneten Wegeventil befindet, sind weitere Fittinge oder passive Auslaufsicherungen in diesem Bereich verzichtbar.
Vorzugsweise ist das ölhydraulische Werkzeug 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 Sicherheitseinrichtung, wenn der Unterbau selbstfahrend ist.
Der Notfall, der zu einer Absperrung der 2/2-Wegeventile führt, ist vorteilhaft ein Bruch wenigstens eines Schlauchbogens, insbesondere in unmittelbarer Nähe eines an dem Stiel montierten Werkzeugs.
Vorzugsweise weist eine solche Arbeitsmaschine eine Ventilanordnung mit den weiter oben beschriebenen Merkmalen auf.
Außerdem wird ein Verfahren zum Schutz einer wie oben beschriebenen Arbeitsmaschine vorgeschlagen, das folgende aufeinanderfolgende Schritte aufweist: a. Wenn ein Leck in wenigstens einer der Hydraulikleitungen zwischen dem ölhydraulischen Werkzeug und den Ventilen auftritt, Bewegen des wenigstens einen Wegeventils bzw. 2/2-Wegeventils in eine Sperrstellung (Ruhestellung) und dadurch Absperren der wenigstens zwei Hydraulikleitungen, b. Nach Beheben der Leckage, Überführen des wenigstens einen Wegeventils bzw. 2/2 Wegeventils in die Ausgangsstellung.
Dadurch kann bei einem Bruch einer Hydraulikleitung die austretende Ölmenge wirksam begrenzt werden, 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).
Insbesondere kann das ölhydraulische Werkzeug einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder umfassen und die beiden mit dem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder verbundenen Hydraulikleitungen in Schritt b. abgesperrt werden.
Bei der Verwendung einer oben beschriebenen Ventilanordnung in einer Arbeitsmaschine zur Verhinderung, dass bei einem Schlauchbruch im Bereich eines Schlauchbogens der beiden Arbeitsleitungen Öl unkontrolliert aus der Schlauchbruchstelle austritt, ist eine besonders große Zuverlässigkeit bei einfacher Ansteuerung im Notfall gegeben.
Außerdem kann eine mobile hydraulische Baumaschine aufweisend einen Oberbau, einen Unterbau, eine Auslegerbaugruppe, bevorzugt mit Ausleger und Zwischenausleger sowie mit einem Stiel, ein mit dem Stiel verbundenes Anbaugerät sowie ein Hydrauliksystem zur Bewegung der Auslegerbaugruppe und des Anbaugerätes, vorgesehen sein. Das Hydrauliksystem weist wenigstens eine Pumpe und einen Zusatzventilblock auf, wobei der Zusatzventilblock dazu ausgelegt ist, zur Ansteuerung des Anbaugerätes den Ölfluss wenigstens zweier das Anbaugerät mit der Pumpe verbindende Hydraulikleitungen regulieren zu können. Den Hydraulikleitungen ist jeweils wenigstens ein Notstoppventil zugeordnet, das dazu ausgelegt ist, im Notfall die Hydraulikleitung zu verschließen, wobei das wenigstens eine Notstoppventil im Bereich der Auslegerbaugruppe in der Hydraulikleitung und/oder im Oberbau auf der pumpenfernen Strömungsseite des Zusatzventilblocks angeordnet ist. Die Notstoppventile können durch die zuvor beschriebenen Ventilanordnungen abgebildet sein. Notstoppventile können auch Absperrvorrichtungen wie beispielsweise Schieber umfassen.
Die Notstoppventile ermöglichen bei Leckage, die Hydraulikleitungen zu verschließen und dadurch Austreten von Hydrauliköl größtenteils zu verhindern. Dabei ist es besonders einfach, die Notstoppventile im Bereich des Oberbaus nachzurüsten. Der Einsatz von Notstoppventilen im Bereich des Stiels ist vorteilhaft, da bei Leckage im Bereich zwischen Auslegerbaugruppe und Anbaugerät dies von großem Nutzen ist.
Vorzugsweise liegen die wenigstens zwei Hydraulikleitungen in einem geschützten Bereich an einer Oberseite des Stiels an oder sind durch Kanäle gebildet, wobei das jeweilige Notstoppventil in diesem geschützten Bereich liegt. Unter geschütztem Bereich wird verstanden, dass die Hydraulikleitungen starre Rohre, insbesondere aus Metall, sind, die vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Zu unterscheiden sind diese geschützten Bereiche von Bereichen der Hydraulikleitung mit flexiblen Schläuchen, die schnell reißen oder beschädigt werden können.
Die Hydraulikleitungen sind bevorzugt jeweils in einem ersten Befestigungspunkt an dem Anbaugerät und in einem zweiten Befestigungspunkt an dem Stiel befestigt und bilden zwischen den beiden Befestigungspunkten einen flexiblen Schlauchbogen aus, wobei das wenigstens eine Notstoppventil vorzugsweise jeweils im Bereich des Stiels außerhalb des flexiblen Schlauchbogens angeordnet ist. Bei regulären Arbeiten mit der mobilen hydraulischen Baumaschine kommt es häufig zu Öl-Leckagen an den flexiblen Schlauchbögen, da diese durch ihre Beschaffenheit anfällig für beispielsweise ein Hängenbleiben an Stellen der Baustelle sind. Die Schlauchbögen sind jedoch unabdingbar für die Verwendung der Baumaschine, da ohne die Schlauchbögen keine großen Bewegungen der Auslegerbaugruppe und der Anbaugeräte möglich wären. Das Verschließen der Notstoppventile und somit der Hydraulikleitungen und des Hydrauliksystems verhindert bei Leckage ein weiteres Austreten von Öl.
Vorzugsweise sind die Notstoppventile elektronisch gesteuerte Magnetventile, die besonders kostengünstig sind. Die Notstoppventile können 2-Wege-Ventile sein, wie oben beschrieben, und das Hydrauliksystem umfasst bevorzugt wenigstens eine Rücklaufleitung, die die Notstoppventile mit einem Hydrauliköltank verbindet, aus dem das Hydrauliksystem mittels der Pumpe gespeist ist. In diesem Fall ist es nicht notwendig, mit dem Zusatzventilblock zu kommunizieren, da der Hydraulikölfluss durch die Hydraulikleitungen im Bereich des Zusatzventilblocks nicht unterbrochen werden muss.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung umfasst die mobile hydraulische Baumaschine eine Notausbetätigungsvorrichtung, die mit den Notstoppventilen und/ oder bzw. optional zusätzlich mit dem Zusatzventilblock kommuniziert und dazu eingerichtet ist, bei Betätigung die Notstoppventile zu schließen.
Vorzugsweise ist die Notausbetätigungsvorrichtung in einer Fahrerkabine der mobilen hydraulischen Maschine angeordnet. Der Fahrer der mobilen hydraulischen Baumaschine kann, wenn er eine Leckage feststellt, die Notausbetätigungsvorrichtung betätigen und somit verhindern, dass das Hydrauliköl weiter an der Bruchstelle austritt.
Vorzugsweise ist den wenigstens zwei Hydraulikleitungen wenigstens ein Sensor zugeordnet, der dazu eingerichtet ist, eine Leckage in den wenigstens zwei Hydraulikleitungen zu erkennen, wobei der wenigstens eine Sensor mit den Notstoppventilen und/oder dem Zusatzventilblock kommuniziert. In diesem Fall kann das Schließen der Notstoppventile bei Leckage und Druckabfall in der Hydraulikleitung automatisch erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführung ist die mobile hydraulische Baumaschine 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 ein Verfahren zur Steuerung einer mobilen hydraulischen Baumaschine aufweisend einen Oberbau, einen Unterbau, eine Auslegerbaugruppe mit einem Stiel, ein mit dem Stiel verbundenes Anbaugerät sowie ein Hydrauliksystem zur Bewegung der Auslegerbaugruppe und des Anbaugerätes, vorgesehen, wobei das Hydrauliksystem wenigstens eine Pumpe und einen Ventilblock, insbesondere einen Zusatzventilblock, sowie wenigstens zwei das Anbaugerät mit der Pumpe verbindende Hydraulikleitungen umfasst, wobei der Ventilblock bzw. der Zusatzventilblock mit den wenigstens zwei Hydraulikleitungen verbunden ist. Das Verfahren umfasst folgende aufeinanderfolgende Schritte: a) Detektieren eines Lecks in einer der Hydraulikleitungen zwischen dem Anbaugerät und dem Ventilblock bzw. Zusatzventilblock, b) Schalten wenigstens eines Notstoppventils, das jeweils im Bereich der Auslegerbaugruppe und/oder im Oberbau auf der pumpenfernen Strömungsseite des Ventilblocks bzw. des Zusatzventilblocks in einer der wenigstens zwei Hydraulikleitungen angeordnet ist und dadurch Absperren der wenigstens zwei Hydraulikleitungen. Vorzugsweise sind die Notstoppventile 2-Wege-Ventile und das Hydrauliksystem umfasst wenigstens eine Rücklaufleitung und in Schritt b) des Verfahrens ist Folgendes vorgesehen:
- Verbindung der Hydraulikleitung mit der Rücklaufleitung mittels des Notstoppventils, wobei die Rücklaufleitung mit einem Hydrauliköltank verbunden ist, aus dem das Hydrauliksystem mittels der Pumpe gespeist ist.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren zwischen den Schritten a) und b) folgenden Schritt:
- Ansteuern des Ventilblocks bzw. des Zusatzventilblocks und dadurch Absperren der wenigstens zwei Hydraulikleitungen, wobei Schritt b) darauf mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung erfolgt.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren eine Detektion durch Sichtung eines Bedienpersonals oder durch einen in der Hydraulikleitung angeordneten Sensor.
Vorzugsweise umfasst die mobile hydraulische Baumaschine eine Notausbetätigungsvorrichtung, die mit den Notstoppventilen und/oder dem Ventilblock bzw. Zusatzventilblock kommuniziert und das Verfahren nach Schritt a) folgenden Schritt umfasst:
- Manuelles Betätigen der Notausbetätigungsvorrichtung durch das Bedienpersonal.
Die mobile hydraulische Baumaschine kann wie vorgehend beschrieben ausgebildet sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Die Figuren zeigen:
Figur 1 : eine räumliche Darstellung einer mobilen hydraulischen
Baumaschine, Figur 2: eine Draufsicht auf die mobile hydraulische Baumaschine aus Figur 1,
Figur 3: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines
Hydrauliksystems eines Anbaugeräts der mobilen hydraulischen Baumaschine aus Figur 1,
Figur 4: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Hydrauliksystems eines Anbaugeräts,
Figur 5: eine Ventilanordnung einer Ausführungsform in Sperrstellung, sowie
Figur 6: eine Ventilanordnung einer weiteren Ausführungsform in
Sperrstellung.
Die Figur 1 zeigt eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere eine hydraulische Baumaschine 1 in einer bevorzugten Ausführungsform als Langarmausleger- Bagger mit einem Unterbau 2, der über ein um eine Schwenkachse S drehbares Schwenkwerk 3 mit einem Oberbau 4 in Verbindung steht. Mithilfe des Schwenkwerks 3 ist eine kontrollierte Schwenkbewegung zwischen dem Oberbau 4 und dem Unterbau 2 um die Schwenkachse S möglich. Im Allgemeinen kann zwischen Mobilbaggern und Raupenbaggern unterschieden werden. Der Unterbau 2 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 1 als Raupenbagger realisiert, welcher in einer für Abbrucharbeiten typischen Gewichtsklasse zwischen 25 t und 400 t liegt. Der Oberbau 4 weist an seinem Ende in Richtung Fahrtrichtung F (Geradeausrichtung) eine Fahrerkabine 5 auf und gegenüberliegend der Fahrerkabine 5 ein Kontergewicht 6. Den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist eine dreigliedrige Auslegerbaugruppe 7, die neben oder hinter der Fahrerkabine 5 an dem Oberbau 4 befestigt ist. Die Auslegerbaugruppe 7 weist drei hintereinander liegende Glieder 8,9,10 auf. Ein erstes Glied 8, genannt Ausleger, ein zweites Glied 9, genannt Zwischenausleger, und ein oberbaufernstes drittes Glied, welches Stiel 10 genannt wird, wobei zwei aufeinander folgende Glieder mittels Bolzen aneinander verschwenkbar gelagert sind. Die Auslegerbaugruppe 7 umfasst weiterhin einen Auslegerzylinder 11, der das erste Glied 8 bewegen kann und einen Zwischenauslegerzylinder 12, der das zweite Glied 9 der Auslegerbaugruppe 7 bewegen kann. Weiterhin ist ein Stielzylinder 22 vorgesehen, der zum Bewegen des Stiels 10 angetrieben werden kann. An dem freien Ende des Stiels 10, das von einem Stielkopfbolzen 13 durchsetzt wird, ist ein Anbaugerät 14 befestigt. Diese Verbindung kann vorzugsweise durch einen Schnellwechsler hergestellt werden. Das Anbaugerät 14 und der Schnellwechsler können ebenfalls um die durch den Stielkopfbolzen 13 definierte Schwenkachse verschwenkt werden. Das Anbaugerät 14 ist in dieser Ausführungsform ein Greifwerkzeug, jedoch können sämtliche hydraulische Anbaugeräte wie beispielsweise Scheren verwendet werden.
Die mobile hydraulische Baumaschine 1 umfasst ein Hydrauliksystem, das unteranderem den Auslegerzylinder 11 und den Zwischenauslegerzylinder 12 sowie den Stielzylinder 22 mittels Hydrauliköls antreibt. Der Hydraulikölfluss und die damit einhergehenden Bewegungen werden von einem sich im Oberbau 4 befindlichen nicht dargestellten Hauptventilblock des Hydrauliksystems gesteuert und kontrolliert. Der Hauptventilblock umfasst Ventile, die eine Zufuhrmenge des Hydrauliköls zu einem der Hydraulikzylinder reguliert. Des Weiteren ist der Hauptventilblock zuständig für die Steuerung eines hydraulischen Schwenkantriebs des Schwenkwerks 3 und eines hydraulischen Fahrantriebs für die Ketten des Unterbaus 2. Dem Hydrauliksystem zugehörig und sich im Oberbau 4 befindend sind zudem ein Zusatzventilblock 15, ein Hydrauliköltank 16, sowie eine hydraulische Pumpe 17. Die hydraulische Pumpe 17 fördert das Hydrauliköl des Hydrauliksystems und ist über eine hydraulische Verbindung mit dem Hauptventilblock und dem Zusatzventilblock 15 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 Zusatzventilblock 15 steuert und reguliert einen Hydraulikölfluss zum Anbaugerät 14. Vom Zusatzventilblock 15 ausgehend führen Hydraulikleitungen 18 zum Anbaugerät 14. In der Figur 1 ist lediglich genau eine Hydraulikleitung 18 dargestellt, es können jedoch je nach verwendetem Anbaugerät und Art der Baumaschine mehrere, aber wenigstens zwei Hydraulikleitungen 18 sein. Die Art des Anbaugeräts 14 und die Bewegung, die dieses ausführen kann, definieren die Anzahl der (verwendeten und angeschlossenen) Hydraulikleitungen 18. Die Hydraulikleitung 18 ist im Bereich von Bolzen 19 der Auslegerbaugruppe 7, zwischen dem Oberbau 4 und dem ersten Glied 8, und zwischen dem ersten Glied 8 und dem zweiten Glied 9 und zwischen dem zweiten Glied 9 und dem Stiel 10, durch flexible Schlauchleitungen, die bogenförmig angeordnet sind, auch Auslegerschlauchbögen 20 genannt, ausgebildet. Zwischen einem ersten Befestigungspunkt an dem Anbaugerät 14 und einem zweiten Befestigungspunkt an dem Stiel 10 ist ebenfalls ein flexibler Schlauchbogen 21 ausgebildet. Durch die flexiblen Auslegerschlauchbögen 20 und dem flexiblen Schlauchbogen 21 ist es möglich, dass die einzelnen Glieder der Auslegerbaugruppe 7 um die Längsachse der Bolzen 19 schwenken können, ohne dass die Hydraulikleitung 18 unterbrochen wird bzw. reißt. Der Schlauchbogen 21 und die Auslegerschlauchbögen 20 werden für jede weitere, hier nicht dargestellte Hydraulikleitung 18 ausgebildet. Die Teile der Hydraulikleitung 18, die mittig entlang der Glieder der Auslegerbaugruppe 7 fern von den Schwenkachsen bzw. der Bolzen 19 verlaufen, werden durch starre Metallrohre realisiert. Die Enden der Metallrohre sind jeweils mit einer flexiblen Schlauchleitung zur Ausbildung der Hydraulikleitung 18 verbunden. Die Metallrohre stellen einen geschützten Bereich dar, in dem die Hydraulikleitung 18 vor Beschädigung von außen geschützt ist. In der dargestellten Hydraulikleitung 18 befinden sich zwischen dem Zusatzventilblock 15 und dem Anbaugerät 14 zwei Notstoppventile 23,24. Die Notstoppventile 23,24 der wenigstens zwei Hydraulikleitungen 18 werden in erste Notstoppventile 23 und zweite Notstoppventile 24 eingeteilt und sind in der Figur 1 schematisch als Rechteck dargestellt. Das erste Notstoppventil 23 und das zweite Notstoppventil 24 können die entsprechende Hydraulikleitung 18 an der jeweiligen Position verschließen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das auf der zusatzventilblocknahen Seite einer auftretenden Öl- Leckage liegende Notstoppventil 23,24 ein Austreten des zwischen diesem Notstoppventil 23,24 und der hydraulischen Pumpe 17 bzw. des Hydrauliköltanks 16 in den Hydraulikleitungen 18 befindliche Hydrauliköl verhindert. Das erste Notstoppventil 23 befindet sich im Oberbau 4 auf der pumpenfernen Strömungsseite des Zusatzventilblocks 15. Das zweite Notstoppventil 24 befindet sich in der Hydraulikleitung 18 im Bereich des Stiels 10 außerhalb des Schlauchbogens 21. Besonders bevorzugt ist eine Position, die in Strömungsrichtung unmittelbar vor bzw. hinter der flexiblen Schlauchleitung im Bereich des Stielkopfbolzens 13 liegt, wie dies in Figur 1 dargestellt ist. Erfahrungsgemäß kommt es häufig zu Leckagen der Schlauchleitungen im Bereich des Stielkopfbolzens 13. Die vorhergehend beschriebene Position des zweiten Notstoppventils 24 ermöglicht es in einem solchen Leckagefall, die maximal mögliche Menge an Hydrauliköl in den Hydraulikleitungen 18 zu erhalten. Kommt es in dem Schlauchbogen 21 zu einer Öl-Leckage, kann durch Schließen des zweiten Notstoppventils 24 das Öl in der Hydraulikleitung 18 zwischen dem zweiten Notstoppventil 24 und Zusatzventilblock 15 in den Hydraulikleitungen 18 verbleiben und ein Austreten wird verhindert. Es ist denkbar, weitere Notstoppventile einzusetzen, die beispielsweise eine Leckage der Auslegerschlauchbögen 20 des zweiten Glieds 9 absichern. Es ist wenigstens ein Notstoppventil 23,24 pro Hydraulikleitung 18 erforderlich. Selbst das erste Notstoppventil 23 verhindert noch bei Leckage der flexiblen Schlauchleitung im Bereich des Stielkopfbolzens 13 ein Austreten der überwiegenden Menge des Hydrauliköls. Die Notstoppventile 23,24 unterscheiden sich eindeutig von herkömmlichen Rohrbruchsicherungen, welche mittlerweile standardmäßig in mobilen hydraulischen Baumaschinen verbaut sind. Die nicht dargestellten Rohrbruchsicherungen werden am Anbaugerät 14 verbaut und verhindern bei Rohrbrüchen unkontrollierte Bewegungen des Anbaugeräts 14, um Bedienpersonal und Baustellenpersonal zu schützen. Sie halten den Druck des Hydrauliköls im Anbaugerät 14 bzw. den Arbeitsräumen der darin verbauten Hydraulikzylindern aufrecht und lassen das Anbaugerät 14 in starrer Position verharren. Die Notstoppventile 23,24 unterbrechen das Hydrauliksystem an mindestens einer Stelle zum Zusatzventilblock 15 hin. Das in der Hydraulikleitung zwischen Bruchstelle und dem Notstoppventil 23,24 befindliche Hydrauliköl tritt aus. Das Notstoppventil 23,24 verhindert aber das Austreten großer Mengen Hydrauliköl und leistet somit einen Beitrag zum Umweltschutz bei Abbrucharbeiten.
Die Figur 3 zeigt einen Teil eines lediglich schematisch dargestellten Hydrauliksystems, der zur Steuerung einer Bewegung des Anbaugeräts 14 verwendet wird. Die Hydraulikventile des Zusatzventilblocks 15 werden zur Bewegung des Anbaugeräts 14, das nicht in der Figur dargestellt ist, elektrisch vorgesteuert. Die hydraulische Pumpe 17 versorgt den Zusatzventilblock 15 mit dem erforderlichen Öldruck zur Steuerung des Anbaugeräts 14 bzw. dessen Hydraulikzylinder. Der Zusatzventilblock 15 reguliert den Volumenstrom des Hydrauliköls durch die insgesamt vier exemplarisch dargestellten Hydraulikleitungen 18 und kann somit eine Bewegung des Anbaugeräts 14 steuern. Es sind jeweils ein erstes Notstoppventil 23 und ein zweites Notstoppventil 24 pro Hydraulikleitung 18 vorhanden. Die ersten Notstoppventile 23 und die zweiten Notstoppventile 24 befinden sich jeweils in zwei unterschiedlichen Abschnitten der Hydraulikleitung 18. Es sind die zusatzventilblocknächsten Auslegerschlauchbögen 20 und die flexiblen Schlauchbögen 21 im Bereich des Stielkopfbolzens 13 dargestellt.
Zum einen sind im Oberbau 4, in einem Oberbauabschnitt der jeweiligen Hydraulikleitung 18, welcher sich auf der pumpenfernen Strömungsseite des Zusatzventilblocks 15 befindet, die ersten Notstoppventile 23 angeordnet und zum anderen sind die zweiten Notstoppventile 24 in einem Auslegerbaugruppenabschnitt der jeweiligen Hydraulikleitung 18, welcher sich außerhalb des Oberbaus 4 befindet und im Bereich des Stiels 10 außerhalb der flexiblen Schlauchbögen 21 liegt, wie oben bereits beschrieben, angeordnet. Die Notstoppventile 23,24 sind im regulären Betrieb der mobilen hydraulischen Baumaschine 1 geöffnet, sodass das Hydrauliköl ungehindert durch die Notstoppventile 23,24 fließen kann. Die Notstoppventile 23,24 werden durch eine Notausbetätigungsvorrichtung 25 gesteuert. Wenn die Notausbetätigungsvorrichtung 25 betätigt wird, werden die Hydraulikleitungen 18 mittels der Notstoppventile 23,24 geschlossen und der Hydraulikölfluss gestoppt. Die Notausbetätigungsvorrichtung 25 kommuniziert elektronisch mit dem Zusatzventilblock 15 und schaltet die Notstoppventile 23,24.
Nachdem eine Leckage in einer der Hydraulikleitungen 18 zwischen dem Anbaugerät 14 und dem Zusatzventilblock 15 detektiert wurde, werden die Notstoppventile 23,24 geschaltet und die Hydraulikleitungen 18 abgesperrt. In der Figur 3 ist jeweils der geschlossene Zustand der Notstoppventile 23,24 dargestellt, der durch Betätigen der Notausbetätigungsvorrichtung 25 erreicht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Notstoppventile 23,24 elektronisch gesteuerte Magnetventile.
In einer bevorzugten Ausführung wird die Leckage durch das Bedienpersonal entdeckt und darauffolgend betätigt das Bedienpersonal die Notausbetätigungsvorrichtung 25 und die Notstoppventile 23,24 werden geschaltet und sperren die Hydraulikleitungen 18 ab. Die Detektion kann auch durch einen Sensor, welcher den Hydraulikleitungen 18 zugeordnet ist, erfolgen und die Notausbetätigungsvorrichtung 25 kann dann automatisch betätigt werden.
In einer bevorzugten Ausführung wird zunächst der Zusatzventilblock 15 durch Betätigung der Notausbetätigungsvorrichtung 25 angesteuert und der Zusatzventilblock 15 sperrt die wenigstens zwei Hydraulikleitungen 18 ab. Daraufhin werden mit einer vorgebbaren Zeitverzögerung die Notstoppventile 23,24 geschaltet und die Hydraulikleitungen 18 verschlossen.
Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Teils des Hydrauliksystems überwiegend analog zu Figur 3. Das Anbaugerät 14 wird in diesem Falle durch eine Niederdruckleitung hydraulisch vorgesteuert. Es wurde auf das Einzeichnen der Auslegerschlauchbögen 20 und der Schlauchbögen 21 verzichtet. Im Folgenden wird auf die Unterschiede eingegangen. In der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform werden die ersten Notstoppventile 23 im Oberbauabschnitt der Hydraulikleitungen 18 durch 2-Wege-Ventile 26 realisiert, welche über eine Rücklaufleitung 27 mit dem Hydrauliköltank 16 des Hydrauliksystems verbunden werden können. Im regulären Betrieb sind die zweiten Notstoppventile 24, welche in einer Ausführungsform elektronisch gesteuerte Magnetventile sind, im Auslegerbaugruppenabschnitt geöffnet und die 2-Wege-Ventile 26 im Oberbauabschnitt sind in einer ersten Schaltstellung, die Hydrauliköl vom Zusatzventilblock 15 über die Hydraulikleitung 18 zum Anbaugerät 14 fließen lässt.
Nachdem durch Bedienpersonal oder einen Sensor eine Öl-Leckage detektiert wurde, werden durch Betätigen der Notausbetätigungsvorrichtung 25 die zweiten Notstoppventile 24 im Auslegerbaugruppenabschnitt der Hydraulikleitungen 18 geschaltet und geschlossen und die 2-Wege-Ventile 26 schalten in eine zweite dargestellte Schaltstellung, in der Hydrauliköl vom Zusatzventilblock 15 über die Rücklaufleitung 27 in den Hydrauliköltank 16 fließt.
Es ist denkbar mehr als zwei Notstoppventile 23,24 pro Hydraulikleitung 18 einzusetzen.
In beiden Versionen der Hydrauliksysteme, einmal elektrisch und einmal hydraulisch vorgesteuert, kann die Detektion einer Öl-Leckage durch Bedienpersonal oder einen Sensor erfolgen. Die Notausbetätigungsvorrichtung 25 kann beispielsweise in der Fahrerkabine 5 oder an der Auslegerbaugruppe 7 als Betätigungsknopf ausgebildet oder über eine Steuerung der mobilen hydraulischen Baumaschine 1 zugänglich sein, welche notwendige Bedienelemente zum Steuern der mobilen hydraulischen Baumaschine 1 aufweist. Durch Betätigung der Notausbetätigungsvorrichtung 25 werden die Notstoppventile 23,24 geschaltet und der Hydraulikölfluss gestoppt. Durch erneutes Betätigen der Notausbetätigungsvorrichtung 25 können die Notstoppventile 23,24 zurückgeschaltet werden und die Hydraulikleitungen 18 zum Anbaugerät 14 wieder geöffnet werden. Das Zurückschalten der Notstoppventile 23,24 wird vorgenommen, wenn die Öl-Leckage an den Hydraulikleitungen 18 behoben wurde. Wenn die Leckage mittels Sensors detektiert wird, ist es denkbar, dass ein Alarm ausgegeben wird, woraufhin das Bedienpersonal die Notausbetätigungsvorrichtung 25 betätigen kann. Es ist aber auch möglich, dass die Notstoppventile 23,24 und/oder der Zusatzventilblock 15 automatisch von dem Sensor angesteuert werden, der einen Druckabfall delektiert. In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, Notstoppventile einzusetzen, die bei Druckabfall in der Hydraulikleitung 18 automatisch schließen.
In der Figur 5 ist schließlich eine Ventilanordnung mit zwei Notstoppventilen dargestellt. Die Ventilanordnung umfasst ein erstes 2/2-Wegeventil 30, das mit einer ersten Druckleitung PI und einer ersten Arbeitsleitung Al verbunden ist, ein zweites 2/2-Wegeventil 31, das mit einer zweiten Druckleitung P2 und einer zweiten Arbeitsleitung A2 verbunden ist, ein 4/2-Wegeventil 32, das hier in einer Baugruppe mit dem zweiten 2/2-Wegeventil 31 dargestellt ist und das mit einer Vordruckleitung Pa, einer Abflussleitung T, einer ersten Steuerleitung C und einem gesperrten Anschluss D verbunden ist, sowie ein Wechselventil 33 mit einem ersten sperrbaren Zufluss 34 und einem zweiten sperrbaren Zufluss 35 sowie mit einem Abfluss 36. Die 2/2-Wegeventile sind Notstoppventile im Sinne der obigen Beschreibung und können entsprechend eingesetzt und verwendet werden.
Das 4/2-Wegeventil 32 ist über eine elektrische Leitung 37 elektrisch betätigbar und verbindet in der in Fig. 5 dargestellten Ruhestellung die Vordruckleitung Pa mit der ersten Steuerleitung C sowie die Abflussleitung T mit dem dauerhaft gesperrten Anschluss D des 4/2-Wegeventils 32. In einer elektrisch angesteuerten Stellung ist die Vordruckleitung Pa mit dem dauerhaft gesperrten Anschluss D verbunden und dadurch abgesperrt. Die Steuerleitung C ist mit der Abflussleitung T verbunden und wird damit im Wesentlichen drucklos geschaltet.
Die Steuerleitung C ist mit dem ersten 2/2-Wegeventil 30 und dem zweiten 2/2-Wegeventil 31 so verbunden, dass es diese in die geschlossene Stellung vorsteuert, wenn die Steuerleitung C druckbeaufschlagt ist.
Das 2/2-Wegeventil 30 und das 2/2-Wegeventil 31 sind in der dargestellten Ruhestellung mittels einer Feder 39 in die geschlossene Stellung vorgespannt (N C). Beide Ventile sind gesteuert über den Vordruck in den Anschlussleitungen Pl bzw. P2 und den Arbeitsleitungen Al bzw. A2. Zu diesem Zweck ist in dem 2/2-Wegeventil 30 eine Vorsteuerleitung 40 vorgesehen, die von der Druckleitung PI zu einem der Feder 39 gegenüberliegenden Arbeitsraum (nicht dargestellt) verläuft, eine weitere Vorsteuerleitung 41 verläuft von der Arbeitsleitung Al zu demselben Arbeitsraum. Die Feder 39 und die geometrische Gestaltung des beweglichen Ventilglieds und des nicht dargestellten Arbeitsraums sind so gewählt, dass das 2/2-Wegeventil 30 etwa bei einem Vordruck von 2 bar gegen die Kraft der Feder 39 in die geöffnete Stellung schaltet. Eine elektrische Betätigung des Wegeventils 30 ist nicht erforderlich und nicht vorgesehen. Es ist rein druckgesteuert. Entsprechendes gilt für das 2/2-Wegeventil 31, bei dem eine Vorsteuerleitung 43 von der Druckleitung P2 und eine Vorsteuerleitung 44 von der Arbeitsleitung A2 zu einem entsprechenden Arbeitsraum verläuft. Auch dieses Ventil ist druckgesteuert und öffnet beispielsweise bei einem anliegenden Vordruck von 2 bar.
In der in Figur 5 dargestellten Ruhestellung sind also die beiden 2/2- Wegeventile 30 und 31 geschlossen. Wenn sich in den Druckleitungen PI oder P2 ein Druck aufbaut, wird zwar über die Vorsteuerleitungen 40 bzw. 43 das jeweilige 2/2-Wegeventil in die geöffnete Stellung vorgesteuert. Gleichzeitig wird aber über die Anschlüsse 34 bzw. 35 des Wechselventils 33 der jeweils höhere Druck auf den Abfluss 36 des Wechselventils 33 gegeben, dieser höhere Druck steht dann an der Vordruckleitung Pa an und wird über das in Ruhestellung befindliche 4/2-Wegeventil 32 auf die Steuerleitung C gegeben, die wiederum diesen höheren Druck auf die Federseite der 2/2-Wegeventile 30 und 31 leitet und damit die beweglichen Ventilglieder der 2/2-Wegeventile 30 und 31 in die geschlossene Stellung vorsteuert. Die jeweiligen Steuerflächen der 2/2-Wegeventile 30 und 31 sind so dimensioniert, dass bei gleichem Druck in der Steuerleitung C und in den Vorsteuerleitungen 40 bzw. 43 die 2/2- Wegeventile 30 bzw. 31 geschlossen bleiben.
Um nun die Arbeitsmaschine aus dieser Stellung der Ventilanordnung mit einem an den Arbeitsleitungen Al und A2 angeschlossenen hydraulischen Werkzeug 47 in Betrieb nehmen zu können, wird die elektrische Leitung 37, in der auch ein normal geschlossener Notstoppschalter 45 in Reihe geschaltet ist, mit einer Betriebsspannung von beispielsweise 24 V beaufschlagt. Dadurch wird das 4/2-Wegeventil 32 in die Arbeitsstellung geschaltet, in der die Steuerleitung C mit dem Ablauf T verbunden ist und die Vordruckleitung Pa mit dem gesperrten Anschluss D verbunden ist. Wenn nun aus dem Hydrauliksystem der Arbeitsmaschine ein Druck beispielsweise auf die Druckleitung PI gegeben wird, wird das 2/2-Wegeventil über die Vorsteuerleitung 40 mit dem entsprechenden Druck beaufschlagt. Das Wechselventil 33 leitet diesen Druck dann wie oben beschrieben an den Abfluss 36 und die Vordruckleitung Pa, die jedoch in dem 4/2-Wegeventil 32 auf den Anschluss D geschaltet ist und damit gesperrt ist. Die Steuerleitung C ist mit dem Abfluss T verbunden und deshalb drucklos. Damit liegt in der Steuerleitung C kein Druck an, der der Öffnung des 2/2-Wegeventils 30 entgegenwirken würde. Das 2/2-Wegeventil 30 schaltet in die geöffnete Stellung. Aus dem Hydraulikaggregat 47 entsteht ein Rückstrom, der in der Arbeitsleitung A2 zu einem Druckanstieg führt. Dieser Druckanstieg bewirkt über die Vorsteuerleitung 44 die Öffnung des 2/2-Wegeventil 31, sodass die insoweit beschriebene Ventilanordnung hydraulisch durchlässig ist und das Hydraulikaggregat 47 in gewohnter Weise betrieben werden kann.
Entsprechendes gilt im umgekehrten Fall. Wenn die Druckleitung P2 zuerst mit Hydraulikdruck beaufschlagt wird, öffnet zuerst das 2/2-Wegeventil 31 und dann über den Druckanstieg in der Arbeitsleitung Al auch das 2/2-Wegeventil 30.
Die Ventilanordnung kann beispielsweise an einem Ausleger oder Stiel eines Baggers befestigt sein. Die Druckleitungen PI und P2 können dann als Rohrleitungen fest an dem Ausleger oder Stiel montiert und an der Ventilanordnung angeschlossen sein. Die Ventilanordnungen können jeweils als Ventilblock ausgebildet sein. Dabei sind die Ventilblöcke bevorzugt jeweils auf einer Seite des Auslegers oder Stiels befestigt. Zum Beispiel dort wo herkömmlicherweise Kugelhähne angebracht sind. Von der Ventilanordnung zu dem Hydraulikaggregat 47 verlaufen flexible Schlauchbögen 48 und 49, die bei bewegbaren Hydraulikaggregaten 47 unverzichtbar sind. Wenn nun im Betrieb, wie dies oben näher beschrieben wurde, ein Schlauchbogen 48, 49 beispielsweise im Abbruch eines Gebäudes an einem hervorstehenden Moniereisen hängenbleibt und dadurch abreißt, würde bei herkömmlichen Hydrauliksystemen eine große Menge Hydrauliköl aus der Bruchstelle austreten. In einem solchen Fall kann die Bedienperson der Arbeitsmaschine den Notausschalter 45 betätigen und damit das 4/2-Wegeventil 32 stromlos schalten. Es fällt dann in die in Figur 5 dargestellte Ruhestellung. Wenn der Druck in der Hydraulikleitung durch die Leckage unter den Öffnungsdruck des 2/2-Wegeventil fällt, schließt das Ventil automatisch. Jeglicher von dem Hydrauliksystem erzeugte Hydraulikdruck in den Druckleitungen Pl bzw. P2 steht dann an dem Wechselventil 33 an. Der höhere der beiden Drücke wird auf den Abschluss 36 gegeben und auf die Steuerleitung C weitergeleitet. Die Steuerleitung C bringt dann gemeinsam mit der Federkraft der Federn 39 beide 2/2-Wegeventile 30 bzw. 31 in die geschlossene Stellung. Im Ergebnis wird bei einem Bruch eines Schlauchbogens 48, 49 und Betätigung des Notschalters 45 das Hydrauliksystem in der Ventilanordnung vollständig abgeschlossen, sodass aus dem Hydrauliksystem keine weitere Hydraulikflüssigkeit austreten kann.
Es sei hier hervorgehoben, dass die Ventilanordnung nicht die Funktion einer herkömmlichen Schlauchbruchsicherung ersetzt, die zusätzlich unmittelbar an den beiden Anschlüssen des Hydraulikaggregats 47 vorgesehen sein kann, um beispielsweise zu verhindern, dass ein Ausleger oder eine schwebende Last beim Bruch eines Schlauchbogens 48, 49 plötzlich herabfällt. Solche Schlauchbruchsicherungen sprechen selbsttätig auf einen hohen Volumenstrom an, der vorgegebene Grenzwerte übersteigt. Es sind im Grunde genommen selbsttätige, volumenstromgesteuerte Rückschlagventile. Diese können aber bei einem Schlauchbruch nicht verhindern, dass aus dem Hydrauliksystem selbst große Mengen an Hydraulikflüssigkeit austreten, wenn ein Schlauchbogen 48, 49 bricht.
Die 2/2-Wegeventile 30 und 31 können baugleich sein, vorzugsweise sind sie aber so gewählt, dass eines der 2/2-Wegeventile einen größeren Öffnungsquerschnitt als das andere aufweist, um den unterschiedlichen Volumenströmen zum Beispiel bei doppeltwirkenden Hydraulikaggregaten angepasst zu sein.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ventilanordnung mit Notstoppventilen. Ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder 50 eines hydraulischen Verbrauchers weist zwei Kammern auf. Eine erste Kammer 51 ist mit einer ersten Arbeitsleitung 52 verbunden. Eine zweite Kammer 53 ist mit einer zweiten Arbeitsleitung 54 verbunden. Die beiden Arbeitsleitungen 52,54 sind oberbauseitig mit einem nicht dargestellten Volumensteuerventil verbunden, das einen Volumenstrom durch die Arbeitsleitungen 52,54 steuert. Das Volumensteuerventil kann Teil des Zusatzventilblocks sein. Die dargestellte Ventilanordnung umfasst ein erstes 2/2-Wegeventil 55, das einen Anschluss P aufweist, der mit einer ersten Druckleitung 56 verbunden ist und einen Anschluss A, der mit der ersten Arbeitsleitung 52 verbunden ist. In einer ersten Stellung des 2/2-Wegeventils 55 wird der Durchfluss von Anschluss A nach P und von Anschluss P nach A blockiert. In der zweiten Stellung lässt das Ventil 55 einen freien Durchfluss von A nach P und vice versa von P nach A zu. Das 2/2-Wegeventil 55 ist in der dargestellten ersten Stellung (Ruhestellung, geschlossene Stellung) mittels einer Feder 57 vorgespannt. Das 2/2- Wegeventil 55 weist eine Steuerleitung 58 auf, die mit einem Pilotventil 59 verbunden ist. Die Steuerleitung 58 ist mit einem auf Seite der Feder 57 liegenden Arbeitsraum (als Rechteck dargestellt) verbunden. Je nach technischer Umsetzung kann die Feder 57 in dem Arbeitsraum liegen. Das 2/2-Wegeventil 55 ist außerdem über den Vordruck in der ersten Druckleitung 56 und der ersten Arbeitsleitung 52 gesteuert. Zu diesem Zweck ist in dem 2/2-Wegeventil 55 eine Vorsteuerleitung 60 vorgesehen, die von der ersten Druckleitung 56 zu einem der Feder 57 gegenüberliegenden Arbeitsraum verläuft. Hier handelt es sich um eine schematische Darstellung. Die Vorsteuerleitung 60 kann eine Wirkfläche des Kolbens des Wegeventils sein. Eine weitere Vorsteuerleitung 61 verläuft von der ersten Arbeitsleitung 52 zu demselben Arbeitsraum. Auch hier kann eine Wirkfläche des Wegeventil mit der ersten Arbeitsleitung verbunden sein, um die schematisch dargestellte Funktionalität abzubilden. Die Feder 57 und die geometrische Gestaltung des beweglichen Ventilglieds sind so gewählt, dass das 2/2-Wegeventil 55 etwa bei einem Vordruck von 2 bar in der ersten Arbeitsleitung 52 oder der ersten Druckleitung 56 gegen die Kraft der Feder 57 in die geöffnete Stellung schaltet. Eine elektrische Betätigung des 2/2-Wegeventils 55 ist nicht erforderlich und nicht vorgesehen. Es ist rein druckgesteuert. Das 2/2- Wegeventil 55 kann in die zweite, geschlossene Stellung durch Ansteuerung über die Steuerleitung 58 überführt werden. Der Schließdruck der Feder liegt bei etwa 4-6 bar, vorzugsweise bei 2 bar.
Das mit der Steuerleitung 58 verbundene Pilotventil 59 kann als 3/2- Wegeventil ausgebildet sein. Es ist aber auch denkbar, ein 4/2-Wegeventil einzusetzen. Dargestellt ist ein 3/2-Wegeventil, das in einer ersten Stellung einen ersten Anschluss Al aufweist, der blind geschaltet ist und der mit einer Druckabbauleitung 62 verbunden ist. Ein zweiter Anschluss A2 ist mit einer Steuerleitung 63 verbunden, die ein zweites 2/2-Wegeventil 64 ansteuert und in einer Abzweigung mit der Steuerleitung 58 des ersten 2/2-Wegeventil 55 verbunden ist. Mittels des zweiten Anschlusses A2 werden somit beide 2/2- Wegeventile 55,64 gesteuert. Das zweite 2/2-Wegeventil 64 ist analog zum ersten 2/2-Wegeventil 55 ausgebildet und zwischen der zweiten Druckleitung
65 und der zweiten Arbeitsleitung 54 angeordnet. Die Steuerleitung 63 des zweiten 2/2-Wegeventils 64 wirkt analog in Wirkrichtung der Feder und überführt das Ventil 64 bei Druckbeaufschlagung der Steuerleitung 63 in die geschlossene Stellung.
Ein dritter Anschluss A3 des Pilotventils 59 ist mit einer Druckversorgungsleitung 66 verbunden. In der ersten Stellung des 3/2- Wegeventils ist ein Hydraulikölstrom vom Anschluss 3 zu Anschluss 2 zugelassen. Die Steuerleitung 63 wird mit Hydrauliköldruck aus der Druckversorgungsleitung 66 beaufschlagt. In einer zweiten Stellung des 3/2- Wegeventils ist der Anschluss 3 blind geschaltet und ein Hydraulikölstrom vom Anschluss 2 zu Anschluss 1 zugelassen. In der Steuerleitung 63 und somit auch in der Steuerleitung 58 wird Druck abgebaut und das Hydrauliköl fließt in die Druckabbauleitung 62 ab. Das Pilotsteuerventil 59 ist in die erste Stellung mittels einer Feder vorgespannt. Das Pilotsteuerventil 59 ist über eine elektrische Leitung 67 elektrisch betätigbar. In der elektrischen Leitung 67 ist ein normal geschlossener Notstoppschalter 68 in Reihe geschaltet und mit einer Betriebsspannung von beispielsweise 24 V beaufschlagt. Dadurch wird das Pilotventil 59 in die Arbeitsstellung geschaltet, in der die Steuerleitung 63 mit der Druckabbauleitung 62 verbunden ist und die Druckversorgungsleitung
66 (auch Vordruckleitung genannt) mit dem gesperrten Anschluss A3 verbunden ist. Außerdem weist das Pilotsteuerventil 59 eine optionale Nothandbetätigung auf, die derart ausgebildet ist, dass durch Betätigung der Nothandbetätigung das Pilotventil 59 in die Arbeitsstellung überführbar ist.
In der Figur 6 ist die erste Stellung und nicht die Arbeitsstellung des Pilotventils 59 dargestellt.
In der in Figur 6 dargestellten Ruhestellung sind also die beiden 2/2- Wegeventile 55 und 64 geschlossen. Wenn sich in den Druckleitungen 56 oder
65 ein Druck aufbaut, wird zwar über die jeweilige Vorsteuerleitung 60 bzw. 69 das jeweilige 2/2-Wegeventil 55,64 in die geöffnete Stellung vorgesteuert. Gleichzeitig wird aber über die Druckversorgungsleitung 66 der an den insgesamt vier Anschlüssen AI,A2,PI,P2 der beiden 2/2-Wegeventile anliegende höchste Druck auf den Anschluss A2 des Pilotventils 59 und somit auf die Steuerleitungen 58, 63 gegeben, die wiederum diesen höheren Druck auf die Federseite der 2/2-Wegeventile 55 und 64 leitet und damit die beweglichen Ventilglieder der 2/2-Wegeventile 55 und 64 in die geschlossene Stellung vorsteuert. Die jeweiligen Steuerflächen der 2/2-Wegeventile 55 und 64 sind so dimensioniert, dass bei gleichem Druck in den Steuerleitungen 58,63 und den Vorsteuerleitungen 60,61 bzw. 69,70 die 2/2-Wegeventile 55 bzw. 64 geschlossen bleiben.
Die Druckversorgungsleitung 66 ist dazu mit den beiden Arbeitsleitungen 52,54 und den beiden Druckleitungen 56,65 verbunden. Die Abzweigungen zu den vier Leitungen 52,54,56,65 sind dabei parallel angeordnet, wobei in jeder der Abzweigungen ein Rückschlagventil 71 angeordnet ist, dass in Richtung zur Druckversorgungsleitung 66 hin bei Anliegen von jeweils höherem Druck öffnet. Ist beispielswiese die Druckleitung 56 mit dem höchsten Druck beaufschlagt, so öffnet das Rückschlagventil 71 in der von der Druckleitung 56 abzweigenden Leitung und die dazu parallel liegenden Rückschlagventile 71 werden dadurch geschlossen, da die dort anliegenden Drücke geringer sind. Der Hydrauliköldruck der Druckleitung 56 wird in die Druckversorgungsleitung
66 geleitet und der Druck steht für die Steuerleitungen 63,58 zur Verfügung, wie oben erläutert.
Um nun die Arbeitsmaschine aus dieser Stellung der Ventilanordnung mit einem an den Arbeitsleitungen 52 und 54 angeschlossenen hydraulischen Verbraucher 50 in Betrieb nehmen zu können, wird die elektrische Leitung 67 mit einer Betriebsspannung beaufschlagt und das 3/2-Wegeventil 59 in die Arbeitsstellung geschaltet. Wenn nun aus dem Hydrauliksystem der Arbeitsmaschine ein Druck beispielsweise auf die Druckleitung 56 gegeben wird, wird das in der Leitung angeordnete 2/2-Wegeventil 55 über die Vorsteuerleitung 60 mit dem entsprechenden Druck beaufschlagt. Das der Druckleitung zugeordnete Rückschlagventil 71 leitet diesen Druck dann, wie oben beschrieben, an die Druckversorgungsleitung 66 weiter, die jedoch in dem Pilotventil 59 auf den Anschluss A3 geschaltet ist und damit gesperrt ist. Die Steuerleitung 63 ist mit der Druckabbauleitung 62 verbunden. Die Druckabbauleitung 62 ist, um die Steuerleitung drucklos zu machen, mit den beiden Arbeitsleitungen 52,54 und den beiden Druckleitungen 56,65 verbunden. Die Abzweigungen zu den vier Leitungen 52,54,56,65 sind dabei parallel angeordnet, wobei in jeder der Abzweigungen ein Rückschlagventil 72 angeordnet ist, dass in Richtung zu der jeweiligen der vier Leitungen 52,54,56,65 hin bei Anliegen von jeweils höherem Druck öffnet. Ist beispielswiese die Druckabbauleitung 62 mit einem Druck beaufschlagt, der höher ist als der Druck in der Druckleitung 65, so öffnet das Rückschlagventil 72 in der von der Druckleitung 65 abzweigenden Leitung und der Druck in der Steuerleitungen 63,58 kann abgebaut werden, so dass in den Steuerleitungen 63,58 ein mindestens geringerer Druck anliegt als in der Arbeitsleitung 56, der der Öffnung der 2/2-Wegeventile 55,64 entgegenwirken würde. Wenn beispielsweise aus dem hydraulischen Verbraucher 50 ein Rückstrom erfolgt, der in der Arbeitsleitung 54 zu einem Druckanstieg führt. Bewirkt dieser Druckanstieg über die Vorsteuerleitung 70 die Öffnung des 2/2-Wegeventils 64, sodass die insoweit beschriebene Ventilanordnung hydraulisch durchlässig ist und der hydraulische Verbraucher in gewohnter Weise betrieben werden kann.
Entsprechendes gilt im umgekehrten Fall. Wenn die Druckleitung 65 zuerst mit Hydraulikdruck beaufschlagt wird, öffnet zuerst das 2/2-Wegeventil 64 und dann über den Druckanstieg in der Arbeitsleitung 52 auch das 2/2-Wegeventil 55.
Die Ventilanordnung kann beispielsweise an einem Oberbau der mobilen Arbeitsmaschine oder im Falle eines Baggers auch an einem Ausleger oder Stiel befestigt sein. Die Druckleitungen 56 und 65 können dann als Rohrleitungen fest an dem Ausleger oder Stiel montiert und an der Ventilanordnung angeschlossen sein. Die Ventilanordnungen können jeweils als Ventilblock ausgebildet sein. Dabei sind die Ventilblöcke bevorzugt jeweils auf einer Seite des Auslegers oder Stiels befestigt. Zum Beispiel dort wo herkömmlicherweise Kugelhähne angebracht sind. Es ist auch denkbar, die Ventilanordnung im Oberbau anzuordnen. Je nachdem wie der hydraulische Verbraucher ausgebildet ist, sind eine oder mehrere Arbeitsleitungen vorgesehen. Der hydraulische Verbraucher kann beispielsweise auch der Auslegerzylinder 11, der Zwischenauslegerzylinder 12 oder der Stielzylinder sein.
Von der Ventilanordnung zu dem hydraulischen Verbraucher 50 verlaufen flexible Schlauchleitungen bogenförmig. Diese Bereiche werden flexible Schlauchbögen genannt und unterscheiden sich von Rohrbögen, die als Bauteil zu erwerben sind und eine feste, steife Geometrie haben. Die flexiblen Schlauchbögen sind bei bewegbaren Hydraulikaggregaten unverzichtbar. Wenn nun im Betrieb, wie dies oben näher beschrieben wurde, ein Schlauchbogen beispielsweise im Abbruch eines Gebäudes an einem hervorstehenden Moniereisen hängenbleibt und dadurch abreißt, würde bei herkömmlichen Hydrauliksystemen eine große Menge Hydrauliköl aus der Bruchstelle austreten. In einem solchen Fall kann die Bedienperson der Arbeitsmaschine den Notausschalter 68 betätigen und damit das Pilotventil 59 stromlos schalten. Es fällt dann in die in Figur 6 dargestellte Stellung. Wenn der Druck in der Hydraulikleitung durch die Leckage unter den Öffnungsdruck des 2/2- Wegeventils fällt, schließt das Ventil automatisch. Der höhere der beiden Drücke in den Druckleitungen 56 bzw. 65 und der leckagefreien Arbeitsleitung wird auf die Druckversorgungsleitung 66 gegeben und auf die Steuerleitungen 58,63 weitergeleitet. Die Steuerleitungen 58,63 bringen dann gemeinsam mit der Federkraft der Federn 57 beide 2/2-Wegeventile 55,64 in die geschlossene Stellung. Im Ergebnis wird bei einer Leckage in einer Arbeitsleitung, beispielsweise bei Bruch eines flexiblen Schlauchbogens und Betätigung des Notschalters 68 das Hydrauliksystem in der Ventilanordnung vollständig abgeschlossen, sodass aus dem Hydrauliksystem keine weitere Hydraulikflüssigkeit austreten kann.
Es sei hier hervorgehoben, dass die Ventilanordnung nicht die Funktion einer herkömmlichen Schlauchbruchsicherung ersetzt, die zusätzlich unmittelbar an den beiden Anschlüssen des Hydraulikaggregats 50 vorgesehen sein kann, um beispielsweise zu verhindern, dass ein Ausleger oder eine schwebende Last beim Bruch eines Schlauchbogens plötzlich herabfällt. Solche Schlauchbruchsicherungen sprechen selbsttätig auf einen hohen Volumenstrom an, der vorgegebene Grenzwerte übersteigt. Es sind im Grunde genommen selbsttätige, volumenstromgesteuerte Rückschlagventile. Diese können aber bei einem Schlauchbruch nicht verhindern, dass aus dem Hydrauliksystem selbst große Mengen an Hydraulikflüssigkeit austreten, wenn ein Schlauchbogen bricht.
Die beiden 2/2-Wegeventile 55,64 können baugleich sein, vorzugsweise sind sie aber so gewählt, dass eines der 2/2-Wegeventile einen größeren Öffnungsquerschnitt als das andere aufweist, um den unterschiedlichen Volumenströmen zum Beispiel bei doppeltwirkenden Hydraulikaggregaten oder rücklaufempfindlichen Anbauwerkzeugen (z.B. Hydraulikhämmer) angepasst zu sein.

Claims
Patentansprüche Ventilanordnung für eine mobile Arbeitsmaschine (1) mit einem hydraulischen Verbraucher (47,50),
- mit wenigstens einem Wegeventil (30,31,55,64), das mit einer Druckleitung (Pl, P2, 56, 65) und einer Arbeitsleitung (Al, A2, 52, 54) des hydraulischen Verbrauchers (47,50) verbunden ist und das eine hydraulische Steuerleitung (C,58,63) umfasst, die dazu ausgelegt ist, das wenigstens eine Wegeventil (30,31,55,64) in eine erste Stellung zu überführen,
- mit einem Pilotventil (32,59), das mit der hydraulischen Steuerleitung (C,58,63) verbunden ist,
- mit einer Druckversorgungsleitung (Pa, 66), und
- mit einer Druckabbauleitung (T,62), wobei das Pilotventil (32,59) dazu ausgelegt ist, die hydraulische Steuerleitung (C, 58,63) wechselweise mit der Druckversorgungsleitung (Pa, 66) und der Druckabbauleitung (T,62) zu verbinden. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stellung des wenigstens einen Wegeventils (30,31,55,64) eine geschlossene Stellung ist und der Durchfluss in beide Richtungen gesperrt ist. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Wegeventil (30,31,55,64) in die erste Stellung federvorgespannt ist und zwei Vorsteuerleitungen (40,41,43,44,60,61,69,70) aufweist, die mit einem der Feder (39,57) gegenüberliegenden Arbeitsraum verbunden sind, wobei eine erste Vorsteuerleitung (40,43,60,69) mit der Druckleitung (Pl, P2, 56, 65) und eine zweite Vorsteuerleitung (41,44,61,70) mit der Arbeitsleitung
(Al, A2, 52, 54) verbunden ist.
4. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pilotventil (32,59) ein 3/2 oder 4/2- Wegeventil ist.
5. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pilotventil (32,59) elektrisch betätigbar ist und in einer Ruhestellung die Druckversorgungsleitung (Pa, 66) mit der hydraulischen Steuerleitung (C,58,63) verbindet und in einer angesteuerten Stellung die Steuerleitung (C,58,63) mit der Druckabbauleitung (T,62) verbindet.
6. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pilotventil (32,59) in einer Arbeitsstellung elektrisch betätigt ist und mittels eines Notausschalters (45,68) stromlos schaltbar ist.
7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Notausschalter (45,68) manuell betätigbar in einer Arbeitskabine der Arbeitsmaschine angeordnet ist.
8. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung ein erstes Wegeventil (30,55) und ein zweites Wegeventil (31,64) umfasst, die jeweils mit einer Druckleitung (Pl, P2, 56, 65) und einer Arbeitsleitung (Al, A2, 52, 54) eines gemeinsamen hydraulischen Verbrauchers (47,50) verbunden sind, wobei die hydraulischen Steuerleitungen (C,58,63) derart miteinander verbunden sind, dass die Steuerleitungen (C,58,63) die zwei Wegeventile in die geschlossene Stellung vorsteuern, wenn diese druckbeaufschlagt sind.
9. Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung ein Wechselventil (33) mit einem ersten sperrbaren Zufluss (34) und einem zweiten sperrbaren Zufluss (35) sowie mit einem Abfluss (36) umfasst, wobei der erste sperrbare Zufluss (34) des Wechselventils mit einer ersten Druckleitung (PI) des ersten Wegeventils (30), der zweite sperrbare Zufluss (35) des Wechselventils mit einer zweiten Druckleitung (P2) des zweiten Wegeventils (31) und der Abfluss (36) des Wechselventils mit der Druckversorgungsleitung (Pa) verbunden ist, und wobei das Wechselventil (33) derart ausgebildet ist, dass die Druckleitung (P1,P2) mit dem höchsten Druck mit der Druckversorgungsleitung (Pa) verbindbar ist.
10. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgungsleitung (66) über Abzweigungen mit der Druckleitung (56,65) und der Arbeitsleitung (52,54) verbunden ist, wobei die Abzweigungen parallel liegen und jeweils ein Rückschlagventil (71) aufweisen, die derart angeordnet sind, dass der höchste in den Leitungen (52,54,56,65) anliegende Druck zur Druckversorgungsleitung (66) hin geleitet wird.
11. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckabbauleitung (T) eine mit einem Tank verbindbare Tankleitung ist.
12. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckabbauleitung (62) über Abzweigungen mit der Druckleitung (56,65) und der Arbeitsleitung (52,54) verbunden ist, wobei die Abzweigungen parallel liegen und jeweils ein Rückschlagventil (72) aufweisen, dass bei Druckbeaufschlagung in der Druckabbauleitung (62) zu einer der Leitungen (52,54,56,65) mit niedrigeren Druck öffnet.
13. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wegeventil (30,55) und/oder das zweite Wegeventil (31,64) ein 2/2-Wegeventil ist.
14. Verwendung einer Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Arbeitsleitung eines hydraulischen Verbrauchers (47,50) in einer mobilen Arbeitsmaschine um bei Auftreten einer Leckage in der Arbeitsleitung (52, 54, Al, A2) diese abzusperren und Hydraulikölaustritt aus der Leckstelle größtenteils zu verhindern. Mobile Arbeitsmaschine (1) aufweisend einen Unterbau (3), einen Oberbau (4) und eine Auslegerbaugruppe (7), sowie ein Hydrauliksystem umfassend eine Hydraulikpumpe (17), ein Volumensteuerventil, einen hydraulischen Verbraucher (47,50) und wenigstens zwei Hydraulikleitungen (18, 52, 54, 56, 65, Al, A2, Pl, P2), wobei das Volumensteuerventil dazu ausgelegt ist, zur Ansteuerung des hydraulischen Verbrauchers (47,50) einen Ölstrom durch wenigstens eine der Hydraulikleitungen (18, 52, 54, Al, A2) regulieren zu können, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine der Hydraulikleitungen
(18, 52, 54, 56, 65, Al, A2, Pl, P2) ein Wegeventil (30, 31,55,64) aufweist, das dazu ausgelegt ist, bei Leckage der Hydraulikleitung die Hydraulikleitung (18, 52, 54, 56, 65, Al, A2, Pl, P2) zu verschließen. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wegeventil (30, 31,55,64) zwischen dem Volumensteuerventil und dem hydraulischen Verbraucher (47,50) angeordnet ist. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Arbeitsmaschine eine Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst und das Wegeventil (30, 31,55,64) Teil der Ventilanordnung ist. Verfahren zum Minimieren von Hydraulikölverlust in einer mobilen Arbeitsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17 bei Leckage einer Arbeitsleitung (52, 54, Al, A2), das aufeinanderfolgende Schritte aufweist: a. Wenn ein Leck in der Hydraulikleitung (52, 54, Al, A2) zwischen dem hydraulischen Verbraucher (47,50) und dem Wegeventil (30,31,55,64) auftritt, Bewegen des Wegeventils (30,31,55,64) in eine Sperrstellung und dadurch Absperren der Hydraulikleitung (52, 54, Al, A2), b. Sicherstellen, dass die Sperrstellung bis zum Beheben der Leckage eingenommen wird, c. Nach Beheben der Leckage, Überführen des Wegeventils (30,31,55,64) und/oder der Ventilanordnung in einen Ausgangszustand vor der Leckage.
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