Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Baufahrzeug, insbesondere Bagger, mit einer fahrzeuggebundenen primären Antriebsquelle und mit einer sekundären Antriebsquelle zur Versorgung eines Bordhydrauliknetzes, wobei beide Antriebsquellen je wenigstens eine Hydraulikpumpe und je wenigstens einen Hydraulikmitteltank umfassen.

Stand der Technik

Derartige, auch als Dualgeräte bezeichenbare, Kleinbagger weisen eine hohe Verfügbarkeit auf, da sie mit der Verbrennungskraftmaschine außerhalb von Gebäuden im Dieselbetrieb verwendet und bewegt werden können (DE 36 1 1 455 B2, DE 10 2008 009 940 B4). Innerhalb von Gebäuden werden sie elektrisch betrieben, um keine Abgase in das Gebäude einzuleiten. Der Nachteil heutiger, sowohl mit Kraftstoff als auch elektrisch betreibbare Baufahrzeuge gegenüber ebenfalls verfügbaren Baufahrzeugen mit reinem elektrischen Antrieb liegt darin, dass das Vorsehen der beiden Antriebsvorrichtungen die Maschinengröße erheblich vergrößert und das Eigengewicht erhöht. Eine höhere Masse bedingt eine höhere Belastung aller Komponenten. Zudem ist für Dualgeräte ein hoher Installationsaufwand erforderlich und die resultierende Baugröße verringert die Wendigkeit der Maschine. Rein elektrisch betriebene Bagger sind gegenüber den Dualgeräten stets dann im Nachteil, wenn größere Fahrstrecken zurückgelegt werden müssen, da zu diesem Zweck naturgemäß stets ein Versorgungskabel ausgelegt werden müsste.

Da Dualbagger, wie bereits angedeutet zu groß sind, da sowohl der Diesel als auch der Elektroantrieb stets im Bagger untergebracht werden müssen, ist ein Einsatz dieser Geräte bei beengten Verhältnissen oder auf weniger tragfähigem Untergrund nur bedingt möglich. Deshalb wurde bereits vorgeschlagen (DE 10 2008 009 940 B4), eine Elektroanbaueinheit umfassend einen Elektromotor und eine Hydraulikpumpe zum Anbau an die mit der Verbrennungskraftmaschine betriebenen Maschine vorzusehen, wobei die Elektroanbaueinheit aus einer Rahmenkäfigkonstruktion besteht, in welche die komplette elektrische und hydraulische Installation, umfassend Elektromotor, Hydrauliktank und Hydraulikpumpe eingebaut ist. Wird der Elektroantrieb benötigt, ist diese besagte Elektroanbaueinheit an der Trägermaschine zu befestigen. Der Nachteil der kombinierten, vorgeschilderten Konstruktionen ist somit auch dieser Baufahrzeugart zueigen. So ist bei an den Bagger angesetztem Anbau das Raummaß des Baggers erheblich vergrößert und zudem das Gewicht erhöht.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung bietet ein Betrieb mit einem extern positionierten Hydraulikaggregat, welches durch einen Dieselmotor oder elektrisch betrieben werden kann und die Maschine mit Hydrauliköl bzw. gegebenenfalls mit elektrischem Strom zur Aufrechterhaltung der Bordspannung versorgt (A50454/2012). Dadurch muss an der Maschine kein Umbau der Antriebsquelle erfolgen, lediglich die Anbindung an das Hydrauliknetz muss realisiert werden. Die Maschine wird im emissionslosen Betriebsmodus rein durch das externe Aggregat betrieben. Der Betrieb eines Baggers mit einem externen hydraulischen Aggregat ist durch die Anbindung an die Pumpenleitung(-en) und die Tankleitung des Baggers möglich. Dabei wird beispielsweise auf simple Einspeisung durch Rückschlagventile zurückgegriffen. Ein wesentlicher Nachteil liegt darin, dass auf der Maschine nicht zwischen den Betriebsarten primäre und sekundäre Antriebsquelle umgeschaltet werden kann, da die sekundäre Antriebsquelle stets vor Ort gestartet werden muss. Ein wesentliches Problem ist, dass Maschine und Aggregat gleichzeitig laufen können. Beide Antriebs- quellen, die primäre und die sekundäre, weisen einen Tank für das Druckmedium auf, wobei egal welcher Einschaltfall auftritt, kein Austausch der Ölmengen zwischen primärer und sekundärer Antriebsquelle stattfinden darf, insbesondere um ein Überlaufen eines der Tanks zu vermeiden.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend von einem Stand der Technik der eingangs geschilderten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Baufahrzeug zu schaffen, das stets in üblicher weise mit einer Verbrennungskraftmaschine betrieben werden kann und im Bedarfsfall problemlos auf einen Betrieb ohne primäre Antriebsquelle umgeschaltet werden kann, wobei ein Umlagern der im primären und im sekundären Antriebskreislauf umlaufenden Ölmengen mit einfaches Mitteln verhindert werden soll, um insbesondere ein Überlaufen eines der Hydraulikmitteltanks zu vermeiden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die sekundäre Antriebsquelle über Hydraulikleitungen lösbar wenigstens an eine Zulauf- und eine Rücklaufleitung des Bordhydrauliknetzes angeschlossen ist, wobei eine Steuerung die Anbindung der sekundären Antriebsquelle an das Bordhydrauliknetz bei Inbetriebnahme der primären Antriebsquelle sowohl Zulauf- als auch rück- laufseitig unterbricht und somit ein Umlagern der im primären und der im sekundären Antriebskreislauf umlaufenden Ölmengen unterbindet.

Damit ist sichergestellt, dass das erfindungsgemäße Baufahrzeug sowohl im Verbrennungskraftmaschinenbetrieb mit der primären Antriebsquelle als auch im Betrieb mit der sekundären Antriebsquelle problemlos verwendet werden kann, wobei mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen sichergestellt ist, dass kein Umlagern der im primären und der im sekundären Antriebskreislauf umlaufenden Ölmengen stattfindet. Damit kann auf besonders einfache und sichere Weise ein Überlaufen eines der beiden Hydraulikmitteltanks vermieden wer- den. Natürlich können Sensorsignale zur Erfassung der Einschaltsituation der primären Antriebsquelle vorgesehen sein. Einfachste und sicherste Verhältnisse ergeben sich, wenn die Anbindung der sekundären Antriebsquelle an das Bordhydrauliknetz unmittelbar bei einem Druckaufbau im System durch die primäre Antriebsquelle unterbrochen wird. Dies kann im einfachsten Fall durch ein hydraulisches Schaltventil erfolgen, das unmittelbar vom von der primären Antriebsquelle generierten Druck gesteuert wird. Erfindungsgemäß ist eine rein hydraulische Schaltung zum sicheren wechselweisen Betrieb von primärer und sekundärer Antriebsquelle vorgesehen. Es wird sichergestellt, dass der Bedie- ner auch ohne auf den Betrieb zu achten die primäre Antriebsquelle oder die sekundäre Antriebsquelle nach Belieben ein- und ausschalten kann, ohne ein Überlaufen des einen oder des anderen Öltanks befürchten zu müssen. Dem Betrieb der primären Antriebsquelle wird dabei stets Vorrang gegenüber dem Betrieb mit der sekundären Antriebsquelle gegeben.

Besonders einfache und sichere Konstruktionsverhältnisse ergeben sich für das erfindungsgemäße Baufahrzeug, wenn zur Unterbrechung der Anbindung der sekundären Antriebsquelle an das Bordhydrauliknetz in der Zulaufleitung und in der Rücklaufleitung ein Ventil, gegebenenfalls eine schaltbare Rückströmsperre, angeordnet ist, dessen Schaltstellung in Abhängigkeit des Betriebszustandes der primären Antriebsquelle von der Steuerung vorgegeben ist. Wie bereits angedeutet, kann die Steuerung praktisch in beliebiger Weise, beispielsweise mechanisch, elektrisch, elektrohydraulisch ausgeführt sein. Insbesondere empfiehlt sich aber eine hydraulische Schaltung, welche bei einem Druckaufbau durch die primäre Antriebsquelle die Bindung die sekundäre Antriebsquelle an das Bordhydrauliknetz unterbricht. Derartige Schaltungen sind praktisch Zwangsgesteuert und haben eine sehr schnelle Ansprechzeit. Insbesondere unterbricht die Steuerung die Anbindung der sekundären Antriebsquelle bei einem Druckaufbau an der Druckseite der Hydraulikpumpe(n) der primären Antriebsquelle.

Aus sicherheitstechnischen Gründen, insbesondere um ein Rückströmen von Hydraulikmittel durch die Pumpenleitungen in den jeweiligen Tankbehälter in jeder denkbaren Betriebssituation zu vermeiden, sind die Zulaufleitungen, insbesondere die Pumpenleitungen, von primärer und sekundärer Antriebsquelle über Rückschlagventile an das Bordhydrauliknetz angeschlossen. Einfachere und sichere Konstruktionsverhältnisse ergeben sich dabei, wenn die Ventile als Sitzventile ausgeführt sind, die im Bedarfsfall eine sichere Unterbrechung des jeweiligen Fluidstromes ermöglichen.

Soll eine Anbindung einer sekundären Antriebsquelle an ein Baufahrzeug mit einer ein Mehrpumpensystem umfassenden primären Antriebsquelle in einfacher Weise möglich sein, empfiehlt es sich die sekundäre Antriebsquelle über wenigstens einen Stromteiler, über mehrere Stromteilerventile oder über Stromregelventile an das Bordhydrauliknetz zur Anbindung eines Einpumpen Aggregates als sekundäre Antriebsquelle, an das von einer primären Antriebsquelle mit einem Mehrpumpensystem versorgte Bordhydrauliknetz anzuschließen.

Um auf besonders einfache Weise eine RückStrömung von Hydraulikmittel aus dem primären Antriebskreislauf in den Tank der sekundären Antriebsquelle bei einem Betrieb der primären Antriebsquelle zu vermeiden, zur Unterbrechung der Anbindung der sekundären Antriebsquelle an das Bordhydrauliknetz in der Rücklaufleitung eine schaltbare Rückströmsperre angeordnet, deren Schaltzustand über eine Steuerleitung in Abhängigkeit des Betriebsdruckes der sekundären Antriebsquelle vorgegeben ist, wobei die Steuerleitung bei Betrieb der primären Antriebsquelle über das Ventil zu einem Tank der sekundären Antriebsquelle entlastet ist. Bauliche Vorteile ergeben sich, wenn zur Unterbrechung der Anbindung der sekundären Antriebsquelle an das Bordhydrauliknetz in der Zulaufleitung und in der Rücklaufleitung ein beide Leitungen gemeinsam schaltendes Schaltventil vorgesehen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 ein Schaltschema einer sekundären Antriebsquelle an ein Baufahrzeug mit einem Einkreisbordhydrauliknetz,

Fig. 2 eine Konstruktionsvariante einer erfindungsgemäßen Anbindung, Fig. 3 eine weitere Konstruktionsvariante einer erfindungsgemäßen Anbindung und

Fig. 4 eine Konstruktionsvariante für eine Anbindung einer sekundären Antriebsquelle an ein Baufahrzeug mit einem Zweikreishydrauliksystem.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Ein nicht näher dargestelltes Baufahrzeug, insbesondere ein Bagger, ist mit einer fahrzeuggebundenen primären Antriebsquelle 1 ausgestattet. Die Antriebsquelle 1 treibt eine Hydraulikpumpe 2 an. Des Weiteren ist eine sekundäre Antriebsquelle 3, ein externes Hydraulikaggregat, vorgesehen. Primäre Antriebsquelle 1 und sekundäre Antriebsquelle 3 dienen zur Versorgung eines angedeuteten Bordhydrauliknetzes 4 des Baufahrzeuges. Das Bordhydrauliknetz umfasst beispielsweise Fahrantrieb, Werkzeugantrieb und dgl.. Die sekundäre Antriebsquelle 3 ist über Hydraulikleitungen 5 lösbar an das Baufahrzeug gekuppelt. Die sekundäre Antriebsquelle 3 kann vom Baufahrzeug entfernt aufgestellt und über die Leitungen 5 an das Baufahrzeug über Kupplungen 6 angeschlossen werden.

Die Hydraulikleitungen 5 sind dabei an wenigstens eine Zulaufleitung 7 und an eine Rücklaufleitung 8 des Bordhydrauliknetzes 4 angeschlossen, wobei eine Steuerung 9 die Anbindung der sekundären Antriebsquelle 3 an das Bordhydrauliknetz 4 bei Inbetriebnahme der primären Antriebsquelle 1 sowohl zulauf- als auch rücklaufseitig unterbricht. Dem Betrieb der primären Antriebsquelle ist somit stets der Vorzug gegenüber dem Betrieb der sekundären Antriebsquelle gegeben. Die sekundäre Antriebsquelle wird bei Betrieb der primären Antriebsquelle stets hydraulisch vom Bordhydrauliknetz getrennt.

Zur Unterbrechung der Anbindung der sekundären Antriebsquelle 3 an das Bordhydrauliknetz 4 können in der Zulaufleitung 7 und in der Rücklaufleitung 8 Ventile 10 angeordnet sein, deren Schaltstellungen in Abhängigkeit des Be- triebszustandes der primären Antriebsquelle 1 von der Steuerung 9 vorgegeben sind. Das Ventil 10 kann beispielsweise als schaltbare Rückstromsperre ausgebildet sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel unterbricht die Steuerung 9 die Anbindung der sekundären Antriebsquelle 3 beim Druckaufbau an der Druckerseite der Hydraulikpumpe 2 der primären Antriebsquelle 1 . Die Zulaufleitungen 7, insbesondere die Pumpenleitungen, von primärer und sekundärer Antriebsquelle 1 , 3 sind über Rückschlagventile 12 an da Bordhydrauliknetz 4 angeschlossen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist zur Unterbrechung der Anbindung der sekundären Antriebsquelle 3 an das Bordhydrauliknetz 4 in der Rücklaufleitung 8 eine schaltbare Rückstromsperre 1 1 angeordnet, deren Schaltzustand über eine Steuerleitung 14 in Abhängigkeit des Betriebsdruckes der sekundären Antriebsquelle vorgegeben ist. Die Steuerleitung 14 ist bei Betrieb der primären Antriebsquelle 1 über das Ventil 10 zu einem Tank 15 der sekundären Antriebsquelle 3 entlastet.

Mit der Ausgestaltungsvariante Fig. 4 ist es möglich die sekundäre Antriebsquelle 3 über wenigstens einen Stromteiler 13 an das Bordhydrauliknetz 4 zur Anbindung eines Einpumpenaggregates als sekundäre Antriebsquelle 3 an das von einer primären Antriebsquelle 1 mit Mehrpumpensystem versorgte Bordhydrauliknetz 4 anzuschließen.

Zur Unterbrechung der Anwendung der sekundären Antriebsquelle 3 an das Bordhydrauliknetz 4 kann in der Zulaufleitung und in der Rücklaufleitung 8 ein beide Leitungen gemeinsam schaltendes Schaltventil vorgesehen sein. Insbesondere empfiehlt es sich, die erfindungsgemäße Funktion in einem Steuerblock unterzubringen. Die Ausgestaltungsformen der Erfindung nach den einzelnen Figuren sind nicht abschließend zu sehen. Insbesondere sind alle sinnvollen Kombinationen und Varianten der Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 bis 4 untereinander möglich.