[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut mit einem Antriebsmotor,
der mit zumindest einer Hydraulikpumpe eines hydrostatischen Antriebes kraftübertragend
gekoppelt ist, wobei der hydrostatische Antrieb zumindest einen Hydraulikmotor aufweist,
der über eine erste Zuführleitung und eine erste Rückführleitung für Hydrauliköl mit
der zumindest einen Hydraulikpumpe verbunden ist, und der zumindest eine Hydraulikmotor
kraftübertragend mit einem Getriebe gekoppelt ist, das kraftübertragend mit einem
Zerkleinerungsrotor gekoppelt ist, an dem Werkzeuge zum Zerkleinern des Stückgutes
angeordnet sind, wobei in einer ersten Bypassleitung, die zwischen der ersten Zuführleitung
und der ersten Rückführleitung angeordnet ist, eine Kurzschlussventileinheit angeordnet
ist, und in einer weiteren Bypassleitung, die zwischen der ersten Zuführleitung und
der zweiten Rückführleitung angeordnet ist, eine Ausspeiseventileinheit angeordnet
ist, die über eine zweite Rückführleitung mit dem zumindest einen Hydraulikmotor verbunden
ist.
[0002] Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der
WO 2002/000349 A1 bekannt. Durch den hydrostatischen Antrieb soll das harte Anlaufverhalten eines mechanischen
Antriebs, das die Kraftübertragungselemente stark belastet und ein unkontrolliertes
Nachlaufverhalten mit sich bringt, vermieden werden.
[0003] In der
WO 2012/167912 A1 ist zur Drehrichtungsumkehr der Rotoren einer Zerkleinerungsmaschine die Antriebsmotoren-Anordnung
über ein Drehrichtungs-Wechselgetriebe mit der Rotoranordnung verbunden. Die Steuerung
des Drehrichtungs-Wechselgetriebes erfolgt beispielsweise durch Überwachung des von
der Antriebsmotoren-Anordnung gezogenen Versorgungsstromes.
[0004] Eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut ist aus der
EP 2 789 391A1 bekannt.
[0005] Beim Betreiben einer gattungsgemäßen Vorrichtung werden die drei unterschiedlichen
Betriebsphasen des Startens, des Zerkleinerns und des Herunterfahrens durchlaufen.
Die Betriebsphase des Startens umfasst eine Zeitspanne vom Start des Antriebsmotors
bis zum Erreichen einer definierten Zieldrehzahl des Zerkleinerungsrotors. In der
Betriebsphase des Zerkleinerns, die auf die Betriebsphase des Startens folgt, wird
der Zerkleinerungsrotor mit der definierten Zieldrehzahl oder in einem definierten
Zieldrehzahlbereich angetrieben, so dass Stückgut mittels des Zerkleinerungsrotors
zerkleinert werden kann. In der Betriebsphase des Herunterfahrens, die typischerweise
der Betriebsphase des Zerkleinerns folgt, wird die Vorrichtung kontrolliert gestoppt,
um den Zerkleinerungsrotor zum Stillstand zu bringen.
[0006] Da der Zerkleinerungsrotor über eine sehr hohe Masse verfügt, ist der Zerkleinerungsrotor
beim Starten gegenüber einer Rotation um seine eigene Achse sehr träge. Bei einem
Antreiben des Zerkleinerungsrotors direkt über den Antriebsmotor und ohne zwischengeschalteten
hydrostatischen Antrieb würde dieses hohe Trägheitsmoment allein vom Antriebsmotor
überwunden werden müssen. Der Antriebsmotor müsste für diese relativ kurze Betriebsphase
des Startens entsprechend groß dimensioniert werden. Mit dem zwischen Antriebsmotor
und Zerkleinerungsrotor angeordneten hydrostatischen Antrieb wird das hohe Trägheitsmoment
hingegen vorteilhafterweise dadurch überwunden, dass eine Fördermenge an Hydrauliköl
der zumindest einen Hydraulikpumpe beim Starten kontinuierlich erhöht wird, sodass
auch die Drehzahl des zumindest einen Hydraulikmotors kontinuierlich steigt. Der mit
der zumindest einen Hydraulikpumpe gekoppelte Antriebsmotor muss deshalb nicht für
diese vergleichsweise kurze Betriebsphase des Startens dimensioniert werden, sondern
kann auf die Bedürfnisse der Betriebsphase des Zerkleinerns angepasst werden und braucht
beim Starten auch nicht überbeansprucht zu werden.
[0007] Auch in der Betriebsphase des Herunterfahrens ergeben sich durch den hydrostatischen
Antrieb Vorteile, da die Fördermenge an Hydrauliköl der zumindest einen Hydraulikpumpe
kontinuierlich reduziert werden kann, um die einmal beschleunigte Masse des Zerkleinerungsrotors
beim Herunterfahren abzubremsen. Der dadurch resultierende Druckanstieg in der ersten
Zuführleitung und der ersten Rückführleitung des hydrostatischen Antriebs kann über
optionale Druckentlastungsventile reduziert werden. Im Übrigen bremst auch der Antriebsmotor
den Zerkleinerungsrotor ab.
[0008] Die durch das Anordnen des hydrostatischen Antriebes in der Vorrichtung zum Zerkleinern
von Stückgut während der Betriebsphasen des Startens und Herunterfahrens der Zerkleinerungsvorrichtung
erzielten Vorteile gehen jedoch mit einer Schwierigkeit bei einer vierten Betriebsphase
einher, die jedoch erst bei einer Störung im Betrieb auftritt. Gemeint ist die Betriebsphase
des Notlaufs, die durch eine Not-Sicherheitsfunktion aktiviert wird, die ein Abschalten
der Versorgung der Vorrichtung mit Strom von einer Stromquelle auslöst. Die Not-Sicherheitsfunktion
kann beispielsweise bei manuellem Betätigen eines an der Vorrichtung angeordneten
Notausschalters oder durch eine Steuervorrichtung automatisch aktiviert werden. Die
Not-Sicherheitsfunktion ist beispielsweise in Fällen wichtig, in denen Komponenten
der Vorrichtung beschädigt wurden, unerwünschtes oder ungeeignetes Stückgut zum Zerkleinerungsrotor
gelangt oder eine Gefahr für einen Menschen droht.
[0009] Im Notlauf werden elektrische Steuerteile der Vorrichtung nicht mehr mit Strom versorgt.
Infolgedessen schaltet der Antriebsmotor ab und bleibt stehen. Somit wird die zumindest
eine Hydraulikpumpe nicht mehr angetrieben und optionale elektromagnetische Stellteile
der zumindest einen Hydraulikpumpe, insbesondere Elektro-Proportionalventile zur Regelung
der Fördermenge von Hydrauliköl, werden in Nulllage versetzt. Anders als beim Herunterfahren
rotiert der Zerkleinerungsrotor nach und wird nicht kontrolliert abgebremst. Daraus
ergibt sich das Problem, dass das Triebwerk des zumindest einen Hydraulikmotors im
Notlauf über das Getriebe von dem rotierenden Zerkleinerungsrotor angetrieben wird.
Der zumindest eine Hydraulikmotor wird in seiner Funktion zu einer Pumpe umgekehrt,
der einen systemschädigenden Überdruck gegen eine Sperrstellung eines stillstehenden
Triebwerks der zumindest einen Hydraulikpumpe aufbaut. In Folge dessen kann das Hydrauliköl
nicht zwischen der ersten Zuführleitung und der ersten Rückführleitung zirkulieren,
so dass es zu Beschädigungen des hydrostatischen Antriebes kommen kann.
[0010] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut der eingangs
erwähnten Art und ein Verfahren zum Notausschalten dieser Vorrichtung bereitzustellen,
die die Betriebsphase eines Notlaufs zerstörungsfrei übersteht.
[0011] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 4 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen geben die Unteransprüche wieder.
[0012] Die Kurzschlussventileinheit ist insbesondere dazu eingerichtet, bei Versorgung der
Kurzschlussventileinheit mit Strom einen Durchfluss von Hydrauliköl durch die erste
Bypassleitung zu sperren und anderenfalls freizugeben. Der die Kurzschlussventileinheit
versorgende Strom wird insbesondere von einer die Vorrichtung mit Strom versorgenden
Stromquelle bezogen, wozu die Vorrichtung zumindest einen Stromanschluss aufweist.
Im Notlauf, in der die Kurzschlussventileinheit nicht mit Strom versorgt wird, wird
die erste Bypassleitung freigegeben, was ein Zirkulieren des sich nun in einem geschlossenen
Kreislauf befindlichen Hydrauliköls und damit die Zuführung und Abführung des Hydrauliköls
an den zumindest einen sich drehenden Hydraulikmotor ermöglicht. Dies verhindert eine
Beschädigung des hydrostatischen Antriebes in Folge eines sich ansonsten aufbauenden,
systemschädigenden Überdruckes.
[0013] Der Antriebsmotor ist bevorzugt als ein Verbrennungsmotor, insbesondere als ein Ottomotor
oder ein Dieselmotor, ausgebildet. In diesen Fällen ist der Drehsinn des Antriebsmotors
unidirektional. Für das Starten und Zerkleinern wird die Drehzahl des Antriebsmotors
bevorzugt auf eine definierte Zieldrehzahl festgesetzt. Im Falle eines Dieselmotors
spricht man bei der Kombination von Dieselmotor und hydrostatischem Antrieb auch von
einem dieselhydraulischen Antrieb.
[0014] Bevorzugt weist der hydrostatische Antrieb zumindest zwei Hydraulikpumpen und zumindest
zwei Hydraulikmotoren auf, insbesondere bevorzugt genau zwei Hydraulikpumpen und genau
zwei Hydraulikmotoren auf. Die zumindest eine Hydraulikpumpe arbeitet insbesondere
mit einem variablen Fördervolumen, während der zumindest eine Hydraulikmotor insbesondere
mit einem festen Schluckvolumen arbeitet. Die Drehzahl des zumindest einen Hydraulikmotors
wird bevorzugt über einen Drehzahlsensor erfasst. Zur Steuerung der Fördermenge der
zumindest einen Hydraulikpumpe kann an der Hydraulikpumpe zumindest ein elektromagnetisches
Stellteil, insbesondere ein Elektro-Proportionalventil, angeordnet sein, wobei die
Fördermenge an Hydrauliköl durch eine elektrische Steuerung der zumindest einen Hydraulikpumpe
geregelt werden kann, die mit der Hydraulikpumpe verbunden sein kann. Bevorzugt ist
in der zumindest einen Hydraulikpumpe zumindest eine Einspeisepumpe integriert, die
Leckölverluste in der ersten Zuführleitung und der ersten Rückführleitung ausgleicht.
[0015] Vorzugsweise ist der Zerkleinerungsrotor stufenlos bis zu einer Maximaldrehzahl regelbar,
wobei das stufenlose Regeln der Drehzahl des Zerkleinerungsrotors insbesondere durch
eine elektrische Steuerung des hydrostatischen Antriebes erfolgt. Das Getriebe kann
als ein Riementrieb oder Kettentrieb ausgebildet sein.
[0016] In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Kurzschlussventileinheit ein Zwei-Wege-Einbauventil
und/oder ein Vorsteuerventil auf. Das Vorsteuerventil ist vorzugsweise als ein zweites
4/-2-Wegeventil mit einer ersten elektrischen Betätigungseinrichtung ausgebildet.
Vorzugsweise weist die Kurzschlussventileinheit außerdem zwei Druck-Begrenzungsventile
auf. Das 2-Wege-Einbauventil ist insbesondere in der ersten Bypassleitung angeordnet.
Das Vorsteuerventil ist insbesondere mit dem ersten Druckbegrenzungsventil, dem zweiten
Druckbegrenzungsventil und dem 2-Wege-Einbauventil über Steuerdruckleitungen verbunden,
um den Steuerdruck des 2-Wege-Einbauventils zu regeln. Beim Zerkleinern wird die erste
elektrische Betätigungseinrichtung des 4-2-Wegeventils mit Strom versorgt und der
Steuerdruck durch das zweite Druckbegrenzungsventil begrenzt, so dass das 2-Wege-Einbauventil
sich in Sperrstellung befindet und die erste Bypassleitung verschlossen bleibt. Im
Notlauf wird die erste elektrische Betätigungseinrichtung aktiviert und schaltet den
Steuerdruck auf das erste Druckbegrenzungsventil um, das nun den Steuerdruck für das
2-Wege-Einbauventil und somit den Durchfluss durch die erste Bypassleitung freigibt.
[0017] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine dritte Bypassleitung
zwischen der erste Zuführleitung und der zweiten Rückführleitung angeordnet, wobei
in der dritte Bypassleitung eine Ausspeiseventileinheit angeordnet ist und die Ausspeiseventileinheit
über eine zweite Rückführleitung mit dem zumindest einem Hydraulikmotor verbunden
ist.
[0018] Ein separater Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von
Stückgut mit einem Antriebsmotor, der mit zumindest einer Hydraulikpumpe eines hydrostatischen
Antriebes kraftübertragend gekoppelt ist, wobei der hydrostatische Antrieb zumindest
einen Hydraulikmotor aufweist, der über eine erste Zuführleitung und eine erste Rückführleitung
für Hydrauliköl mit der zumindest einen Hydraulikpumpe verbunden ist, und der zumindest
eine Hydraulikmotor kraftübertragend mit einem Getriebe gekoppelt ist, das kraftübertragend
mit einem Zerkleinerungsrotor gekoppelt ist, an dem Werkzeuge zum Zerkleinern des
Stückgutes angeordnet sind, wobei eine dritte Bypassleitung zwischen der ersten Zuführleitung
und der zweiten Rückführleitung angeordnet ist, wobei in der dritte Bypassleitung
eine Ausspeiseventileinheit angeordnet ist und die Ausspeiseventileinheit über eine
zweite Rückführleitung mit dem zumindest einen Hydraulikmotor verbunden ist.
[0019] Beim Zerkleinern entnimmt das Ausspeiseventil eine definierte Menge an Hydrauliköl
aus der dritte Bypassleitung und leitet diese an den zumindest einen Hydraulikmotor,
insbesondere an ein Motorengehäuse des zumindest einen Hydraulikmotors, weiter. Dies
verhindert in der Betriebsphase des Zerkleinerns ein Öldefizit in und eine schadhafte
Temperaturerhöhung an dem zumindest einen Hydraulikmotor.
[0020] Weiterhin wird sichergestellt, dass im Notlauf ein Mindestsystemdruck, vorzugsweise
ein Mindestsystemdruck von 30 bar, in den Leitungen des hydrostatischen Antriebes,
insbesondere der ersten Zuführleitung und der ersten Rückführleitung, erhalten bleibt.
In den Leitungen des hydrostatischen Antriebes eventuell auftretende Leckölverluste
des Hydrauliköls können beim Zerkleinern durch die in der zumindest einen Hydraulikpumpe
zumindest eine vorzugsweise integrierte Einspeisepumpe ausgeglichen werden.
[0021] Bevorzugt weist die Ausspeiseventileinheit ein 3/3-Wegeventil und/oder ein Druckhalteventil
auf. Über den Spülkolben des 3/3-Wegeventils (62) wird die jeweilige Niederdruckseite
der geschlossenen dritten Bypassleitung abgetastet und ab einer Druckdifferenz von
ca. 5 bar aus dieser Bypassleitung ausgespült.
[0022] Im Tankkanal der Ausspeiseventileinheit ist ein Druckhalteventil installiert. Sobald
das Druckniveau unter den eingestellten Haltedruck fällt, z. B. durch zu große Ausspülmenge,
reduziert das Druckhalteventil die Ausspülmenge und verhindert damit einen unzulässigen
Druckeinbruch.
[0023] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Ausspeiseventileinheit ein zweites
4/2-Wegeventil mit einer zweiten elektrischen Betätigungseinrichtung und/oder ein
Drosselventil nachgeschaltet. Solange die zweite elektrische Betätigungseinrichtung
mit Strom versorgt wird, also während der Betriebsphasen des Startens, Zerkleinerns
und Herunterfahrens, befindet sich das 4/2-Wegeventil in einer Schaltstellung, bei
der das von dem Ausspeiseventil ausgespeiste Hydrauliköl über eine zweite Rückführleitung
an den zumindest einen Hydraulikmotor, insbesondere das Motorengehäuse des zumindest
einen Hydraulikmotors, weitergeleitet wird.
[0024] Die erste Rückführleitung ist über eine zweite Bypassleitung, das erstes 2/4-Wegeventil
und ein Drosselventil mit dem Notlauf-Hydraulikmotor verbunden, der mit der Notlauf-Hydraulikpumpe
gekoppelt ist, wobei der Notlauf-Hydraulikmotor dazu eingerichtet ist, die Notlauf-Hydraulikpumpe
mittels des aus der ersten Rückführleitung über die zweite Bypassleitung ausgespeisten
Hydrauliköls anzutreiben, und die Notlauf-Hydraulikpumpe ist mit einem Notlauf-Hydrauliköltank
und dem zumindest eine Hydraulikmotor über eine dritte Rückführleitung verbunden.
Während des Notlaufs hat das Ausspeiseventil keine Funktion, da der wesentlich höhere
anstehende Druck in der Bypassleitung ein Rückschlagventil sperrt.
[0025] In der Betriebsphase des Notlaufs wird die zweite elektrische Betätigungseinrichtung
nicht mehr mit Strom versorgt und schaltet das 4/2-Wegeventil in eine Schaltstellung,
bei der das ausgespeiste Hydrauliköl über die zweite Bypassleitung zu dem Notlauf-Hydraulikmotor
fließt. Vorzugsweise ist das Drosselventil in der zweiten Bypassleitung angeordnet.
Vorzugsweise wird das dem Notlauf-Hydraulikmotor zugeführte ausgespeiste Hydrauliköl
dem Motorengehäuse des zumindest einen Hydraulikmotors zugeführt. Die Notlauf-Hydraulikpumpe
saugt Hydrauliköl aus dem Notlauf-Hydrauliköltank, der bevorzugt separat von anderen
Hydrauliköltanks der Vorrichtung ausgebildet ist, und führt dieses dem zumindest einen
Motorengehäuse zu. Insbesondere wird das Hydrauliköl aus dem Notlauf-Hydrauliköltank
über zumindest ein Sperrventil mit Nachsaugfunktion über zumindest einen unter Niederdruck
stehenden Arbeitsanschluss des zumindest einen Hydraulikmotors zugeführt.
[0026] Erfindungsgemäß ist zudem ein Verfahren zum Notausschalten einer Vorrichtung zum
Zerkleinern von Stückgut nach Anspruch 1, bei dem der Antriebsmotor, der hydrostatische
Antrieb, das Getriebe und der Zerkleinerungsrotor angetrieben werden, wobei die Kurzschlussventileinheit
bei Ausfall einer Stromversorgung der Vorrichtung kurzgeschlossen wird, so dass der
Durchfluss von Hydrauliköl durch die erste Bypassleitung freigegeben wird.
[0027] Bevorzugt wird Hydrauliköl von der Ausspeiseventileinheit, die in der dritte Bypassleitung
zwischen der ersten Zuführleitung und der zweiten Rückführleitung angeordnet ist,
aus der dritte Bypassleitung ausgespeist und über die zweite Rückführleitung zu dem
zumindest einen Hydraulikmotor geleitet.
[0028] Weiter bevorzugt wird Hydrauliköl von der Arbeitsleitung über die zweite Bypassleitung
zu dem Notlauf-Hydraulikmotor geleitet, der eine Notlauf-Hydraulikpumpe antreibt,
wobei die Notlauf-Hydraulikpumpe Hydrauliköl aus dem Notlauf-Hydrauliköltank zu dem
zumindest einen Hydraulikmotor leitet.
[0029] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
ein von der Notlauf-Hydraulikpumpe zu dem zumindest einen Hydraulikmotor geleiteter
Hydrauliköl-Volumenstrom Q
P größer als ein von der Arbeitsleitung zu dem Notlauf-Hydraulikmotor geleiteter Hydrauliköl-Volumenstrom
Q
M. Besonders bevorzugt beträgt der von der Notlauf-Hydraulikpumpe zu dem zumindest
einen Hydraulikmotor geleitete Hydrauliköl-Volumenstrom Q
P zumindest das 1,1-fache, insbesondere das 1,5-fache des von der Ausspeiseventileinheit
zu dem Notlauf-Hydraulikmotor geleiteten Hydrauliköl-Volumenstroms Q
M.
[0030] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut
sowie ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Folgenden
anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
- Figur 1 -
- ein Hydraulikschema einer Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung in der Betriebsphase des Zerkleinerns,
- Figur 2 -
- einen Ausschnitt des Hydraulikschemas nach Figur 1,
- Figur 3 -
- das Hydraulikschema der Vorrichtung aus Figur 1 in der Betriebsphase des Notlaufs,
- Figur 4 -
- einen Ausschnitt aus dem Hydraulikschema nach Figur 3,
- Figur 5 -
- eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus Figur 1,
- Figur 6 -
- eine schräge Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 5,
- Figur 7 -
- einen Ausschnitt aus Figur 6.
[0031] Figur 1 zeigt ein Hydraulikschema einer Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut
nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Betriebsphase des Zerkleinerns.
Ein Antriebsmotor 10, der vorliegend als ein Dieselmotor ausgebildet ist, ist über
ein Verteilungsgetriebe 21 mit einer ersten Hydraulikpumpe 22 und einer zweiten Hydraulikpumpe
23 kraftübertragend gekoppelt. Der hydrostatische Antrieb 20, der die erste Hydraulikpumpe
22 und zweite Hydraulikpumpe 23 umfasst, umfasst weiter einen ersten Hydraulikmotor
24 und einen zweiten Hydraulikmotor 25. Die Hydraulikpumpen 22, 23 und Hydraulikmotoren
24, 25 sind über eine erste Zuführleitung 26 und eine erste Rückführleitung 27 für
Hydrauliköl miteinander verbunden. Die Hydraulikmotoren 24, 25 sind über ein Getriebe
30 kraftübertragend mit einem Zerkleinerungsrotor 41 gekoppelt, um diesen anzutreiben.
[0032] Teilweisen weisen die Darstellungen der Leitungen mit Hydrauliköl unterschiedliche
Strichelungen auf. Gemäß der unten links in den Figuren 1 und 3 befindlichen Legende
herrscht in den gestrichelt dargestellten Leitungen H Hochdruck. In den gestrichelten
dargestellten Leitungen N herrscht Niederdruck. Entsprechend herrschen in Fig. 1 in
der Betriebsphase des Zerkleinerns in der ersten Zuführleitung 26 Hochdruck und in
der ersten Rückführleitung 27 Niederdruck. Die gestrichelt-punktiert dargestellten
Leitungen S sind Speisedruck-Leitungen, die einen Mindestsystemdruck von vorliegend
30 bar an den Hydraulikpumpen 22, 23 und den Hydraulikmotoren 24, 25 sicherstellen,
damit diese keine Schäden nehmen. Gestrichelt dargestellt ist auch die zweite Rückführleitung
65 zur Rückführung von aus einer Ausspeiseventileinheit 50 ausgespeistem Hydrauliköl
an Motorengehäuse der Hydraulikmotoren 24, 25.
[0033] Eine erste Bypassleitung 51 und eine dritte Bypassleitung 61 sind jeweils zwischen
der ersten Zuführleitung 26 und der ersten Rückführleitung 27 angeordnet. Die erste
Bypassleitung 51 führt zu einer Kurzschlussventileinheit 50 und die dritte Bypassleitung
61 führt zu einer Ausspeiseventileinheit 60. Zum besseren Verständnis ist ein Ausschnitt
der Figur 1, der die erste Bypassleitung 51 und die dritte Bypassleitung 61 mit den
darin befindlichen Komponenten zeigt, in fett gestrichelten Linien eingerahmt und
als Figur 2 vergrößert dargestellt.
[0034] In Figur 2 ist zu erkennen, dass die Kurzschlussventileinheit 50 ein 2-Wege-Einbauventil
54 aufweist, das in der ersten Bypassleitung 51 angeordnet ist, um den Durchfluss
durch die erste Bypassleitung 51 zu sperren oder freizugeben. Das 2-Wege-Einbauventil
54 wird von einem Vorsteuerventil gesteuert. Das Vorsteuerventil weist ein zweites
4/2-Wegeventil 52, ein erstes Druckbegrenzungsventil 55 und ein zweites Druckbegrenzungsventil
56 auf, die über Steuerdruckleitungen miteinander, einem Steuerdruck-Hydrauliköltank
57, der ersten Bypassleitung 51 und dem 2-Wege-Einbauventil 54 verbunden sind, um
den Steuerdruck des 2-Wege-Einbauventils 54 zu regeln. In der in den Figuren 1 und
2 vorliegenden Betriebsphase des Zerkleinerns wird eine erste elektrische Betätigungseinrichtung
53 des 4-2-Wegeventils 52 mit Strom versorgt und der Steuerdruck durch das zweite
Druckbegrenzungsventil 56 derart begrenzt, dass das 2-Wege-Einbauventil 54 sich in
Sperrstellung befindet und die erste Bypassleitung 51 verschlossen bleibt. Auch beim
Starten und Herunterfahren ist die erste Bypassleitung 51 wegen der Versorgung der
ersten elektrischen Betätigungseinrichtung 53 mit Strom geschlossen. Hydrauliköl kann
in der ersten Bypassleitung 51 somit während des Startens, Zerkleinerns und Herunterfahrens
nicht zirkulieren.
[0035] Die Ausspeiseventileinheit 60 in der dritten Bypassleitung 61 weist ein 3/3-Wegeventil
62 und ein Druckhalteventil (3) auf. Die Funktionsweise des 3/3-Wegeventils und Druckhalteventils
63 ist wie folgt: Über den Spülkolben des 3/3-Wegeventils 62 wird die jeweilige Niederdruckseite
der geschlossenen Leitungen 61 abgetastet und ab einer Druckdifferenz von ca. 5 bar
aus dieser Leitung ausgespült.
[0036] Im Tankkanal der Ausspeiseventileinheit 60 ist ein Druckhalteventil 63 installiert.
Sobald das Druckniveau unter den eingestellten Haltedruck fällt, z. B. durch eine
zu große Ausspülmenge, reduziert das Druckhalteventil die Ausspülmenge und verhindert
damit einen unzulässigen Druckeinbruch.
[0037] Die Ausspeiseventileinheit 60 ist über eine zweite Rückführleitung 65, in dem ein
erstes Rückschlagventil 64, das vorliegend federbelastet ausgebildet ist, angeordnet
ist, mit einem erstes 4/2-Wegeventil 67 verbunden, an dem eine zweite elektrische
Betätigungseinrichtung 68 angeordnet ist. In den Betriebsphasen des Startens, Zerkleinerns
und Herunterfahrens aus der Ausspeiseventileinheit 60 ausgespeistes Hydrauliköl wird
über die zweite Rückführleitung 65 den Motorengehäusen des ersten Hydraulikmotors
24 und des zweiten Hydraulikmotors 25 zugeführt, um ein Öldefizit in und eine Übertemperatur
an den Hydraulikmotoren 24, 25 zu verhindern.
[0038] Figur 3 zeigt das Hydraulikschema der Vorrichtung aus Figur 1 in der Betriebsphase
des Notlaufs. Der Antriebsmotor 10 und die Hydraulikpumpen 22, 23 befinden sich dabei
im Stillstand, während der Zerkleinerungsrotor 41 weiter rotiert und die Hydraulikmotoren
24, 25 antreibt, die nun wie Pumpen arbeiten. In der ersten Zuführleitung 26 herrscht
entsprechend Niederdruck und in der zweiten Zuführleitung 27 herrscht entsprechend
Hochdruck. Zum besseren Verständnis der Durchflüsse des Hydrauliköls durch die erste
Bypassleitung 51 und die dritte Bypassleitung 61 ist ein Ausschnitt der Figur 3, der
die erste Bypassleitung 51 und die dritte Bypassleitung 61 mit den darin befindlichen
Komponenten zeigt, in fett gestrichelten Linien eingerahmt und in Figur 4 vergrößert
dargestellt.
[0039] Wie Figur 4 zeigt, wird die erste elektrische Betätigungseinrichtung 53 der Kurzschlussventileinheit
50 im Notlauf nicht mehr mit Strom versorgt, so dass das zweites 4/2-Wegeventil 52
die Schaltstellung wechselt und der Steuerdruck des 2-Wege-Einbauventils 54 nicht
mehr von dem zweiten Druckbegrenzungsventil 56, sondern nunmehr von dem ersten Druckbegrenzungsventil
55 gesteuert wird, das so eingerichtet ist, dass es das 2-Wege-Einbauventil 54 öffnet,
um den Durchfluss von Hydrauliköl für die erste Bypassleitung 51 freizugeben. Dadurch
kann das Hydrauliköl in der ersten Zuführleitung 26 und der ersten Rückführleitung
27 durch die erste Bypassleitung 51 zirkulieren. Ein Aufbauen eines Überdruckes gegen
die Sperrstellung stillstehender Triebwerke der Hydraulikpumpen 22, 23 und somit eine
Beschädigung des hydrostatischen Antriebes 20 wird dadurch vermieden.
[0040] Auch die zweite elektrische Betätigungseinrichtung 68 des erstes 4/2-Wegeventils
67 wird im Notlauf nicht mit Strom versorgt und wechselt in Folge dessen die Schaltstellung
des erstes 4/2-Wegeventils 67. Durch eine zweite Bypassleitung 66, in der im Notlauf
Hochdruck herrscht und die mit der ersten Zuführleitung 26 und dem erstes 4/2-Wegeventil
67 verbunden ist, fließt nun Hydrauliköl durch das erstes 4/2-Wegeventil 67, durch
das Drosselventil 69 und ein drittes Druckbegrenzungsventil 70 zu einem Notlauf-Hydraulikmotor
71, der mit einer Notlauf-Hydraulikpumpe 72 gekoppelt ist. Das Hydrauliköl treibt
den Notlauf-Hydraulikmotor 71 an, der wiederum die Notlauf-Hydraulikpumpe 72 antreibt,
die aus einem separaten Notlauf-Hydrauliköltank 73 Hydrauliköl über eine dritte Rückführleitung
74, in der ein zweites Rückschlagventil 75, das vorliegend federbelastet ausgebildet
ist, der Notlauf-Hydraulikpumpe 72 nachgeordnet ist, zu den Hydraulikmotoren 24, 25
fördert, insbesondere zu der ersten Zuführleitung 26 vor den Hydraulikmotoren 24,
25, in der im Notlauf Niederdruck herrscht. Vorliegend beträgt der von der Notlauf-Hydraulikpumpe
72 zu den Hydraulikmotoren 24, 25 geleitete Hydrauliköl-Volumenstrom Q
P das Doppelte des von der Ausspeiseventileinheit 60 zu dem Notlauf-Hydraulikmotor
71 geleiteten Hydrauliköl-Volumenstroms Q
M. Ein Trockenlaufen der Hydraulikmotoren 24, 25 und damit einhergehende Schäden werden
dadurch vermieden. Das den Notlauf-Hydraulikmotor 71 verlassende Hydrauliköl wird
der zweiten Rückführleitung 65 zugeführt, die das Hydrauliköl an die Motorengehäuse
der Hydraulikmotoren 24, 25 zuführt.
[0041] Es ist sichergestellt, dass im Notlauf ein Mindestsystemdruck, vorzugsweise von 30
bar, in den Leitungen des hydraulischen Antriebes, insbesondere der ersten Zuführleitung
26 und der ersten Rückführleitung 27, erhalten bleibt.
[0042] Der Notlauf-Hydrauliköltank 73 muss nicht unbedingt körperlich als separates Bauteil
ausgeführt sein. Die Notlauf-Hydraulikpumpe 72 kann auch aus dem Hydrauliköltank 57
Öl im Notlauf pumpen. Der Notlauf-Hydraulikmotor 71 wird durch die Rückführleitung
27 über die zweite Bypassleitung 66, die bei Stromabfall im Magnetventil 68 den freien
Durchgang zu dem Notlauf-Hydraulikmotor 73 hat. Im Notlauf verschließt der Druck aus
der Rückführleitung 27 das Rückschlagventil 64. Folglich kann das Ausspeiseventil
60 im Notlauf kein Öl ausspeisen.
[0043] Über den Spülkolben des 3/3-Wegeventils 62 wird die jeweilige Niederdruckseite der
geschlossenen dritten Bypassleitung 61 abgetastet und ab einer Druckdifferenz von
ca. 5 bar aus dieser Bypass-Leitung 61 ausgespült. Im Tankkanal der Ausspeiseventileinheit
60 ist ein Druckhalteventil 63 installiert. Sobald das Druckniveau unter den eingestellten
Haltedruck fällt, z. B. durch zu große Ausspülmengen, reduziert das Druckhalteventil
63 die Ausspülmenge und verhindert damit einen unzulässigen Druckabfall.
[0044] Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus Figur 1. Der Antriebsmotor
10 ist mittels des Verteilungsgetriebes 21 mit der ersten Hydraulikpumpe 22 und der
zweiten Hydraulikpumpe 23 des hydrostatischen Antriebes 20 gekoppelt. Die Hydraulikpumpen
22, 23 sind mittels der ersten Zuführleitung 26 und der ersten Rückführleitung 27
mit dem ersten Hydraulikmotor 24 und dem zweiten Hydraulikmotor 25 gekoppelt. An dem
ersten Hydraulikmotor 24 ist ein erster Drehzahlsensor 28 und an dem zweiten Hydraulikmotor
25 ist ein zweiter Drehzahlsensor 29 angeordnet. Die Hydraulikmotoren 24, 25 sind
mit dem Getriebe 30, das vorliegend als ein Riementrieb ausgebildet ist, gekoppelt.
Das Getriebe 30 ist mit dem Zerkleinerungsrotor 41 einer Zerkleinerungseinheit 40
gekoppelt. An dem Zerkleinerungsrotor 41 sind Zerkleinerungsschläger 42 zum Zerkleinern
eines über einen Einfüllschacht 44 der Zerkleinerungseinheit 40 eingefüllten Stückgutes
angeordnet. Ein Siebkorb 43 der Zerkleinerungseinheit 40 siebt hinreichend zerkleinertes
Stückgut durch und fängt noch nicht hinreichend zerkleinertes Stückgut auf, damit
es weiter zerkleinert wird, bevor es den Siebkorb 43 verlassen und aus der Zerkleinerungseinheit
40 austreten kann.
[0045] Figur 6 ist eine schräge Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 5. Besonders gut
zu erkennen ist hier die Zerkleinerungseinheit 40 mit dem Zerkleinerungsrotor 41 und
den daran angeordneten Zerkleinerungsschlägern 42.
[0046] Figur 7 zeigt den kreisförmigen Ausschnitt A aus Figur 6 in einer Detailansicht.
Zu erkennen sind die Kurzschlussventileinheit 50, das erstes 4/2-Wegeventil 67, das
Drosselventil 69, der Notlauf-Hydraulikmotor 71 und die Notlauf-Hydraulikpumpe 72.
Bezugszeichenliste
[0047]
- 10
- Antriebsmotor
- 20
- hydrostatischer Antrieb
- 21
- Verteilungsgetriebe
- 22
- erste Hydraulikpumpe
- 23
- zweite Hydraulikpumpe
- 24
- erster Hydraulikmotor
- 25
- zweiter Hydraulikmotor
- 26
- erste Zuführleitung
- 27
- erste Rückführleitung
- 28
- erster Drehzahlsensor
- 29
- zweiter Drehzahlsensor
- 30
- Getriebe
- 40
- Zerkleinerungseinheit
- 41
- Zerkleinerungsrotor
- 42
- Zerkleinerungsschläger
- 43
- Siebkorb
- 44
- Einfüllschacht
- 50
- Kurzschlussventileinheit
- 51
- erste Bypassleitung
- 52
- zweites 4/2-Wegeventil
- 53
- erste elektrische Betätigungseinrichtung
- 54
- 2-Wege-Einbauventil
- 55
- erstes Druckbegrenzungsventil
- 56
- zweites Druckbegrenzungsventil
- 57
- Steuerdruck-Hydrauliköltank
- 60
- Ausspeiseventileinheit
- 61
- dritte Bypassleitung
- 62
- 3/3-Wegeventil
- 63
- Druckhalteventil
- 64
- erstes Rückschlagventil
- 65
- zweite Rückführleitung
- 66
- zweite Bypassleitung
- 67
- erstes 4/2-Wegeventil
- 68
- zweite elektrische Betätigungseinrichtung
- 69
- Drosselventil
- 70
- drittes Druckbegrenzungsventil
- 71
- Notlauf-Hydraulikmotor
- 72
- Notlauf-Hydraulikpumpe
- 73
- Notlauf-Hydrauliköltank
- 74
- dritte Rückführleitung
- 75
- zweites Rückschlagventil
1. Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut mit einem Antriebsmotor (10), der mit zumindest
einer Hydraulikpumpe (22, 23) eines hydrostatischen Antriebes (20) kraftübertragend
gekoppelt ist, wobei der hydrostatische Antrieb (20) zumindest einen Hydraulikmotor
(24, 25) aufweist, der über eine erste Zuführleitung (26) und eine erste Rückführleitung
(27) für Hydrauliköl mit der zumindest einen Hydraulikpumpe (22, 23) verbunden ist,
und der zumindest eine Hydraulikmotor (24, 25) kraftübertragend mit einem Zerkleinerungsrotor
(41) gekoppelt ist, an dem Werkzeuge (42) zum Zerkleinern des Stückgutes angeordnet
sind, wobei in einer ersten Bypassleitung (51), die zwischen der ersten Zuführleitung
(26) und der ersten Rückführleitung (27) angeordnet ist, eine Kurzschlussventileinheit
(50) angeordnet ist, und in einer weiteren Bypassleitung (61), die zwischen der ersten
Zuführleitung (26) und der zweiten Rückführleitung (27) angeordnet ist, eine Ausspeiseventileinheit
(60) angeordnet ist, die über eine zweite Rückführleitung (65) mit dem zumindest einem
Hydraulikmotor (24, 25) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikmotor (24, 25) kraftübertragend mit einem Getriebe (30) gekoppelt ist,
das mit dem Zerkleinerungsmotor (41) gekoppelt ist, und der Ausspeiseventileinheit
(60) ein erstes 4/2-Wegeventil (67) mit einer zweiten elektrischen Betätigungseinrichtung
(68) und/oder ein Drosselventil (69) nachgeschaltet sind, und die zweite Rückführleitung
(27) über eine zweite Bypassleitung (66), das erste 4/2 Wegeventil (67) und das Drosselventil
(69) mit einem Notlauf-Hydraulikmotor (71) verbunden ist, der mit einer Notlauf-Hydraulikpumpe
(72) gekoppelt ist, wobei der Notlauf-Hydraulikmotor (71) dazu eingerichtet ist, die
Notlauf-Hydraulikpumpe (72) mittels des aus der ersten Rückführleitung (27) über die
dritte Bypassleitung (66) ausgespeisten Hydrauliköls anzutreiben und die Notlauf-Hydraulikpumpe
(72) mit einem Notlauf-Hydrauliköltank (73) und dem zumindest einen Hydraulikmotor
(24, 25) über eine dritte Rückführleitung (74) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussventileinheit (50) ein 2-Wege-Einbauventil (54) und/oder ein Vorsteuerventil,
insbesondere ein zweites 4/2-Wegeventil (52) mit einer ersten elektrischen Betätigungseinrichtung
(53), aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausspeiseventileinheit (60) ein 3/3-Wegeventil (62) und/oder ein Druckhalteventil
(63) aufweist.
4. Verfahren zum Notausschalten einer Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut nach einem
der voranstehenden Ansprüche, bei dem der Antriebsmotor (10), der hydrostatische Antrieb
(20), das Getriebe (30) und der Zerkleinerungsrotor (41) angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussventileinheit (50) bei Ausfall einer Stromversorgung der Vorrichtung
kurzgeschlossen wird, so dass der Durchfluss von Hydrauliköl durch die erste Bypassleitung
(51) freigegeben wird, indem Hydrauliköl von einer ersten Rückführleitung (27), über
eine zweite Bypassleitung (66) und ein bei Stromabfall durchgängiges Magnetventil
(68) zu einem Notlauf-Hydraulikmotor (71) geleitet wird, der eine Notlauf-Hydraulikpumpe
(72) antreibt, wobei die Notlauf-Hydraulikpumpe (72) Hydrauliköl aus einem Notlauf-Hydrauliköltank
(73) zu dem zumindest einen Hydraulikmotor (24, 25) fördert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Hydrauliköl von einer Ausspeiseventileinheit (60), die in einer dritten Bypassleitung
(61) zwischen der ersten Zuführleitung (26) und der zweiten Rückführleitung (27) angeordnet
ist, aus der dritten Bypassleitung (61) ausgespeist und über eine zweite Rückführleitung
(65) zu dem zumindest einen Hydraulikmotor (24, 25) geleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Notlauf-Hydraulikpumpe (72) zu dem zumindest einen Hydraulikmotor (24,
25) geleiteter Hydrauliköl-Volumenstrom QP größer als ein von der Rückführleitung (27) über die zweite Bypassleitung (66) und
das Magnetventil (68) zu dem Notlauf-Hydraulikmotor (71) geleiteter Hydrauliköl-Volumenstrom
QM ist.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut mit einem Antriebsmotor (10), der mit zumindest
einer Hydraulikpumpe (22, 23) eines hydrostatischen Antriebes (20) kraftübertragend
gekoppelt ist, wobei der hydrostatische Antrieb (20) zumindest einen Hydraulikmotor
(24, 25) aufweist, der über eine erste Zuführleitung (26) und eine erste Rückführleitung
(27) für Hydrauliköl mit der zumindest einen Hydraulikpumpe (22, 23) verbunden ist,
und der zumindest eine Hydraulikmotor (24, 25) kraftübertragend mit einem Zerkleinerungsrotor
(41) gekoppelt ist, an dem Werkzeuge (42) zum Zerkleinern des Stückgutes angeordnet
sind, wobei in einer ersten Bypassleitung (51), die zwischen der ersten Zuführleitung
(26) und der ersten Rückführleitung (27) angeordnet ist, eine Kurzschlussventileinheit
(50) angeordnet ist, und in einer weiteren Bypassleitung (61), die zwischen der ersten
Zuführleitung (26) und einer zweiten Rückführleitung (65) angeordnet ist, eine Ausspeiseventileinheit
(60) angeordnet ist, die über die zweite Rückführleitung (65) mit dem zumindest einem
Hydraulikmotor (24, 25) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikmotor (24, 25) kraftübertragend mit einem Getriebe (30) gekoppelt ist,
das mit dem Zerkleinerungsrotor (41) gekoppelt ist, und der Ausspeiseventileinheit
(60) ein erstes 4/2-Wegeventil (67) mit einer zweiten elektrischen Betätigungseinrichtung
(68) und/oder ein Drosselventil (69) nachgeschaltet sind, und die zweite Rückführleitung
(27) über eine zweite Bypassleitung (66), das erste 4/2 Wegeventil (67) und das Drosselventil
(69) mit einem Notlauf-Hydraulikmotor (71) verbunden ist, der mit einer Notlauf-Hydraulikpumpe
(72) gekoppelt ist, wobei der Notlauf-Hydraulikmotor (71) dazu eingerichtet ist, die
Notlauf-Hydraulikpumpe (72) mittels des aus der ersten Rückführleitung (27) über die
weitere (dritte) Bypassleitung (61) ausgespeisten Hydrauliköls anzutreiben und die
Notlauf-Hydraulikpumpe (72) mit einem Notlauf-Hydrauliköltank (73) und dem zumindest
einen Hydraulikmotor (24, 25) über eine dritte Rückführleitung (74) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussventileinheit (50) ein 2-Wege-Einbauventil (54) und/oder ein Vorsteuerventil,
insbesondere ein zweites 4/2-Wegeventil (52) mit einer ersten elektrischen Betätigungseinrichtung
(53), aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausspeiseventileinheit (60) ein 3/3-Wegeventil (62) und/oder ein Druckhalteventil
(63) aufweist.
4. Verfahren zum Notausschalten einer Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut nach einem
der voranstehenden Ansprüche, bei dem der Antriebsmotor (10), der hydrostatische Antrieb
(20), das Getriebe (30) und der Zerkleinerungsrotor (41) angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussventileinheit (50) bei Ausfall einer Stromversorgung der Vorrichtung
kurzgeschlossen wird, so dass der Durchfluss von Hydrauliköl durch die erste Bypassleitung
(51) freigegeben wird, indem Hydrauliköl von einer ersten Rückführleitung (27), über
eine zweite Bypassleitung (66) und ein bei Stromabfall durchgängiges Magnetventil
(68) zu einem Notlauf-Hydraulikmotor (71) geleitet wird, der eine Notlauf-Hydraulikpumpe
(72) antreibt, wobei die Notlauf-Hydraulikpumpe (72) Hydrauliköl aus einem Notlauf-Hydrauliköltank
(73) zu dem zumindest einen Hydraulikmotor (24, 25) fördert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Hydrauliköl von einer Ausspeiseventileinheit (60), die in einer dritten Bypassleitung
(61) zwischen der ersten Zuführleitung (26) und der zweiten Rückführleitung (27) angeordnet
ist, aus der dritten Bypassleitung (61) ausgespeist und über eine zweite Rückführleitung
(65) zu dem zumindest einen Hydraulikmotor (24, 25) geleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Notlauf-Hydraulikpumpe (72) zu dem zumindest einen Hydraulikmotor (24,
25) geleiteter Hydrauliköl-Volumenstrom QP größer als ein von der Rückführleitung (27) über die zweite Bypassleitung (66) und
das Magnetventil (68) zu dem Notlauf-Hydraulikmotor (71) geleiteter Hydrauliköl-Volumenstrom
QM ist.