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Die
Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug,
mit einem Fahrantrieb, der ein mittels zumindest einer Kupplung
steuerbares Getriebe und/oder eine Bremseinrichtung umfasst, wobei
zur Betätigung
der Kupplung und/oder zur Betätigung
der Bremseinrichtung jeweils eine Betätigungseinrichtung vorgesehen
ist.
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Bei
Arbeitsmaschine wird das Fahrverhalten durch die Ansteuerung des
Getriebes und der Bremseinrichtung bestimmt. Bei elektronisch geregelten Fahrantrieben
kann durch entsprechende Ansteuerung der Betätigungseinrichtungen der Kupplungen des
Getriebes und/oder der Betätigungseinrichtung der
Bremse mittels vorgewählter
Regelalgorithem ein gewünschtes
Fahrverhalten der Arbeitsmaschine in Abhängigkeit von dem Fahrwunsch
der Bedienperson und von den Fahrzeugszuständen sowie den Antriebszuständen eingestellt
werden. Um bei derartigen elektronisch geregelten Fahrantrieben
mit einem Getriebe und einer Bremseinrichtung das Fahrverhalten
einer Arbeitsmaschine mit einem hydrostatischen Getriebe zu erzielen,
ist jedoch erforderlich, dass die Kupplungen des Getriebes und die
Bremseinrichtung feinfühlig
und hysteresearm ansteuerbar sind, um möglichst schnell das gewünschte Fahrverhalten
erforderliche Drehmoment im Fahrantrieb einstellen zu können. Zur
Betätigung
der Kupplungen und der Bremseinrichtung können hierbei elektronisch angesteuerte
als Hydraulikzylinder, Elektromagnet oder Elektromotor ausgebildete
Betätigungseinrichtungen
eingesetzt werden.
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Derartige
Betätigungseinrichtungen
können feinfühlig und
hysteresearm angesteuert werden und erzeugen in einer kurzen Zeitspanne
die Kraft zur Beaufschlagung der Kupplung bzw. der Bremseinrichtung.
Aufgrund von Reibungseinflüssen
in der Kupplung bzw. der Bremseinrichtung kann jedoch das von der
Kupplung übertragende
Drehmoment bzw. das von der Bremseinrichtung erzeugte Drehmoment
lediglich grob und ungenau eingestellt werden. Hierdurch ergibt
sich insbesondere im Feinsteuerbereich des Fahrantriebs bei niedrigen
Fahrgeschwindigkeiten ein verschlechtertes Fahrverhalten, das von
dem gewünschten
Fahrverhalten abweicht.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsmaschine
zur Verfügung
zu stellen, mit der ein gewünschtes
Fahrverhalten durch eine verbesserte Ansteuerung der Kupplung bzw.
der Bremseinrichtung auf einfache Weise erzielbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass zur Betätigung
der Kupplung und/oder zur Betätigung
der Bremseinrichtung die Betätigungseinrichtung
mit einer Wechselkraft beaufschlagt ist. Durch die Beaufschlagung
der Betätigungseinrichtung
der Kupplung bzw. der Betätigungseinrichtung
der Bremseinrichtung mit einer Wechselkraft, die eine bestimmte
Frequenz aufweist, wird erzielt, dass die Bauteile der Kupplungen
bzw. der Bremseinrichtung in Schwingungen versetzt werden. Hierdurch
können
die Reibungseinflüsse,
insbesondere die Haftreibungseinflüsse, in den Bauteilen der Kupplung
bzw. den Bauteilen der Bremseinrichtung reduziert werden und somit
bei einer Ansteuerung der Betätigungseinrichtung
das gewünschte Drehmoment
der Kupplung bzw. der Bremseinrichtung feinfühlig und hysteresearm eingestellt
werden. Hierdurch ist insbesondere im Feinsteuerbereich des Fahrantriebs
bei geringen Fahrgeschwindigkeiten das gewünschte Fahrverhalten einfach
und exakt einstellbar und erzielbar.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist die Wechselkraft durch eine Pulsweitenmodulation der
Betätigungseinrichtung
erzeugt. Durch die Pulsweitenmodulation der Betätigungseinrichtung kann eine
Wechselkraft auf einfache Weise erzeugt werden, wobei über das
Tastverhältnis
der Pulsweitenmodulation das mittlere Drehmoment der Kupplung bzw.
der Bremseinrichtung auf einfache Weise eingestellt und verändert werden kann.
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Die
Betätigungseinrichtung
der Kupplung bzw. der Bremseinrichtung kann als Elektromagnet oder
Elektromotor ausgebildet sein, der mit einem pulsweitenmodulierten
Steuersignal angesteuert ist, um die Wechselkraft zu erzeugen. Sofern
die Betätigungseinrichtung
der Kupplung bzw. der Bremseinrichtung als Hydraulikzylinder ausgebildet
ist, kann auf einfache Weise eine Betätigungskraft für die Kupplung
bzw. die Bremseinrichtung erzeugt werden.
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Zweckmäßigerweise
ist die Betätigungseinrichtung
mittels eines Elektromagneten, insbesondere eines Schaltmagneten,
ansteuerbar, der mit einem pulsweitenmodulierten Steuersignal angesteuert
ist. Mit einem Elektromagneten kann ein Hydraulikzylinder auf einfache
Weise mittels eines pulsweitenmodulierten Steuersignals zur Erzeugung
einer Wechselkraft angesteuert werden.
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Sofern
der Elektromagnet zur Betätigung
einer Steuerventileinrichtung, insbesondere eines Schaltventils,
vorgesehen ist, kann eine als Hydraulikzylinder ausgebildete Betätigungseinrichtung
auf einfache Weise angesteuert werden. Durch das pulsweitenmodulierte
Steuersignal können
hierbei kostengünstige
Schaltventile eingesetzt werden, die mittels eines kostengünstigen
Schaltmagneten ansteuerbar sind.
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Die
Kupplung und/oder die Bremseinrichtung kann als trockenlaufende
Scheibenkupplung bzw. als trockenlaufende Scheibenbremsen ausgebildet
sein. Mit besonderem Vorteil ist die Kupplung als Lamellenkupplung,
insbesondere nasslaufende Lamellenkupplung, und/oder die Bremseinrichtung
als Lamellenbremse, insbesondere nasslaufende Lamellenbremse, ausgebildet.
Mit nasslaufenden Lamellenbremsen bzw. nasslaufenden Lamellenkupplungen kann
das gewünschte
Drehmoment auf einfache Weise eingestellt werden, um das gewünschte Fahrverhalten
exakt und sicher zu erzielen.
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Zweckmäßigerweise
weist die Pulsweitenmodulation eine Modulationsfrequenz im Bereich
von 8 Hertz bis 40 Hertz, insbesondere 25 Hertz, auf. Mit einer
derartigen Modulationsfrequenz können
bei als Lamellenkupplungen ausgebildeten Kupplungen oder bei als
Lamellenbremsen ausgebildeten Bremseinrichtungen abhängig von
der Anzahl und der Größe der Lamellen
die Reibungseinflüsse
auf einfache Weise reduziert werden, um bei einer Ansteuerung der
Kupplung bzw. der Bremseinrichtung eine hysteresearme und feinfühlige Einstellung
des Drehmoments zu erzielen.
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Vorteilhafterweise
ist zur Ansteuerung der Betätigungseinrichtung
der Kupplung und/oder der Betätigungseinrichtung
der Bremseinrichtung eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen
ist. Mit einer elektronischen Steuereinrichtung kann auf einfache
Weise ein gewünschtes
Fahrverhalten in Abhängigkeit
von den Fahrzeugzuständen
und Antriebszuständen
der Arbeitsmaschine mittels einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung
der Kupplung bzw. der Bremseinrichtung eingestellt werden.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der
schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In
der Figur ist eine Arbeitsmaschine 1, insbesondere ein
als Gabelstapler ausgebildetes Flurförderzeug, dargestellt. Die
Arbeitsmaschine weist einen Fahrantrieb 2 auf, der ein
Getriebe 3 umfasst, das mit einer beispielsweise als Verbrennungsmotor ausgebildeten
Antriebsmaschine 4 in trieblicher Verbindung steht. Das
Getriebe 3 ist als hydrodynamisches Wandlergetriebe ausgebildet
und umfasst einen ersten Getriebezweig 5 für die Vorwärtsfahrt
sowie einen zweiten Getriebezweig 6 für die Rückwärtsfahrt. Dem ersten Getriebezweig 5 ist
eine Kupplung 7 zugeordnet, der zweite Getriebezweig 6 ist
mittels 6 ist mittels einer Kupplung 8 steuerbar.
Die Kupplungen 7, 8 sind hierbei als nasslaufende
Lamellenkupplungen ausgebildet.
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Der
Fahrantrieb 2 umfasst weiterhin eine Bremseinrichtung 9,
die von den Antriebsrädern 10a, 10b,
die mittels eines Differentialgetriebes 14 mit dem Getriebe 3 verbunden
sind, zugeordneten Bremsen 9a, 9b gebildet ist.
Die Bremsen 9a, 9b sind als nasslaufende Lamellenbremsen
ausgebildet.
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Zur
Betätigung
der Kupplungen 7, 8 ist jeweils eine Betätigungseinrichtung 11, 12 vorgesehen,
die beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet ist. Zur Betätigung der
Bremseinrichtung 9 ist an jeder Bremse 9a, 9b eine
Betätigungseinrichtung 13a, 13b vorgesehen,
die ebenfalls als Hydraulikzylinder ausgebildet sein kann.
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Zur
Ansteuerung der Betätigungseinrichtungen 7, 8 der
Kupplungen 5, 6 ist eine elektrisch ansteuerbare
Steuerventileinrichtung 15 vorgesehen. Die Steuerventileinrichtung 15 kann
Schaltventile umfassen, die mittels eines als Schaltmagneten ausgebildeten
Elektromagneten betätigbar
sind.
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Die
Betätigungseinrichtung 13a, 13b der Bremsen 9a, 9b sind
mittels einer elektrisch ansteuerbaren Steuerventileinrichtung 16 betätigbar.
Die Steuerventileinrichtung 16 kann ebenfalls als Schaltventil
ausgebildet sein, das mittels eines als Schaltmagneten ausgebildeten
Elektromagneten betätigbar
ist.
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Die
Arbeitsmaschine weist weiterhin eine Steuerventileinrichtung 17 auf,
die zur Betätigung
einer Arbeitshydraliek 18 vorgesehen ist.
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Zur
Versorgung der Steuerventileinrichtungen 15, 16, 17 ist
eine Hydraulikpumpe 19 vorgesehen, die mit der Antriebsmaschine
in trieblicher Verbindung steht.
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Zur
Ansteuerung der Steuerventileinrichtung 15, 16, 16 ist
eine elektronische Steuereinrichtung 20 vorgesehen. Die
Steuereinrichtung 20 steht eingangsseitig mit einer Sollwertvorgabeeinrichtung 21, beispielsweise
einem Joystick, für
die die Arbeitshydraulik 18 steuernde Steuerventileinrichtung 17 in Wirkverbindung.
Desweiteren steht die Steuereinrichtung 20 mit einer Fahrgebereinrichtung 22,
beispielsweise einer Doppelpedalsteuerung, für die die Betätigungseinrichtungen 11, 12 der
Kupplungen 7, 8 des Getriebes 3 steuernde
Steuerventileinrichtung 15 sowie für die die Betätigungseinrichtungen 13a, 13b der
Bremseinrichtung 9 steuernde Steuerventileinrichtung 16 in
Wirkverbindung. Mittels einer Bremssteuereinrichtung 23,
beispielsweise einem Handbremshebel, der mit der Steuerventileinrichtung 16 in
Wirkverbindung steht, ist die Bremseinrichtung 9 in der
Funktion als Feststellbremse steuerbar.
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In
der elektronischen Steuereinrichtung 20 sind Regelalgorithmen
zur Ansteuerung des Fahrantriebs abgelegt. Bei einer Betätigung der
Fahrgebereinrichtung 22 werden mittels der Steuereinrichtung 20 die
Steuerventileinrichtung 15 sowie die Steuereinrichtung 16 mit
einem pulsweitenmodulierten Steuersignal derart angesteuert, dass
die Betätigungseinrichtungen 11, 12 der
Kupplungen 7, 8 und die Betätigungseinrichtungen 13a, 13b der
Bremseinrichtung 9 mit einer pulsweitenmodulierten Wechselkraft
mit einer Modulationsfrequenz von beispielsweise 25 Hertz beaufschlagt
sind. Hierdurch werden die Reibungseinflüsse in den Bauteilen der Kupplungen 7, 8 sowie
in den Bauteilen der Bremseinrichtung 9 reduziert, wodurch
in den Kupplungen 7, 8 sowie der Bremseinrichtung 9 die
für das
gewünschte
Fahrverhalten erforderlichen Drehmomente exakt und feinfühlig eingestellt
werden können.
Hierdurch ist insbesondere im Feinsteuerbereich bei geringen Fahrgeschwindigkeiten
ein feinfühliges,
dem gewünschten
Fahrverhalten entsprechendes Fahrverhalten erzielbar.