DE102010040755A1

DE102010040755A1 - Antriebsanordnung

Info

Publication number: DE102010040755A1
Application number: DE201010040755
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Rebholz; Jürgen Legner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-15
Also published as: WO2012034780A1

Abstract

Es wird eine Antriebsanordnung für zumindest einen Linearantrieb zum Ausführen von Arbeitsbewegungen bei einem Fahrzeug, insbesondere bei einer Arbeitsmaschine mit einem Antriebsmotor (1) zum Antrieb einer Pumpe (4) eines Hydraulikkreises zur Druckmittelversorgung eines Arbeitszylinders (6) vorgeschlagen, wobei der Antriebsmotor (1) über zumindest ein Verteilergetriebe (3) mit mehreren Pumpen (4, 4A, 4B) verschiedener Hydraulikkreise (5, 5A, 5B) gekoppelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für zumindest einen Linearantrieb zum Ausführen von Arbeitsbewegungen bei einem Fahrzeug bzw. einer Arbeitsmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Fahrzeugtechnik ist es bekannt, dass bei Arbeitsmaschinen, wie zum Beispiel bei Mobilbaggern oder dergleichen, Hydraulikanlagen verwendet werden, um zum Beispiel Fahrantriebe, hydraulische Schwenkantriebe und auch hydraulische Linearantriebe, wie Arbeitsarmantriebe, anzutreiben. Das dafür erforderliche Druckmittel wird über Hydraulikpumpen zur Verfügung gestellt, die jeweils direkt über einen eigenen Antriebsmotor angetrieben werden. Bei Hydraulikkreisläufen für Linearantriebe zum Ausführen von Arbeitsbewegungen werden bei Arbeitsmaschinen ausschließlich offene Hydraulikkreise verwendet. Dies bedeutet, dass das Druckmittel von einem Vorratsbehälter zur Pumpe fließt und danach zum Verbraucher beziehungsweise zum Linearantrieb geführt wird. Anschließend wird das Druckmittel in den Vorratsbehälter zurückgeführt. Beispielsweise aus der Druckschrift DE 689 22 991 T2 ist eine derartige Antriebsanordnung bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche einen besonders flexiblen Antrieb auch für verschiedene Linearantriebe ermöglicht und zudem einen höheren Wirkungsgrad erreicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich weitere vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen ergeben.
Somit wird eine Antriebsanordnung für zumindest einen Linearantrieb zum Ausführen von Arbeitsbewegungen bei einem Fahrzeug, insbesondere bei einer Arbeitsmaschine, mit einem Antriebsmotor zum Antrieb einer Pumpe eines Hydraulikkreises zur Druckmittelversorgung eines Arbeitszylinders vorgeschlagen, wobei der Antriebsmotor über zumindest ein Verteilergetriebe mit mehreren Pumpen verschiedener Hydraulikkreise gekoppelt ist.
Demzufolge können zum Beispiel bei einer als Bagger ausgebildeten Arbeitsmaschine ein oder mehrere lineare Antriebe auf besonders einfache und effektive Weise angetrieben werden, wobei an jeder zugeordneten Pumpe zum Beispiel speziell geforderte Drehzahlen ohne weiteres individuell durch das wählbare Übersetzungsverhältnis des Verteilergetriebes eingestellt werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, dass zum Beispiel bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung kein zusätzlicher Antriebsmotor vorgesehen ist, sondern vorzugsweise der bereits vorhandene Verbrennungsmotor des Fahrzeuges eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann der Verbrennungsmotor über ein einstufiges oder auch mehrstufiges Stirnradgetriebe mit den Eingangswellen der anzutreibenden Pumpen gekoppelt sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass andere Getriebe, wie zum Beispiel Planetengetriebe oder dergleichen als Verteilergetriebe eingesetzt werden.
Vorzugsweise kann das Übersetzungsverhältnis des Verteilergetriebes derart gewählt werden, dass eine Übersetzung erfolgt, bei der die Drehzahl der Antriebswelle geringer ist als die Drehzahl der anzutreibenden Pumpen. Es sind jedoch auch andere Übersetzungsverhältnisse möglich.
Die vorgeschlagene Antriebsanordnung kann bevorzugt zum Antrieb von Pumpen eingesetzt werden, die sich jeweils in einem geschlossenen Hydraulikkreis zum Betätigen eines zugeordneten Arbeitszylinders oder dergleichen befinden. Auf diese Weise können die über das Verteilergetriebe zusammen geschalteten Antriebe der Pumpen die von einzelnen Arbeitszylindern zurückgegebene Energie nutzten. Beispielsweise kann die Energie bei Bedarf auf andere Hydraulikkreise verteilt werden oder falls mehr Leistung anfällt, als bei den anderen Hydraulikkreisen beziehungsweise Arbeitszylindern benötigt wird, kann diese überschüssige Leistung auch gespeichert werden. Demzufolge ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Antriebsanordnung nicht nur dazu geeignet, auch eine größere Anzahl von hydraulischen Pumpen für die geschlossenen Hydraulikkreise anzutreiben, sondern kann in vorteilhafter Weise auch zum Versorgen der Hybridantriebe bei den Arbeitsmaschinen eingesetzt werden.
Um eine Rekuperation der zurückgeführten Leistung einzelner Arbeitszylinder zu ermöglichen, kann zumindest eine geeignete Rekuperationsmaschine an einer der Wellen der Antriebsanordnung positioniert werden, um die überschüssige Leistung zurückzugewinnen beziehungsweise umzuwandeln und in zumindest einem zugeordneten Speicher aufzunehmen. Wenn ein elektrischer Speicher verwendet wird, bietet sich als Rekuperationsmaschine eine elektrische Maschine an, die zum Beispiel an der Antriebswelle positioniert ist, so dass diese dort direkt oder auch über eine Kupplung oder dergleichen mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist. Im Falle eines hydraulischen Speichers, kann eine hydraulische Maschine als Rekuperationsmaschine verwendet werden. Als hydraulische Maschine kann z. B. eine Radial- oder Axialkolbenmaschine an einer vergleichbaren Stelle angeordnet sein.
Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Antriebsanordnung bei Mobilbagger, Raupenbagger, Baggerlader, Radlader, Telehandler oder Staplerfahrzeugen eingesetzt werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert, wobei die einzige Figur der Erfindung eine mögliche Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung für mehrere Linearantriebe zum Ausführen von Arbeitsbewegungen bei einem Fahrzeug beziehungsweise einer Arbeitsmaschine zeigt.
Die Antriebsanordnung umfasst einen Antriebsmotor 1, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als Verbrennungsmotor des nicht weiter dargestellten Fahrzeuges beziehungsweise der nicht weiter dargestellten Arbeitsmaschine ausgeführt ist. Die Antriebswelle 2 des Antriebsmotors 1 ist über ein Verteilergetriebe 3, welches bei dem Ausführungsbeispiel als Stirnradgetriebe ausgebildet ist, mit den Eingangswellen von mehreren Pumpen 4, 4A, 4B verbunden, so dass diese zur Druckmittelversorgung eines jeweils zugeordneten geschlossenen Hydraulikkreises 5, 5A, 5B angetrieben werden. Jedem geschlossenen Hydraulikkreis 5, 5A, 5B ist ein Arbeitszylinder 6, 6A, 6B zugeordnet, mit dem ein zu betätigendes Element der Arbeitsmaschine bewegt wird.
Der Antriebswelle 2 des Antriebsmotors 1 beziehungsweise des Verbrennungsmotors ist eine Rekuperationsmaschine zugeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Rekuperationsmaschine eine elektrische Maschine 7 vorgesehen, mit der zurück eingespeiste Energie eines der Arbeitszylinder 6, 6A, 6B über die zugeordnete Pumpe 4, 4A, 4B in elektrische Energie umgewandelt werden kann und in einem nicht weiter dargestellten Energiespeicher abgespeichert werden kann. Es ist auch denkbar, dass die erzeugte elektrische Energie zur Versorgung von Hybridantrieben der Arbeitsmaschinen verwendet wird. Ferner kann über das Verteilergetriebe 3 eine Verteilung von überschüssiger Energie von einem Hydraulikkreis 5, 5A, 5B auf zumindest einer der anderen Hydraulikkreise 5, 5A, 5B erfolgen.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsmotor
2: Antriebswelle
3: Verteilergetriebe
4, 4A, 4B: Pumpe
5, 5A, 5B: geschlossener Hydraulikkreis
6, 6A, 6B: Arbeitszylinder
7: elektrische Maschine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 68922991 T2 [0002]

Claims

Antriebsanordnung für zumindest einen Linearantrieb zum Ausführen von Arbeitsbewegungen bei einem Fahrzeug, insbesondere bei einer Arbeitsmaschine, mit einem Antriebsmotor (1) zum Antrieb einer Pumpe (4) eines Hydraulikkreises zur Druckmittelversorgung eines Arbeitszylinders (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1) über zumindest ein Verteilergetriebe (3) mit mehreren Pumpen (4, 4A, 4B) verschiedener Hydraulikkreise (5, 5A, 5B) gekoppelt ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) eines als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotors (1) über ein zumindest einstufiges Stirnradgetriebe als Verteilergetriebe (3) mit den verschiedenen Eingangswellen der gemeinsam anzutreibenden Pumpen (4, 4A, 4B) gekoppelt ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergetriebe (3) ein Übersetzungsverhältnis realisiert, welches kleiner 1 ist, sodass die Drehzahl der Antriebswelle (2) des Antriebsmotors (1) kleiner als die Drehzahl der Eingangswellen der zugeordneten Pumpen (4, 4A, 4B) ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Antriebsmotor (1) angetriebenen Pumpen (4, 4A, 4B) jeweils einem geschlossenen Hydraulikkreis (5, 5A, 5B) zum Betätigen eines jeweils zugeordneten Arbeitszylinders (6, 6A, 6B) zugeordnet sind.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergetriebe (3) die von zumindest einem Arbeitszylinder (6, 6A, 6B) über die zugeordnete Pumpe (4, 4A, 4B) wiedereingespeiste Leistung durch Rekuperation einem Energiespeicher oder zur Verteilung zumindest einem anderen Arbeitszylinder (6, 6A, 6B) zuführt.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rekuperation oder zum unterstützenden Antrieb eine Rekuperationsmaschine vorgesehen ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Rekuperationsmaschine eine elektrische Maschine (7) vorgesehen ist, die mit der Antriebswelle (2) koppelbar ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung bei Hydraulikbaggern, Baggerlader, Radlagern, Telehandler oder Stapler einsetzbar ist.