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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem zum Antrieb einer Häcksel- und Einzugsvorrichtung einer Erntemaschine, insbesondere eines Feldhäckslers, wobei die Häcksel- und Einzugsvorrichtung eine Einzugseinrichtung und eine Häckseleinrichtung umfasst, wobei zum Antrieb der Einzugseinrichtung und der Häckseleinrichtung ein Antriebsstrang vorgesehen ist, der mittels einer Kupplungseinrichtung mit einem Antriebsmotor verbunden ist und der Antriebsstrang zum Antrieb der Einzugseinrichtung ein hydrostatisches Getriebe aufweist, das eine mittels des Antriebsstrangs angetriebene Pumpe und einen im geschlossenen Kreislauf an die Pumpe angeschlossenen Hydromotor umfasst, der mit der Einzugseinrichtung trieblich verbunden ist, und wobei eine Schnellstoppfunktion vorgesehen ist, mit der beim Erfassen eines Fremdkörpers die Häcksel- und Einzugsvorrichtung abgeschaltet wird, wobei eine elektronische Steuerung vorgesehen ist, die mit einem Fremdkörperdetektor in Verbindung steht.
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Feldhäcksler nehmen ein Erntegut über ein Vorsatzgerät auf. Das Erntegut gelangt anschließend über eine Einzugseinrichtung, die in der Regel von mehreren Einzugswalzen und Vorpresswalzen gebildet ist, zu einer Häckseleinrichtung, in der Regel einer Häckseltrommel, in der das Erntegut zerkleinert wird. Das zerkleinerte Erntegut gelangt nach der Häckseleinrichtung in einen Auswurfschacht, in dem gegebenenfalls eine Aufbereitungseinrichtung und ein Wurfgebläse angeordnet ist, um das zerkleinerte Erntegut aus dem Feldhäcksler heraus auf ein Ladefahrzeug zu befördern.
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Bei derartigen Feldhäckslern besteht die Gefahr, dass neben einem Erntegut auch Fremdkörper, beispielsweise Steine oder Metallteile, aufgenommen werden, die zu erheblichen Beschädigungen führen können, wenn der Fremdkörper mit dem Erntegutstrom in die Häckseleinrichtung gelangt. Um derartige Beschädigungen zu vermeiden, ist es bekannt, mit einem Fremdkörperdetektor aufgenommene Fremdkörper im Erntegut zu erfassen und im Falle eines Nachweises eines Fremdkörpers mittels einer elektronischen Steuerung einen Schnellstopp der Einzugseinrichtung durchzuführen, in der die Einzugseinrichtung schnell und in einer kurzen Zeitspanne abgeschaltet wird. Um sicher zu vermeiden, dass durch das Nachlaufen der Häckseleinrichtung ein Fremdkörper in die Häckseleinrichtung gelangt, wird auch die Häckseleinrichtung schnell und in einer kurzen Zeitspanne abgeschaltet. Das Abschalten der Häckseleinrichtung ermöglicht auch, dass eine Bedienperson gefahrlos das Erntegut auf den Fremdkörper untersuchen und diesen aus dem Erntegut entfernen kann.
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Aus der WO 02/ 009 498 A1 ist ein Feldhäcksler mit hydraulisch angetriebenen Einzugsorganen bekannt, bei dem für den Schnellstopp der Einzugsorgane in dem geschlossenen Kreislauf zum Antrieb der Einzugsorgane ein Schnellstoppventil angeordnet ist, das für den Schnellstopp der Einzugsorgane in eine Sperrstellung betätigt wird, in der eine Druckmittelleitung des geschlossenen Kreislaufs, die die Rücklaufleitung des Hydromotors bildet, abgesperrt ist und der von der Pumpe geförderte Förderstrom an dem Hydromotor vorbei in einem Bypass gefördert wird. Ein derartiges Antriebssystem weist jedoch aufgrund des Schnellstoppventils und der erforderlichen Bypassleitung einen hohen Bauaufwand auf.
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Aus der
EP 1 721 518 A1 ist ein Antriebssystem eines Feldhäckslers bekannt, bei dem für den Schnellstopp der Einzugsorgane bei einem Fremdköper in einer Druckmittelleitung des geschlossenen Kreislaufs eine Schaltventilanordnung angeordnet ist, die für den Schnellstopp der Einzugsorgane diejenige Druckmittelleitung des geschlossenen Kreislaufs abgesperrt, die die Rücklaufseite des Hydromotors bildet, und den von der Pumpe geförderten Förderstrom an dem Hydromotor vorbei in einen Bypass leitet. Um die nachlaufende Häckseleinrichtung abzuschalten, ist an der Pumpe eine weiteres Bremsventil angeordnet, das eine Druckmittelleitung des geschossenen Kreislaufs absperren kann, um die Häckseleinrichtung abzubremsen. Ein derartiges Antriebssystem weist jedoch aufgrund der Schaltventilanordnung, der erforderlichen Bypassleitung und des zusätzlichen Bremsventils einen hohen Bauaufwand auf.
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Aus der
DE 10 2009 002 849 A1 ist ein Antriebssystem zum Antrieb einer Häcksel- und Einzugsvorrichtung einer Erntemaschine, insbesondere eines Feldhäckslers, bekannt, wobei die Häcksel- und Einzugsvorrichtung eine Einzugseinrichtung und eine Häckseleinrichtung umfasst. Zum Antrieb der Einzugseinrichtung ist ein hydrostatisches Getriebe vorgesehen, das eine angetriebene Pumpe und einen im geschlossenen Kreislauf an die Pumpe angeschlossenen Hydromotor umfasst. Es ist eine Schnellstoppfunktion vorgesehen, mit der beim Erfassen eines Fremdkörpers die Einzugseinrichtung abgeschaltet wird. Für das schnelle Abschalten der Einzugseinrichtung wird die als Verstellpumpe ausgebildete Pumpe auf das Fördervolumen Null verstellt und gegebenenfalls der Hydromotor auf maximales Schluckvolumen verstellt, so dass nach dem Detektieren eines Fremdkörpers die Pumpe nur noch eine minimale Hydraulikmenge an den Hydromotor liefert, die durch das Vergrößern des Schluckvolumens des Hydromotors zu einem möglichst kleinen, noch verbleibenden Drehwinkel des Hydromotors führt und sich der Hydromotor somit nur noch um einen minimalen, nicht mehr nennenswerten Drehwinkel weiterdreht, wodurch die Einzugseinrichtung schnell angehalten wird.
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Die
DE 10 2008 002 428 A1 offenbart ein Antriebssystem zum Antrieb einer Häcksel- und Einzugsvorrichtung einer Erntemaschine, insbesondere eines Feldhäckslers, wobei die Häcksel- und Einzugsvorrichtung eine Einzugseinrichtung und eine Häckseleinrichtung umfasst. Zum Antrieb der Einzugseinrichtung ist eine angetriebene Pumpe und ein im offenen Kreislauf an die Pumpe angeschlossener Hydromotor vorgesehen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, mit dem beim Erfassen eines Fremdkörpers im Erntegut mit geringem Bauaufwand ein schnellen Abschalten der Einzugseinrichtung und der Häckseleinrichtung erzielt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das hydrostatische Getriebe als Pumpe eine im Fördervolumen verstellbare Verstellpumpe aufweist, die elektrisch angesteuert ist, und dem hydrostatischen Getriebe eine Druckabsicherungseinrichtung zugeordnet ist, wobei die Druckabsicherungseinrichtung Druckbegrenzungsventile umfasst, die den Druckmittelleitungen des geschlossenen Kreislaufs zugeordnet sind, wobei ein erstes Druckbegrenzungsventil der Druckabsicherungseinrichtung einer ersten Druckmittelleitung des geschlossenen Kreislaufs zugeordnet ist und ein zweites Druckbegrenzungsventil der Druckabsicherungseinrichtung einer zweiten Druckmittelleitung des geschlossenen Kreislaufs zugeordnet ist, wobei für die Schnellstoppfunktion der Einzugseinrichtung die Verstellpumpe von der elektronischen Steuerung beim Erfassen eines Fremdkörpers durch den Fremdkörperdetektor auf Fördervolumen Null verstellt wird und die Einzugseinrichtung über das sich öffnende, der zweiten Druckmittelleitung zugeordnete zweite Druckbegrenzungsventil der Druckabsicherungseinrichtung des geschlossenen Kreislaufs abgebremst wird, und wobei für die Schnellstoppfunktion der Häckseleinrichtung bei auf das Fördervolumen Null verstellten Verstellpumpe der Hydromotor von der elektronischen Steuerung abgeschaltet wird, anschließend der Antriebsstrang mittels der von der elektronischen Steuerung ansteuerbare Kupplungseinrichtung vom Antriebsmotor getrennt wird und von der elektronischen Steuerung die Verstellpumpe auf maximales Fördervolumen verstellt wird und die Häckseleinrichtung über das sich öffnende, der ersten Druckmittelleitung zugeordnete erste Druckbegrenzungsventil der Druckabsicherungseinrichtung des geschlossenen Kreislaufs abgebremst wird.
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Bei der Erfindung wird zum schnellen Abbremsen der Einzugseinrichtung beim Erfassen eines Fremdkörpers die als Verstellpumpe ausgebildete Pumpe des geschlossenen Kreislaufs auf das Fördervolumen Null verstellt. In dieser Stellung fördert die Pumpe keinen Volumenstrom mehr, so dass der Hydromotor von der Massenträgheit der Einzugseinrichtung angetrieben wird und als Pumpe arbeitet. Der Hydromotor fördert hierbei einen Volumenstrom über die bereits vorhandene Druckabsicherungseinrichtung des geschlossenen Kreislaufs, so dass die Einzugseinrichtung in einer kurzen Zeitspanne in den Stillstand abgebremst wird. Um anschließend die Häckseleinrichtung in einer kurzen Zeitspanne abbremsen zu können, verbleibt die Pumpe in der Stellung mit Fördervolumen Null und wird bei der Erfindung bei auf das Fördervolumen Null verstellter Pumpe der Hydromotor von der elektronischen Steuerung abgeschaltet. Nach dem Abschalten des Hydromotors wird anschließend der Antriebsstrang mittels der von der elektronischen Steuerung ansteuerbaren Kupplungseinrichtung vom Antriebsmotor getrennt und von der elektronischen Steuerung die Verstellpumpe auf maximales Fördervolumen verstellt. Die Pumpe, die normalerweise von dem Antriebsmotor angetrieben wird, wird somit von dem Antriebsmotor getrennt und wird von der noch laufenden Häckseleinrichtung angetrieben. Durch das Verstellen der Pumpe auf das maximale Fördervolumen fördert die von der Häckseleinrichtung angetriebene Pumpe einen Volumenstrom, der jedoch an dem abgeschalteten Hydromotor zu keiner Drehbewegung des Hydromotors führt, so dass die Pumpe den Volumenstrom über die bereits vorhandene Druckabsicherungseinrichtung des geschlossenen Kreislaufs fördert und die Häckseleinrichtung in einer kurzen Zeitspanne in den Stillstand abgebremst wird.
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Das Abbremsen der Einzugseinrichtung und der Häckseleinrichtung erfolgt bei der Erfindung über die bereits im geschlossenen Kreislauf vorhandene Druckabsicherungseinrichtung, die den geschlossenen Kreislauf gegen Überdruck absichert und vor Überdruck schützt. Hierdurch wird ein einfacher Aufbau mit geringem Bauaufwand erzielt, da keine in den Druckmittelleitungen des geschlossenen Kreislaufs angeordneten Ventile erforderlich sind, die einen Bremsdruck aufstauen. Zudem erfordert die Erfindung keine Bypassleitung zur Umgehung des Hydromotors, wodurch der Bauaufwand weiter verringert wird. Bei der Erfindung ist die in dem Fördervolumen elektrisch verstellbare Pumpe bevorzugt als Schnellverstelleinheit, die innerhalb kürzester Zeit, beispielsweise innerhalb weniger Millisekunden, zum Schnellstopp der Einzugseinrichtung auf das Fördervolumen Null und zum Schnellstopp der Häckseleinrichtung nach dem Abschalten des Hydromotors von dem Fördervolumen Null auf das maximale Fördervolumen verstellt wird.
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Die Druckabsicherungseinrichtung umfasst Druckbegrenzungsventile, die den Druckmittelleitungen des geschlossenen Kreislaufs zugeordnet sind. Mit derartigen Druckbegrenzungsventilen, die bevorzugt gegenseitig verschaltet sind, kann auf einfache Weise der geschlossene Kreislauf gegen Überdruck und Drucküberlastung abgesichert und ohne zusätzliche Ventile ein Bremsdruck zum schnellen Abbremsen der Einzugseinrichtung und der Häckseleinrichtung erzeugt werden.
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Zum Abbremsen der Häckseleinrichtung ist bei der Erfindung ein Abschalten des Hydromotors erforderlich, um durch das Verstellen der Pumpe auf das maximale Fördervolumen zum Abbremsen der Häckseleinrichtung ein Wiederanlaufen der Einzugseinrichtung zu vermeiden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Hydromotor als im Schluckvolumen zwischen einer Stellung mit Schluckvolumen Null und einer Stellung mit maximalem Schluckvolumen verstellbarer Verstellmotor ausgebildet, der elektrisch angesteuert ist, wobei der Hydromotor von der elektronischen Steuerung zum Abschalten des Hydromotors in die Stellung mit Schluckvolumen Null verstellt wird. Mit einem derartigen elektrisch verstellbaren Verstellmotor kann auf einfache Weise mittels der elektronischen Steuerung durch die Verstellung auf das Schluckvolumen Null der Hydromotor abgeschaltet werden, um durch das Verstellen der Pumpe auf das maximale Fördervolumen die Häckseleinrichtung abbremsen und anhalten zu können. Bevorzugt ist der Hydromotor als Zweistellungsmotor ausgeführt, der nur zwischen der Stellung mit Schluckvolumen Null und der Stellung mit maximalem Schluckvolumen verstellbarer ist. Ein derartiger Verstellmotor weist einen geringen Bauaufwand auf und ermöglicht auf einfache Weise das Abschalten des Hydromotors.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Hydromotor im nicht angesteuerten Zustand in die Stellung mit Schluckvolumen Null verstellt. Hierdurch können kurze Verstellzeiten des Hydromotors erzielt werden und somit die Häckseleinrichtung in kurzer Zeit abgebremst werden.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der Hydromotor als im Schluckvolumen konstanter Konstantmotor ausgebildet, wobei zum Abschalten des Hydromotors in einer der beiden Druckmittelleitungen des geschlossenen Kreislaufs ein von der elektronischen Steuerung elektrisch betätigbares Sperrventil angeordnet ist. Mit einem derartigen Sperrventil kann auf einfache Weise nach dem Schnellstopp der Einzugseinrichtung die Verbindung der Pumpe zum Hydromotor abgesperrt werden, um durch das Verstellen der Pumpe auf das maximale Fördervolumen die Häckseleinrichtung abbremsen und anhalten zu können. Das Sperrventil kann hierbei in der zulaufseitigen oder der rücklaufseitigen Druckmittelleitung des Hydromotors angeordnet werden. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Sperrventil in der zulaufseitigen Druckmittelleitung des Hydromotors angeordnet ist. In der Sperrstellung des Sperrventils kann somit kein Förderstrom der Pumpe zu dem Hydromotor strömen, so dass durch das Verstellen der Pumpe auf maximales Fördervolumen die Häckseleinrichtung abgebremst werden kann und der Hydromotor nicht von dem Bremsdruck beaufschlagt ist. Ein derartiges Sperrventil, das nach dem Schnellstopp der Einzugseinrichtung in die Sperrstellung betätigt wird, um das Abbremsen der Häckseleinrichtung zu ermöglichen, weist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Ventilen einen verringerten Bauaufwand auf.
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Zweckmäßigerweise wird das Sperrventil zum Abschalten des Hydromotors von der elektronischen Steuerung in eine die Druckmittelleitung absperrende Sperrstellung betätigt wird. Hierdurch kann der von der Pumpe geförderte Volumenstrom dem Hydromotor nicht mehr zuströmen, so dass über die Druckbegrenzungseinrichtung auf einfache Weise die Häckseleinrichtung in kurzer Zeit abgebremst werden kann.
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Mit besonderem Vorteil ist das Sperrventil mittels eines elektrisch betätigbaren Vorsteuerventils zwischen einer Öffnungsstellung und einer Sperrstellung betätigbar, wobei das Vorsteuerventil mittels der elektronischen Steuerung ansteuerbar ist. Mit einem derartigen elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil kann auf einfache Weise mittels der elektronischen Steuerung das Sperrventil von der Durchflussstellung in die Sperrstellung betätigt werden.
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Hierzu weist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung das Sperrventil einen in Richtung einer Sperrstellung wirkenden Steuerdruckraum auf, der mit der Druckmittelleitung in Verbindung steht, wobei das Vorsteuerventil dem Steuerdruckraum zugeordnet ist und in einer Durchflussstellung den Steuerdruckraum zu einem Behälter entlastet und in einer Sperrstellung die Verbindung des Steuerdruckraums zum Behälter absperrt. Durch das Absperren des in Richtung der Sperrstellung wirkenden Steuerdruckraums, der mit der Druckmittelleitung verbunden ist, kann auf einfache Weise in dem Steuerdruckraum des Sperrventils ein Steuerdruck erzeugt werden, der das Sperrventil in die Sperrstellung betätigt.
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Bevorzugt wird das Vorsteuerventil mittels der elektronischen Steuerung zum Abschalten des Hydromotors in die Sperrstellung angesteuert. Hierdurch kann auf einfache Weise das Sperrventil in die Sperrstellung betätigt werden, um den Hydromotor abzuschalten.
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Sofern das das Vorsteuerventil im nicht angesteuerten Zustand in die Sperrstellung beaufschlagt ist, ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Reaktionszeit des Sperrventils, so dass die Häckseleinrichtung in kurzer Zeit abgebremst werden.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Hydromotor als im Schluckvolumen konstanter Konstantmotor ausgebildet, wobei zum Abschalten des Hydromotors eine mit dem Hydromotor in Verbindung stehende mechanische Bremseinrichtung vorgesehen ist, die von der elektronischen Steuerung zwischen einer Bremsstellung und einer Lösestellung gesteuert ist. Mit einer derartigen, den Hydromotor abbremsenden und im Stillstand haltenden Bremseinrichtung wird ebenfalls mit geringem Bauaufwand ein Abschalten des Hydromotors nach dem Schnellstopp der Einzugseinrichtung erzielt, um durch das Verstellen der Pumpe auf das maximale Fördervolumen die Häckseleinrichtung abbremsen und anhalten zu können.
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Bevorzugt wird die Bremseinrichtung zum Abschalten des Hydromotors von der elektronischen Steuerung in die Bremsstellung betätigt. Hierdurch wird erzielt, dass der von der Pumpe geförderte Volumenstrom nicht zu einem Anlaufen des Hydromotors führt und somit der von der Bremseinrichtung im Stillstand gehaltene Hydromotor keinen Volumenstrom aufnimmt, so dass über die Druckbegrenzungseinrichtung auf einfache Weise die Häckseleinrichtung in kurzer Zeit abgebremst werden kann
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Mit besonderem Vorteil ist die Bremseinrichtung als hydraulisch lösbare Federspeicherbremse ausgebildet, wobei zur Betätigung der Bremseinrichtung zwischen der Bremsstellung und einer Lösestellung ein elektrisch betätigbares Steuerventil vorgesehen ist, das von der elektronischen Steuerung ansteuerbar ist. Eine Federspeicherbremse, die mittels eines von der Steuerung ansteuerbaren Steuerventils in die Bremsstellung betätigbar ist, ermöglicht es mit geringem Bauaufwand, ein entsprechendes Bremsmoment am Hydromotor zu erzeugen, das beim Abbremsen der Häckseleinrichtung ein Wiederanlaufen der Einzugsvorrichtung verhindert.
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Sofern das Steuerventil eine Lösestellung aufweist, in der ein Bremslösedruckraum der Federspeicherbremse mit einer Steuerdruckquelle verbunden ist, und eine Bremsstellung aufweist, in der der Bremslösedruckraum zu einem Behälter entlastet ist, kann die Federspeicherbremse auf einfache Weise zwischen der Lösestellung und der Bremsstellung betätigt werden.
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Bevorzugt wird das Steuerventil zum Abschalten des Hydromotors von der Steuerung in die Bremsstellung angesteuert. Hierdurch führt der von der Pumpe geförderte Volumenstrom nicht zu einem Anlaufen des Hydromotors, so dass über die Druckbegrenzungseinrichtung auf einfache Weise die Häckseleinrichtung in kurzer Zeit abgebremst werden kann.
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Sofern das Steuerventil im nicht angesteuerten Zustand in die Bremsstellung beaufschlagt ist, ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Reaktionszeit der Federspeicherbremse, so dass die Häckseleinrichtung in kurzer Zeit abgebremst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kupplungseinrichtung als von der elektronischen Steuerung ansteuerbare Magnetkupplung ausgebildet.
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Mit einer derartigen Magnetkupplung kann auf einfache Weise von der Steuerung beim Erkennen eines Fremdkörpers der Antriebsmotor von dem Antriebsstrang und somit der Pumpe abgekoppelt werden, um durch Verstellen der Pumpe auf das maximale Fördervolumen die Häckseleinrichtung abbremsen zu können.
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Sofern gemäß einer Weiterbildung der Erfindung den Druckmittelleitungen des geschlossenen Kreislaufs Nachladeventile zugeordnet sind, kann auf einfache Weise beim Schnellstopp der Einzugseinrichtung und beim Schnellstopp der Häckseleinrichtung ein Druckeinbruch in der niederdruckseitigen Druckmittelleitung des geschlossenen Kreislaufs verhindert werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Erntemaschine, insbesondere Feldhäcksler, mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
- 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems,
- 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems und
- 3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems.
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In der 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 zum Antrieb einer Häcksel- und Einzugsvorrichtung einer Erntemaschine, insbesondere eines Feldhäckslers, dargestellt. Die Häcksel- und Einzugsvorrichtung umfasst eine Einzugseinrichtung 2, die von einem Einzugsförderer gebildet ist, der beispielsweise mehrere Einzugswalzen und Vorpresswalzen umfasst. Mit der Einzugseinrichtung 2 gelangt ein Erntegut in den Feldhäcksler. Im Erntegutstrom nach der Einzugseinrichtung 2 ist eine Häckseleinrichtung 3 zum Zerkleinern des Ernteguts angeordnet. Die Häckseleinrichtung 3 ist beispielsweise von einer als Messertrommel ausgebildeten Häckseltrommel gebildet.
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Zum Antrieb der Einzugseinrichtung 2 und der Häckseleinrichtung 3 ist ein Antriebsstrang 4 vorgesehen. Der Antriebsstrang 4 steht unter Zwischenschaltung einer Kupplungseinrichtung 5 mit einem Antriebsmotor 6, beispielsweise einem als Dieselmotor ausgebildeten Verbrennungsmotor, in Verbindung.
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Der Antriebsstrang 4 weist zum Antrieb der Häckseleinrichtung 3 ein Getriebe 7 auf, das im dargestellten Ausführungsbeispiel als Riemensystem 8 mit Riemenscheiben 8a, 8b und einem die Riemenscheiben 8a, 8b umschlingenden Treibriemen 8c gebildet ist.
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Zum Antrieb der Einzugseinrichtung 2 umfasst das Antriebssystem 1 ein hydrostatisches Getriebe 10, das eine von dem Antriebsstrang 4 angetriebene hydrostatische Pumpe 11 und einen im geschlossenen Kreislauf an die Pumpe 11 angeschlossenen Hydromotor 12 umfasst. Der Hydromotor 12 steht im dargestellten Ausführungsbeispiel unter Zwischenschaltung eines Getriebes 13 mit der Einzugseinrichtung 2 in Verbindung. Das Getriebe 13 kann als mechanisches Verteilergetriebe und/oder als mechanisches Schaltgetriebe ausgeführt sein.
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Das Antriebssystem 1 umfasst weiterhin im Bereich der Einzugseinrichtung 2 einen Fremdkörperdetektor 14, der Fremdkörper im Erntegut erkennen kann und mit einer elektronischen Steuerung 15 in Verbindung steht.
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Die Kupplungseinrichtung 5 ist bevorzugt als Magnetkupplung ausgebildet, die zur Ansteuerung mit der elektronischen Steuerung 15 in Verbindung steht.
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Der geschlossene Kreislauf zum Antrieb der Einzugseinrichtung ist von Druckmittelleitungen 10a, 10b gebildet. Die Pumpe 11 des hydrostatischen Getriebes 10 ist als im Fördervolumen verstellbare Verstellpumpe ausgebildet, die elektrisch angesteuert ist. Die Pumpe 11 ist zwischen einer Stellung mit minimalem Fördervolumen und einer Stellung mit maximalem Fördervolumen stufenlos verstellbar. Hierzu steht eine Fördervolumenstelleinrichtung 16, beispielsweise eine in der Neigung verstellbare Schrägscheibe einer als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgebildeten Pumpe, mit einer Stellzylindereinrichtung 17 in Verbindung. Die Stellzylindereinrichtung 17 weist zwei gegensinnige Steuerdruckräume 17a, 17b auf, deren Beaufschlagung mit einem Steuerdruck mittels eines elektrisch betätigbaren Stellventils 18 steuerbar ist. Das Stellventil 18 steht mit einer einen Steuerdruck führenden Steuerdruckleitung 19, einer zu einem Behälter geführten Behälterleitung 20 und mittels entsprechender Stelldruckleitungen mit den beiden Steuerdruckräumen 17a, 17b in Verbindung. In der dargestellten Steuerstellung des in Zwischenstellungen drosselnden Stellventils 18 ist der Steuerdruckraum 17a mit einem Stelldruck beaufschlagt und der Steuerdruckraum 17b zum Behälter entlastet, wodurch die Pumpe 11 in Richtung des minimalen Fördervolumens verstellt wird. Mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 21, beispielsweise eines Proportionalmagneten, ist das Stellventil 18 entgegen einer Federeinrichtung 22 in eine in der 1 links dargestellte Steuerstellung betätigbar. In dieser Steuerstellung ist der Steuerdruckraum 17b mit einem Stelldruck beaufschlagt und der Steuerdruckraum 17a zum Behälter entlastet, wodurch die Pumpe 11 in Richtung des maximalen Fördervolumens verstellt wird. Die Federeinrichtung 22 steht zur Rückmeldung der Stellung der Fördervolumenstelleinrichtung 16 mit der Fördervolumenstelleinrichtung 16 in Wirkverbindung. Die Betätigungseinrichtung 21 steht zur Ansteuerung mit der elektronischen Steuerung 15 in Verbindung.
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In dem Ausführungsbeispiel der 1 ist der Hydromotor 12 als im Schluckvolumen zwischen einer Stellung mit Schluckvolumen Null und einer Stellung mit maximalem Schluckvolumen verstellbarer Verstellmotor 12 ausgebildet. Hierzu steht eine Schluckvolumenstelleinrichtung 25, beispielsweise eine in der Neigung verstellbare Schrägscheibe eines als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgebildeten Hydromotors, mit einer Stellzylindereinrichtung 26 in Verbindung. Die Stellzylindereinrichtung 26 weist zwei gegensinnige Steuerdruckräume 26a, 26b auf, deren Beaufschlagung mit einem Steuerdruck mittels eines elektrisch betätigbaren Stellventils 27 steuerbar ist. Das Stellventil 27 steht mit einer einen Steuerdruck führenden Steuerdruckleitung 28, einer zu einem Behälter geführten Behälterleitung 29 und mittels entsprechender Stelldruckleitungen mit den beiden Steuerdruckräumen 26a, 26b in Verbindung. Der Verstellmotor 12 ist als Zweistellungsmotor ausgebildet, der nur zwischen der Stellung mit Schluckvolumen Null und der Stellung mit maximalem Schluckvolumen verstellbar ist. Das Stellventil 27 ist hierzu als Schaltventil ausgebildet.
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In der dargestellten Schaltstellung des als Schaltventil ausgebildeten Stellventils 26 ist der Steuerdruckraum 26a mit einem Stelldruck beaufschlagt und der Steuerdruckraum 26b zum Behälter entlastet, wodurch der Hydromotor 12 auf das Schluckvolumen Null verstellt wird. Mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 30, beispielsweise eines Schaltmagneten, ist das Stellventil 27 in eine in der 1 rechts dargestellte Schaltstellung betätigbar. In dieser Schaltstellung ist der Steuerdruckraum 26b mit einem Stelldruck beaufschlagt und der Steuerdruckraum 26a zum Behälter entlastet, wodurch der Hydromotor 12 auf das maximale Schluckvolumen verstellt wird. Das Stellventil 26 ist von der elektrischen Betätigungseinrichtung 30 derart entgegen einer Feder 31 beaufschlagt, dass bei unbestromter Betätigungseinrichtung 30 der Hydromotor 12 auf Schluckvolumen Null verstellt ist. Die Betätigungseinrichtung 30 steht zur Ansteuerung mit der elektronischen Steuerung 15 in Verbindung.
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Der geschlossene Kreislauf umfasst weiterhin eine Ausspeiseinrichtung 35 mit einem Umschaltventil 36 und einem als Druckbegrenzungsventil ausgebildeten Ausspeiseventil 37, mit der ein Druckmittelstrom aus der Niederdruckseite des geschlossenen Kreislaufs 10 in einen Behälter ausgespeist werden kann. Die Ausspeiseeinrichtung 35 dient im dargestellten Ausführungsbeispiel weiterhin zur Erzeugung des Steuerdrucks zum Betätigen der Stellzylindereinrichtung 26, wozu die Steuerdruckleitung 28 an eine Ausspeiseleitung 38 zwischen dem Umschaltventil 36 und dem Ausspeiseventil 37 angeschlossen ist.
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Zur Maximaldruckabsicherung der Hochdruckseite des geschlossenen Kreislaufs 10 ist eine Druckabsicherungseinrichtung 40 vorgesehen, die von einem der Druckmittelleitung 10a zugeordneten Druckbegrenzungsventil 40a und einem der Druckmittelleitung 10b zugeordneten Druckbegrenzungsventil 40b gebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Druckbegrenzungsventile 40a, 40b als kombinierte Druckbegrenzungs- und Nachsaugventile ausgebildet, die über die als Rückschlagventile ausgebildeten Nachsaugeventile die Zuführung eines Spülvolumenstroms in die Niederdruckseite des geschlossenen Kreislaufs ermöglichen. Hierzu sind die kombinierte Druckbegrenzungs- und Nachsaugventile an eine Speiseleitung 41 angeschlossen. Die als kombinierte Druckbegrenzungs- und Nachsaugventile ausgebildeten Druckbegrenzungsventile 40a, 40b sind gegenseitig verschaltet, so dass beim Ansprechen des der hochdruckseitigen Druckmittelleitung 10a bzw. 10b zugeordneten Druckbegrenzungsventils 40a bzw. 40b Druckmittel über das Nachsaugeventil des jeweiligen anderen Druckbegrenzungsventils 40b bzw. 40a in die niederdruckseitige Druckmittelleitung 10b bzw. 10a abströmen kann.
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In der 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebssystems dargestellt. Mit der 1 übereinstimmende Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
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Bei der 2 ist der Hydromotor 12 als im Schluckvolumen konstanter Konstantmotor 12 ausgebildet. In der Druckmittelleitung 10a ist ein von der elektronischen Steuerung 15 betätigbares Sperrventil 50 angeordnet. Das Sperrventil 50 ist als Schließventil in Sitzventilbauweise ausgebildet und weist einen Ventilkörper 51 auf, der in einem Gehäuse einen Ventilsitz ansteuert. In Richtung einer Durchflussstellung ist der Ventilkörper 51 von dem dem Hydromotor 12 zuströmenden Druckmittel in der Druckmittelleitung 10a betätigbar. Zur Betätigung des Ventilkörpers 51 in eine die Druckmittelleitung 10a absperrende Sperrstellung ist ein Steuerdruckraum 52 vorgesehen, der über eine Steuerleitung 53 im Ventilkörper 51 mit der Druckmittelleitung 10a in Verbindung steht. In dem Steuerdruckraum 52 ist weiterhin eine den Ventilkörper 51 in die Sperrstellung beaufschlagende Feder 54 angeordnet. Das Sperrventil 50 ist mittels eines als Schaltventil ausgebildeten elektrisch betätigbaren Vorsteuerventils 55 zwischen der Durchflussstellung und der Sperrstellung betätigbar. Das Vorsteuerventil 55 ist in einer den Steuerdruckraum 52 mit einem Behälter verbindenden Ablaufleitung angeordnet und weist eine Sperrstellung 55a und eine Durchflussstellung 55b auf.
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In der Durchflussstellung 55b ist der in Richtung der Sperrstellung wirkende Steuerdruckraum 52 zum Behälter entlastet, so dass das Sperrventil 50 von dem in der Druckmittelleitung 10a strömenden und dem dem Hydromotor 12 zuströmenden Druckmittel in die Durchflussstellung aufgesteuert wird. In der Sperrstellung 55a ist die Verbindung des Steuerdruckraums 52 mit dem Behälter abgesperrt, so dass über die Steuerleitung 53 in dem Steuerdruckraum 52 ein Steuerdruck erzeugt wird, der zusammen mit der Feder 54 das Sperrventil 50 in die Sperrstellung betätigt, in der der von der Pumpe 11 geförderte Volumenstrom nicht mehr zum Hydromotor 12 strömen kann.
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Das als Schaltventil ausgebildete Vorsteuerventil 55 ist mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 56, beispielsweise eines Schaltmagneten, betätigbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Vorsteuerventil 50 von einer Feder 57 in die Sperrstellung 55a und von der Betätigungseinrichtung 56 in die Durchflussstellung 55b betätigbar, so dass bei nicht bestromter Betätigungseinrichtung 56 das Vorsteuerventil 55 in die Sperrstellung 55a und entsprechend das Sperrventil 50 in die Sperrstellung zum Absperren der Druckmittelleitung 10a betätigt ist. Die Betätigungseinrichtung 56 steht zur Ansteuerung mit der elektronischen Steuerung 15 in Verbindung.
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In der 2 sind weiterhin Nachladeventile 60a, 60b vorgesehen, die als in Richtung zur Druckmittelleitung 10a bzw. 10b öffnende Rückschlagventile ausgebildet sind und an die Speiseleitung 41 angeschlossen sind.
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Das von dem Vorsteuerventil 55 vorgesteuerte Sperrventil 50 ist zusammen mit der Druckbegrenzungseinrichtung 40 und den Nachladeventilen 60a, 60b in einem Ventilblock 65 angeordnet.
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Die Ausspeiseinrichtung 35 ist in der 2 nicht näher dargestellt.
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In der 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebssystems dargestellt. Mit den 1, 2 übereinstimmende Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
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Bei der 3 ist der Hydromotor 12 als im Schluckvolumen konstanter Konstantmotor 12 ausgebildet. Dem Hydromotor 12 ist eine mechanische Bremseinrichtung 70 zugeordnet, die von der elektronischen Steuerung 15 zwischen einer Lösestellung und einer Bremsstellung betätigbar ist. Die Bremseinrichtung 70 ist bevorzugt als hydraulisch lösbare Federspeicherbremse 71 ausgebildet, die beispielsweise als Lamellenbremse ausgeführt ist. Die Bremseinrichtung 70 weist einen Aktuator 72 auf, an dem eine in Richtung der Bremsstellung wirkende Federeinrichtung 73 und ein in Richtung der Lösestellung wirkender Bremslösedruckraum 74 ausgebildet ist.
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Zur Betätigung der Bremseinrichtung 70 ist ein als Schaltventil ausgebildetes elektrisch betätigbares Steuerventil 75 vorgesehen, das in einer Lösestellung 75a den Bremslösedruckraum 74 mit einer Steuerdruckquelle 76 verbindet und in einer Bremsstellung 75b den Bremslösedruckraum 74 zu einem Behälter entlastet.
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Das als Schaltventil ausgebildete Steuerventil 75 ist mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung 77, beispielsweise eines Schaltmagneten betätigbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steuerventil 75 von einer Feder 78 in die Bremsstellung 75b und von der Betätigungseinrichtung 77 in die Lösestellung 75a betätigbar, so dass bei nicht bestromter Betätigungseinrichtung 77 das Steuerventil 75 in die Bremsstellung 75b und entsprechend die Bremseinrichtung 70 von der Federeinrichtung 73 in die Bremsstellung betätigt ist. Die Betätigungseinrichtung 77 steht zur Ansteuerung mit der elektronischen Steuerung 15 in Verbindung.
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In der 3 ist die von dem Hydromotor 12 angetriebene Einzugseinrichtung 2 nicht näher dargestellt.
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Das erfindungsgemäße Antriebssystem der 1 bis 3 arbeitet wie folgt.
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Im normalen Arbeitsbetrieb zum Antrieb der Häckseleinrichtung 3 und der Einzugseinrichtung 2 verbindet die Kupplungseinrichtung 5 den Antriebsmotor 6 mit dem Antriebsstrang 4, so dass die Häckseleinrichtung 3 über das Getriebe 7 und die Einzugseinrichtung 2 über das hydrostatische Getriebe 10 angetrieben wird. Die von dem Antriebsmotor 6 über den Antriebsstrang 4 angetriebene Pumpe 11 fördert hierbei bei einer entsprechenden Einstellung des Fördervolumens in die zulaufseitige Druckmittelleitung 10a, die somit die Hochdruckseite des geschlossenen Kreislaufs bildet. Entsprechend bildet die Druckmittelleitung 10b die Rücklaufseite und die Niederdruckseite des geschlossenen Kreislaufs. Die Druckbegrenzungseinrichtung 40a sichert die Hochdruckseite des geschlossenen Kreislaufs gegen Überdruck ab. In der 1 ist der Hydromotor 12 durch eine Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 30 des Stellventils 27 in die Stellung mit maximalem Schluckvolumen geschaltet. Bei der 2 ist das Sperrventil 50 in die Durchflussstellung aufgesteuert, wozu die Betätigungseinrichtung 56 des Vorsteuerventils 55 angesteuert ist und somit das Vorsteuerventil 55 in die Durchflussstellung 55b betätigt ist. Bei der 3 ist die Bremseinrichtung 70 durch eine Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 77 des Steuerventils 75 in die Lösestellung 75a gelöst.
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Wird von dem Fremdkörperdetektor 14 ein Fremdkörper entdeckt, wird von der elektronischen Steuerung 15 ein Schnellstopp der Einzugseinrichtung 2 durchgeführt, in dem die Einzugseinrichtung 2 in einer kurzen Zeitspanne in den Stillstand abgebremst wird. Hierzu wird von der Steuerung 15 die Pumpe 11 durch eine entsprechende Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 21 und somit des Stellventils 18 auf das Fördervolumen Null eingestellt, so dass die Pumpe 11 keinen Förderstrom liefert und aufnimmt. Der Hydromotor 12 wird hierdurch durch die Massenträgheit der Einzugseinrichtung 2 angetrieben, so dass der Hydromotor 12 als Pumpe arbeitet und unter Umkehr der Druckverhältnisse im geschlossenen Kreislauf 10 in die Druckmittelleitung 10b und über das sich öffnende Druckbegrenzungsventil 40b der Druckabsicherungseinrichtung 40 fördert. Hierdurch wird die Einzugseinrichtung 2 innerhalb einer kurzen Zeitspanne in den Stillstand abgebremst.
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Um anschließend die Häckseleinrichtung 3 abzubremsen, wird von der Steuerung 15 bei auf das Fördervolumen Null verstellten Pumpe 11 der Hydromotor 12 abgeschaltet. Anschließend wird der Antriebsstrang 4 mittels der von der elektronischen Steuerung 15 ansteuerbare Kupplungseinrichtung 5 vom Antriebsmotor 6 getrennt, so dass die Pumpe 11 von der laufenden Häckseleinrichtung 3 angetrieben wird. Weiterhin wird nach dem Abschalten des Hydromotors 12 von der Steuerung 15 die Pumpe 11 durch entsprechende Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 21 und somit des Stellventils 18 auf das maximale Fördervolumen verstellt. Die von der Häckseleinrichtung 3 angetriebene Pumpe 11 fördert hierbei Druckmittel in die Druckmittelleitung 10a. Da der abgeschaltete Hydromotor 12 den von der Pumpe 11 geförderten Volumenstrom nicht aufnehmen kann, fördert die Pumpe 11 in die Druckmittelleitung 10a und über das sich öffnende Druckbegrenzungsventil 40a der Druckabsicherungseinrichtung 40, so dass die Häckseleinrichtung 3 innerhalb einer kurzen Zeitspanne in den Stillstand abgebremst wird.
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Zum Abschalten des Hydromotors 12 während des Schnellstopps der Häckseleinrichtung 3 wird bei der 1 von der elektronischen Steuerung 15 der Hydromotor 12 durch entsprechende Ansteuerung des Stellventils 27 von der Stellung mit maximalem Schluckvolumen in die Stellung mit Schluckvolumen Null umgeschaltet, so dass der Hydromotor 12 den von der Pumpe 11 gelieferten Förderstrom nicht aufnehmen kann und die Häckseleinrichtung 3 über die Druckbegrenzungseinrichtung 40 abgebremst wird. Bei der 1 wird hierzu die Ansteuerung und Bestromung der Betätigungseinrichtung 30, die das als Schaltventil ausgebildeten Stellventil 18 betätigt, beendet, so dass der Hydromotor 12 in die Stellung mit Schluckvolumen Null umgeschaltet wird.
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Bei der 2 wird zum Abschalten des Hydromotors 12 während des Schnellstopps der Häckseleinrichtung 3 von der elektronischen Steuerung 15 das in der zulaufseitigen Druckmittelleitung 10a des Hydromotors 12 angeordnete Sperrventil 50 in die Sperrstellung betätigt, indem das Vorsteuerventil 55 in die Sperrstellung 55a betätigt wird. Bei der 2 wird hierzu die Ansteuerung und Bestromung der Betätigungseinrichtung 56 des als Schaltventil ausgebildeten Vorsteuerventils 55 beendet, so dass das über die Steuerleitung 53 in den Steuerdruckraum 52 strömende Druckmittel nicht mehr zum Behälter abströmen kann und somit in dem Steuerdruckraum 54 ein den Ventilkörper 51 in die Sperrstellung betätigender Steuerdruck aufgebaut wird. Der von der Pumpe 11 in die Druckmittelleitung 10a geförderte Förderstrom kann somit bei in der Sperrstellung befindlichem Sperrventil 50 nicht mehr zum Hydromotor 12 strömen, so dass die Häckseleinrichtung 3 über die Druckbegrenzungseinrichtung 40 abgebremst wird.
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Bei der 3 wird zum Abschalten des Hydromotors 12 während des Schnellstopps der Häckseleinrichtung 3 von der elektronischen Steuerung 15 die Bremseinrichtung 70 in die Bremsstellung betätigt. Bei der 3 wird hierzu die Ansteuerung und Bestromung der Betätigungseinrichtung 77 beendet, so dass das als Schaltventil ausgebildete Steuerventil 75 in die Bremsstellung 75b betätigt wird und die als Federspeicherbremse ausgebildete Bremseinrichtung 70 von der Federeinrichtung 73 in die Bremsstellung betätigt wird. Durch die in die Bremsstellung betätigte Bremseinrichtung 70 kann der Hydromotor 12 nicht anlaufen und kann somit den von der Pumpe 11 geförderten Volumenstrom nicht aufnehmen, so dass die Häckseleinrichtung 3 über die Druckbegrenzungseinrichtung 40 abgebremst wird.
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Mit den Nachladeventilen 60a, 60b kann beim Schnellstopp der Einzugseinrichtung 2 und der Häckseleinrichtung 3 ein Druckeinbruch auf der Niederdruckseite des geschlossenen Kreislaufs vermieden werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem kann durch die Verwendung der Pumpe 11, die in einer kurzen Zeitspanne auf das Fördervolumen Null bzw. auf das maximale Fördervolumen verstellt werden kann, auf einfache Weise und mit geringem Bauaufwand ein Schnellstopp der Einzugseinrichtung 2 und der Häckseleinrichtung 3 erzielt werden. Das Abschalten des Hydromotors 12 verhindert auf einfache Weise ein Wiederanalufen der Einzugseinrichtung 2 bei auf das maximale Fördervolumen verstellten Pumpe 11 zum Abbremsen der Häckseleinrichtung 3.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 3 sind für den Schnellstopp der Einzugseinrichtung 2 und der Häckseleinrichtung 3 keine zusätzlichen Ventile in den Druckmittelleitungen 10a, 10b des geschlossenen Kreislaufs erforderlich. Die Pumpe 11 ist mittels eines einfach aufgebauten Stellventils 18, das lediglich zwei Steuerstellungen und einen Proportionalmagneten als Betätigungseinrichtung 21 aufweist, mit geringem Bauaufwand auf das Fördervolumen Null bzw. auf das maximale Fördervolumen verstellbar. Bei der 2 ist lediglich ein einfach aufgebautes Sperrventil 50 als Schließventil zum Abschalten des Hydromotors 12 erforderlich, das mit einer Durchflussstellung und einer Sperrstellung ausgebildet ist und nach dem Schnellstopp der Einzugseinrichtung 2 zum Abschalten des Hydromotors 12 in die Sperrstellung betätigt wird. Da das Sperrventil 50 keinen Bremsdruck zum Schnellstopp der Einzugseinrichtung 2 erzeugt, kann das Sperrventil 50 als einfach aufgebautes Schaltventil ausgebildet werden, das keine Bypassverbindung zur Umgehung des Hydromotors 12 benötigt.
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Die Pumpe 11 der 1 bis 3 fördert in der Stellung mit minimalem Fördervolumen in die Gegenrichtung. Die Stellung mit dem Fördervolumen Null liegt somit innerhalb des Stellbereichs der Pumpe 11. Durch diese Ausführung des minimalen Fördervolumens der Pumpe 11 kann auf einfache Weise ein Reversierbetrieb der Einzugseinrichtung 2 erzielt werden, um nach dem Schnellstopp der Einzugseinrichtung 2 und der Häckseleinrichtung 3 das aufgenommene Erntegut aus der Einzugseinrichtung 2 heraus zu fördern.
