DE102013022136A1

DE102013022136A1 - Verfahren zur Verhinderung einer Überdrehzahl eines Antriebsaggregates einer Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102013022136A1
Application number: DE102013022136.6A
Authority: DE
Inventors: Manfred Schapler
Original assignee: Liebherr Werk Nenzing GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Nenzing GmbH
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-02

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung einer Überdrehzahl eines Antriebsaggregates, das eine Arbeitshydraulik einer Arbeitsmaschine antreibt, wobei eine zu erwartende in die Arbeitshydraulik rückgespeiste Rückleistung kurz vor ihrem Eintritt vorausberechnet wird und die Bremsleistung einer hydraulischen Bremse in Abhängigkeit der vorausberechneten Rückleistung angesteuert und/oder geregelt wird, um die Rückleistung zumindest teilweise abzuführen. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Arbeitsmaschine, insbesondere eine Baumaschine oder einen Kran, mit einer Steuerung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung einer Überdrehzahl eines Antriebsaggregates, das eine Arbeitshydraulik einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Baumaschine oder eines Krans, antreibt.
Ein Kran oder Bagger besitzt einen Antriebsmotor, typischerweise einen Dieselmotor, der über ein optionales Verteilergetriebe eine Arbeitshydraulik mit ein oder mehreren Hydraulikpumpen antreibt. Die Kombination aus Verbrennungsmotor und optionalem Verteilgetriebe bzw. Abtrieb und Nebenabtriebe des Motors wird als Antriebsaggregat bezeichnet. Die Hydraulikpumpen erzeugen den notwendigen Arbeitsdruck zur Betätigung ein oder mehrerer Hydromotoren, die entsprechende Arbeitsmittel, beispielsweise Seilwinden, Zylinder, Bohrgetriebe, antreiben. Der gesamte Hydraulikkreislauf aus Hydromotoren und Pumpen wird als Antriebs- bzw. Arbeitshydraulik bezeichnet. Der Antriebsstrang umfasst das Antriebsaggregat, die Arbeitshydraulik sowie die angetriebenen Arbeitsmittel.
Die Druckversorgung der Hydromotoren erfolgt im sogenannten geschlossenen Hydraulikkreislauf, das Hydrauliköl wird also von der Pumpe zum Hydromotor und von dort wieder zurück zur Pumpe gefördert. Die Konstruktion als geschlossener Hydraulikkreislauf führt dazu, dass die Winde beim Absenken der Last Leistung an die Arbeitshydraulik zurückliefert. Der Betrag der Rückleistung ist abhängig von der Höhe der Last und von der Geschwindigkeit, mit der die Last abgelassen wird.
Die erzeugte Rückleistung beim Ablassen der Last wird von der Winde über den Hydromotor, die Hydraulikpumpe und ein optionales Verteilergetriebe, bis hin zum Dieselmotor übertragen, was dazu führen kann, dass der Dieselmotor durch die zurückgelieferte Leistung angetrieben und im Extremfall überdreht wird.
Zur Verhinderung einer Motorüberdrehung wird derzeit die Geschwindigkeit der Winde in Senkenrichtung so stark begrenzt, dass die Rückleistung der Winde die Höhe der Schleppleistung des Antriebsaggregates nicht übersteigt. Die dabei maximal zulässige Senkengeschwindigkeit wird von der aktuellen Last an der Winde beeinflusst. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass die Seilwinde in Richtung Senken viel langsamer betrieben werden muss, als sie mit derselben Last in Richtung Heben angetrieben werden kann, da die Antriebsleistung des Antriebsaggregates, auch unter Berücksichtigung der Wirkungsgradumkehr, viel höher als seine Schleppleistung ist.
Alternativ wurde vorgeschlagen die Rückleistung mittels einer speziell dafür vorgesehenen Pumpe abzunehmen. Dies erfolgt typischerweise dadurch, dass Hydrauliköl über ein Druckbegrenzungsventil gepumpt und dadurch Energie in Form von Wärme ans Hydrauliköl abgegeben wird. Der Durchlassdruck des Druckbegrenzungsventils ist dabei fest vorgegeben. Durch diese Bremsfunktion kann das Überdrehen des Antriebsaggregates verhindert werden, die Ansteuerung der hydraulischen Bremse setzt jedoch erst dann ein, wenn der Dieselmotor tatsächlich aufgrund der Rückleistung überdreht wird.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung beschäftigt sich mit dem Auffinden einer verbesserten Lösung zum Schutz des Antriebsaggregates, um die vorstehend beschriebene Problematik zu vermeiden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Verhinderung einer Überdrehzahl eines Antriebsaggregates vorgeschlagen, wobei das Antriebsaggregat eine Arbeitshydraulik einer Arbeitsmaschine antreibt. Als Arbeitsmaschine gilt hier vorzugsweise eine Baumaschine, besonders bevorzugt Seilbagger, oder ein Kran.
Die Kombination aus Motor, insbesondere Verbrennungsmotor, und optionalem Verteilergetriebe bzw. Abtrieb und Nebenabtriebe des Motors wird als Antriebsaggregat bezeichnet. Der Hydraulikkreislauf bestehend aus Hydromotoren und Pumpen wird als Antriebs- bzw. Arbeitshydraulik bezeichnet. Der Antriebsstrang umfasst das Antriebsaggregat, die Arbeitshydraulik sowie die durch die Antriebshydraulik angetriebenen Arbeitsmittel.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass eine zu erwartende, in die Arbeitshydraulik rückgespeiste Rückleistung bereits vor ihrem tatsächlichen Eintritt abgeschätzt bzw. vorausberechnet wird. Auf Grundlage dieser Vorausberechnung lässt sich die notwendige Bremsleistung einer hydraulischen Bremse ermitteln. In Kenntnis der erforderlichen Bremsleistung kann die Bremse exakt angesteuert werden, um damit noch vor dem Eintritt der Rückleistung das erforderliche Bremsmoment bereitzustellen. Ein Überdrehen des Antriebsaggregates kann folglich von vornherein verhindert werden.
Die hydraulische Bremse wird vorzugsweise derart angesteuert, sodass zumindest ein Teil der Rückleistung abgeführt werden kann. Für die Abführung der Rückleistung kann diese beispielsweise vernichtet werden oder in einem Speichermittel, insbesondere Hydraulikspeicher, gespeichert werden.
Anders als im Stand der Technik ist es damit nicht mehr notwendig, ein Überdrehen des Motors abzuwarten und erst als Reaktion auf das Überdrehen eine entsprechende Gegenmaßnahme durch Ansteuerung der hydraulischen Bremse auszulösen. Ein mögliches Szenario, das zum Überdrehen des Motors führen kann, wird vorausschauend erkannt. Auch wird die Höhe der möglicherweise zurückgespeisten Rückleistung vorausberechnet, sodass eine präventive Ansteuerung der Hydraulikbremse erfolgen kann.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der eingespeisten Rückleistung um Hydraulikenergie, die von einem entsprechenden Hydraulikantrieb beim Absenken einer Last rückgespeist wird, so z. B. durch den Hydraulikantrieb einer Seilwinde eines Krans, die beim Absenken der Last aus einer bestimmten Höhe durch die Gewichtskraft der Last die entsprechende Energie in den Arbeitshydraulikkreislauf zurückspeist.
Idealerweise umfasst die hydraulische Bremse eine Hydraulikpumpe, die Hydraulikflüssigkeit über ein steuerbares und/oder regelbares Druckbegrenzungsventil pumpt. Somit wird überschüssige Energie in Form von Wärme an das Hydraulikmedium abgegeben. Die als Wärme dem Hydrauliköl zugeführte Energie wird vorzugsweise über ein oder mehrere Wärmetauscher/Ölkühler wieder entzogen.
Das Druckbegrenzungsventil bzw. die Hydraulikpumpe ist insbesondere derart steuerbar bzw. regelbar, sodass zumindest ein Teil der Rückleistung vernichtet wird. Die Steuerung bzw. Regelung des Druckbegrenzungsventils erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit der vorausberechneten Rückleistung. Die Einstellung der passenden Durchflussmenge des Druckbegrenzungsventils wird noch vor dem tatsächlichen Eintritt der Rückleistung vorgenommen.
Alternativ oder zusätzlich kann die hydraulische Bremse wenigstens ein Speichermittel umfassen, beispielsweise in Form eines Hydraulikspeichers. Zur Abführung der Rückleistung wird Hydraulikflüssigkeit in den Speicher abgeführt, beispielsweise mittels einer verstellbaren Hydraulikpumpe der hydraulischen Bremse in den Speicher gefördert. Der in das Speichermittel abgeführte Volumenstrom ist beispielsweise über die Hydraulikpumpe derart steuerbar bzw. regelbar, sodass zumindest ein Teil der Rückleistung abgeführt wird und sich nicht auf das Antriebsaggregat auswirkt.
Die Vorausberechnung der Rückleistung erfolgt in einem bevorzugten Fall unter Berücksichtigung des im Hydraulikkreis anliegenden Lastdruckes. Bevorzugt wird der eingebrachte Lastdruck während des Stillstands der Arbeitshydraulik erfasst, besonders bevorzugt unmittelbar vor dem Eintritt der die Rückleistung hervorrufenden Antriebsbetätigung. Grundsätzlich lässt sich der Lastdruck jeder Zeit ermitteln und als Referenzwert abspeichern. In der Regel fällt eine Windenbremse unmittelbar nach dem Heben der Last ein, die erst kurz vor einem nachfolgenden Heben- bzw. Senkenvorgang gelöst wird. Die Erfassung des Lastdruckes muss folglich mit der Windenbremse abgestimmt werden, insbesondere derart, dass die Lastdruckmessung entweder kurz vor dem Einfallen der Bremse oder unmittelbar nach dem Lösen der Bremse erfolgt.
Sofern keine Änderung der Last eintritt, kann der gespeicherte Referenzdruck als Lastdruck Verwendung finden. Dies gilt beispielsweise für den Fall, dass die aufgenommene Last in eine bestimmte Hubhöhe angehoben wurde. In diesem Zustand ist davon auszugehen, dass sich die angehängte Last nicht mehr ändert. Anhand des sich in dieser Situation einstellenden Lastdruckes im Hydrauliksystem kann auch die mögliche Rückleistung bestimmt werden, die sich beim Absenken der Last einstellen wird. Insbesondere wird der Druck innerhalb des Hydraulikkreislaufs vor und während dem Losfahren der Winde in Richtung Senken herangezogen.
Idealerweise wird die zu erwartende Rückleistung für den Fall vorausberechnet, dass das Ansteuersignal für den rückspeisenden Antrieb eine maximale Antriebsbewegung zulässt, das heißt der Maschinenbediener den Antrieb vollständig freischaltet, sodass die größtmögliche Rückleistung in das Hydrauliksystem einspeisbar ist.
Wie eingangs bereits erwähnt wurde, kann sich das Hydrauliksystem aus unterschiedlichen Komponenten zusammensetzten, beispielsweise werden mehrere Hydraulikpumpen durch ein gemeinsames Antriebsaggregat angetrieben. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass von einem Verbrennungsmotor über ein Verteilergetriebe mehrere Hydraulikpumpen angetrieben werden. Unter diesen Voraussetzungen sind bei der Berechnung der Rückleistung die einzelnen Wirkungsgrade des gesamten Antriebsstrangs bzw. bestimmter Teilkomponenten zu berücksichtigen, beispielsweise mögliche Verlustmomente innerhalb des Verteilergetriebes und/oder Hydraulikpumpen und/oder Hydraulikantriebe und/oder weiterer Komponenten.
Idealerweise wird die Bremsleistung für die Ansteuerung der hydraulischen Bremse unter Berücksichtigung der vorausberechneten Rückleistung und des Schleppmomentes des Verbrennungsmotors berechnet. Besonders bevorzugt entspricht die berechnete Bremsleistung der Rückleistung abzüglich des Schleppmomentes.
Mit dem überschüssigen Anteil der Rückleistung in Höhe der Schleppleistung wird das Antriebsaggregat angetrieben. Die notwendige Schleppleistung wird vollständig durch die Rückleistung kompensiert, was zu einer Spritersparnis des Antriebsaggregates führt. Zudem muss dadurch weniger Rückleistung durch die hydraulische Bremse vernichtet werden. Die bremsbedingte Erwärmung des Hydraulikmediums kann reduziert werden. Es stellt sich ein deutlich effizienterer Betrieb des Hydrauliksystems ein.
Sinnvollerweise werden bei der Berechnung der Rückleistung abzüglich des Schleppmomentes noch die Wirkungsgrade des Antriebsstranges einkalkuliert.
Denkbar ist es, dass die maximale Rückleistung, das heißt die Senkengeschwindigkeit, zusätzlich auf einen bestimmten Wert begrenzt wird. Die maximal zulässige Rückleistung kann größer oder gleich der Antriebsleistung sein, die für eine entgegengesetzte Antriebsrichtung erbracht werden muss. Beispielsweise ist die maximale Senkgeschwindigkeit einer Last mit der Hebengeschwindigkeit bei gleicher Last gleichgesetzt oder sogar größer.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die hydraulische Bremse auch über den Verbrennungsmotor ansteuerbar ist, so z. B. für den Fall, dass ein Überdrehen des Verbrennungsmotors erkannt wird. Somit wird ein Überdrehen des Dieselmotors frühzeitig erkannt und verhindert, ohne dass der kausale Zusammenhang für das Überdrehen des Aggregates bekannt sein muss. Unter Umständen kann es zum Überdrehen des Aggregates aufgrund eines explosiven Gasgemisches kommen, das durch den Motor angesaugt wird. Ein derartiges Vorkommnis ist im Voraus kaum zu erkennen und zu verhindern. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung wird reaktionsschnell eine Gegenmaßnahme eingeleitet. Einer das Verfahren ausführenden Steuereinheit wird dazu stets ein Messwert der aktuellen Drehzahl des Motors zugeführt.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Arbeitsmaschine, bevorzugt eine Baumaschine oder einen Kran, besonders bevorzugt einen Seilbagger oder Hafenkran, mit einer Steuerung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Offensichtlich entsprechen die Vorteile und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine denen des erfindungsgemäßen Verfahrens, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird.
Weiter betrifft die Erfindung eine auf einem Datenträger gespeicherte Steuerungssoftware zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die vorgenannten Vorteile und Eigenschaften treffen damit ohne Einschränkung auch auf die erfindungsgemäße Steuerungssoftware zu. Die Steuerungssoftware ist auf einer Steuereinheit einer Arbeitsmaschine, insbesondere eines Krans oder einer Baumaschine bzw. Seilbaggers, installierbar.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung des hydraulischen Antriebes der erfindungsgemäßen Baumaschine,
2: einen schematischen Aufbau der notwendigen Komponenten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
3: eine schematische Darstellung der notwendigen Verfahrensschritte zur Vorberechnung der Rückleistung.
1 zeigt den schematischen Aufbau des Hydrauliksystems eines Krans oder eines Seilbaggers. Der Kran oder der Seilbagger besitzt einen Antriebsmotor 10, typischerweise einen Dieselmotor, der über ein Verteilergetriebe 20 eine Vielzahl an Hydraulikpumpen 30, 30' antreibt. Die konkrete Anzahl der Hydraulikpumpen 30, 30' ist für die Umsetzung der Erfindung irrelevant. Motor 10 und Verteilergetriebe 20 bilden das Antriebsaggregat.
Die Hydraulikpumpen 30, 30' versorgen jede für sich wenigstens einen Hydromotor 40, 40' mit dem notwendigen Betriebsdruck. Die Arbeitshydraulik wird durch die Hydraulikpumpen 30, 30', die Hydromotoren 40, 40' sowie etwaiger Hydraulikkomponenten, beispielsweise Ventile, Schlauchverbindung etc. gebildet. Jeder Hydromotor 40, 40' treibt eine entsprechende Komponente des Krans bzw. des Seilbaggers, beispielsweise in Form einer Seilwinde 50, 50' an. Die gesamte Darstellung aus Antriebsaggregat, Arbeitshydraulik und Arbeitsmitteln (Winden) wird als Antriebsstrang bezeichnet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte System begrenzt. Anwendung findet das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise überall dort, wo eine entsprechende Rückleistung in die Arbeitshydraulik rückgespeist wird und möglicherweise zu einem Überdrehen des eingesetzten Verbrennungsmotors 10 führen kann.
Zur besseren Verdeutlichung wird jedoch ausschließlich auf das in 1 dargestellte System Bezug genommen und das Szenario anhand einer Hubseilwinde 50 zum Ab- und Anheben und Absenken einer Last erläutert. Die Implementierung des Verfahrens ist nicht auf eine bestimmte Pumpenanzahl bzw. Verbraucheranzahl begrenzt, der Einfachheit halber wird im Folgenden jedoch nur von einer einzige Winde 50, einem Hydromotor 40 sowie der Pumpe 30 gesprochen.
Die Winde 50 befindet sich im sogenannten geschlossenen Hydraulikkreislauf. Das bedeutet, dass das von der Pumpe 30 geförderte Öl zum Motor 40 und von dort wieder zurück zur Pumpe 30 zurückfließt. Das Hydrauliköl wird somit im geschlossenen Kreis gepumpt. Die Flussrichtung des Hydrauliköles kann durch die Pumpe 30 vorgegeben werden, sodass die Winde 50 in beiden Richtungen gedreht werden kann. Mit der Seilwinde 50 wird eine Last angehoben oder abgesenkt.
Aufgrund des Aufbaus in Form eines geschlossenen Hydraulikkreises liefert die Winde 50 beim Absenken der Last Leistung an das Antriebssystem zurück. Die Höhe der zurückgelieferten Leistung ist abhängig von der Hubhöhe und von der Geschwindigkeit mit der die Last abgesenkt wird.
Beim Absenken der Last wird die durch den Hydromotor 40 generierte Rückleistung über die Hydraulikpumpe 30 und das Verteilergetriebe 20 bis zum Dieselmotor 10 übertragen. Übersteigt die zurückgelieferte Rückleistung den Betrag der Schleppleistung des Dieselmotors 10 bzw. des gesamten Antriebsaggregates, so wird der Motor 10 durch die zurückgelieferte Leistung angetrieben. Entspricht die Last an der Winde 50 der Maximallast oder nahezu der Maximallast, kann es durch die zurückgelieferte Leistung zum Überdrehen des Dieselmotors 10 kommen.
Die überschüssige Leistung, die von der Winde 50 in das System zurückgespeist wird, wird mittels einer hydraulischen Bremse 80 vernichtet. Die Bremse 80 umfasst eine mit dem Verteilergetriebe 20 gekoppelte Hydraulikpumpe 60, die Hydrauliköl aus dem Tank über ein Druckbegrenzungsventil 70 zurück in den Tank fördert. Durch diese Maßnahme kann die überschüssige Energie in Form von Wärme an das Hydrauliköl abgegeben werden. Die Durchflussmenge und Druck des Druckbegrenzungsventils 70 sowie die Fördermenge der Pumpe 60 sind regelbar, um die Bremswirkung anzupassen und den Anteil der vernichteten Rückleistung einstellen zu können.
Die Einstellung des Ventils 70 und der Pumpe 60 erfolgt dabei unter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die notwendigen Verfahrensschritte sollen anhand der 2 erläutert werden.
Die geförderte Ölmenge der Hydraulikpumpe 60 und/oder die Durchlassmenge des Druckbegrenzungsventils 70 soll in Abhängigkeit der benötigten Bremsleistung eingestellt werden. Dazu wird im Block 100 die zu erwartende Rückleistung der Winde 50 vorausberechnet, und zwar anhand des Lastdruckes des Hydrauliksystems, der vor und während dem Freischalten der Winde 50 zum Ablassen des Hubseiles gemessen wird.
Dazu wertet der Block 100 den Ansteuerstrom des Meisterschalters 90 aus, über den die Winde 50 in Richtung Senken betätigbar ist. Anhand des Ansteuerstroms ist nicht nur die Richtung der Winde, sondern zudem die eingestellte Absenkgeschwindigkeit ermittelbar. Gleichzeitig wird der Lastdruck im Hydraulikkreislauf der Pumpe 30 und des Hydromotors 40 gemessen. Der Druckwert vor dem Losfahren entspricht dem Druckwert beim letzten Stehenbleiben der Winde 50, sodass dieser Wert bereits im System hinterlegt und für die spätere Berechnung herangezogen werden kann. Seit dem letzten Stillstand der Winde 50 in der Zielhubhöhe kann sich die Last an der Winde 50 im Regelfall nicht geändert haben.
Es wird nun im Block 100 die zu erwartende Rückleistung vorausberechnet, die von der Winde 50 zurückgeliefert werden wird, wenn das Ansteuersignal (Ansteuerstrom) durch den Maschinenführer mithilfe des Meisterschalters 90 auf 100% Richtung Senken gestellt wird.
Der Block 100 erhält vom Dieselmotor 10 zusätzlich Informationen über die Schleppleistung des Antriebsaggregates bestehend aus Dieselmotor 10 und Verteilergetriebe. In Abhängigkeit der erhaltenen Parameter kann der Block 100 die notwendige Bremsleistung vorberechnen und die Pumpe 60 sowie das Ventil 70 der Bremse 80 optimal einstellen.
Wenn die Vorberechnung ergibt, dass die zu erwartende Rückleistung höher ist als die Schleppleistung des Antriebsaggregates 10, 20, wird die Bremse 80 bereits auf eine minimale Bremsleistung aktiviert, damit sie, falls der Bediener mit dem Ansteuersignal weiter Richtung Senken aussteuert, sofort die berechnete Bremsleistung auf das Antriebsaggregat 10, 20 einbringen kann. Dadurch kann mit der Winde 50 schneller Senken gefahren werden ohne dass der Dieselmotor 10 überhaupt einmal durch Rückleistung angetrieben und seine Drehzahl unerwünscht erhöht wird.
Der Aufbau des Blockes 100 ist der 3 zu entnehmen. Die Rückleistung wird im Modul 200 anhand des gespeicherten Lastdruckes sowie dem maximal möglichen Fördervolumens des als Pumpe agierenden Hydromotors 40 bestimmt. Unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade des Antriebstranges wird im Block 200 die maximal mögliche Rückleistung der Winde 50 berechnet und and das Module 300 ausgegeben. Das Modul 300 subtrahiert von der zu erwartenden Rückleistung unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade die notwendige Schleppleistung des Antriebsaggregates 10, 20 und leitet den ermittelten Wert an das Modul 400 weiter. Vorteilhafterweise kann mit diesem verbleibenden Anteil der Rückleistung in Höhe der Schleppleistung der Motor 10 angetrieben werden. Die notwendige Schleppleistung des Antriebsaggregates 10, 20 muss nicht selbst von diesem erbracht werden, was einerseits zu einer Spritersparnis führt und andererseits die über die hydraulische Bremse 80 als Wärme an das Hydrauliköl abgegebene Energiemenge reduziert.
Die im Block 300 berechnete Bremsleistung entspricht der Bremsleistung bei maximaler Ansteuerung der Winde 50 in Senkenrichtung. Im Block 400 kann daher noch eine Abstimmung der Steuerparameter für die Bremse 80 unter Berücksichtigung der tatsächlichen Ansteuerung der Winde erfolgen.
Die maximale Senkgeschwindigkeit mit der sich die Winde 50 ansteuern lässt, wird zusätzlich auf einen bestimmten Wert begrenzt. Diese maximale Geschwindigkeit kann aber mit der Hebengeschwindigkeit bei gleicher Last gleichgesetzt werden oder sogar schneller sein. Die Höhe der zu vernichtenden Leistung errechnet sich automatisch wie bereits erwähnt durch den aktuellen oder gespeicherten Lastdruck und die maximale Senkengeschwindigkeit bei 100% Ansteuerung durch den Meisterschalter 90.
Zusätzlich wird jedoch auch die tatsächliche Motordrehzahl des Dieselmotors 10 überwacht. Dem Block 100 wird dazu stets die erfasste Drehzahl direkt vom Dieselmotor 10 mitgeteilt. Wird ein Überdrehen des Dieselmotors 10 erkannt, so kann die Bremse 80 auch ohne Kenntnis über die Ursache der Überdrehzahl aktiviert werden. Der Motor 10 könnte beispielsweise durch Ansaugen eines explosiven Gases hochdrehen, was konsequent durch die Ansteuerung der hydraulischen Bremse 80 unter Berücksichtigung der tatsächlichen Motordrehzahl verhindert werden kann.

Claims

Verfahren zur Verhinderung einer Überdrehzahl eines Antriebsaggregates, das eine Arbeitshydraulik einer Arbeitsmaschine, insbesondere Baumaschine oder Kran, antreibt, wobei eine zu erwartende in die Arbeitshydraulik rückgespeiste Rückleistung wenigstens eines hydraulischen Verbrauchers vorausberechnet wird und die Bremsleistung einer hydraulischen Bremse in Abhängigkeit dieser vorausberechneten Rückleistung angesteuert und/oder geregelt wird, um die Rückleistung zumindest teilweise abzuführen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Rückleistung um Hydraulikenergie handelt, die von ein oder mehreren Hydraulikantrieben, insbesondere zum Antrieb ein oder mehrerer Arbeitsmittel, beim Absenken einer Last in die Arbeitshydraulik zurückgespeist wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Bremse eine Hydraulikpumpe umfasst, die Hydraulikflüssigkeit über ein steuerbares und/oder regelbares Druckbegrenzungsventil pumpt, und/oder wenigstens einen Hydraulikspeicher umfasst, in den Hydraulikflüssigkeit zur Abführung der Rückleistung förderbar ist, insbesondere mittels wenigstens einer Hydraulikpumpe der hydraulischen Bremse.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückleistung unter Berücksichtigung des anliegenden oder gespeicherten Lastdruckes in der Arbeitshydraulik vorausberechnet wird, vorzugsweise unter Berücksichtigung des Lastdruckes, der sich während eines Stillstandes des Hydraulikantriebes und/oder unmittelbar vor dem Eintritt der die Rückleistung hervorrufenden Antriebsbetätigung einstellt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkungsgrade des Antriebstranges bei der Vorausberechnung der Rückleistung berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsleistung unter Berücksichtigung der vorausberechneten Rückleistung und des Schleppmomentes des Antriebsaggregates berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die berechnete Bremsleistung der Rückleistung abzüglich des Schleppmomentes des Antriebsaggregates entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Senkengeschwindigkeit, d. h. die Rückleistung ein oder mehrerer Hydraulikantriebe auf einen Maximalwert begrenzt wird, wobei dieser Maximalwert gleich oder größer der entgegengesetzten maximalen Antriebsleistung des oder der Hydraulikantriebe, d. h. der Hebengeschwindigkeit, ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Bremse aktiviert wird, wenn eine Überdrehzahl des Verbrennungsmotors erkannt wird.
Arbeitsmaschine, insbesondere Seilbagger oder Kran, mit einer Steuerung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Auf einem Datenträger gespeicherte Steuerungssoftware zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuerungssoftware auf einer Steuerung einer Baumaschine, insbesondere Kran oder Bagger, installierbar ist.