DE102019203726A1

DE102019203726A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine, Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102019203726A1
Application number: DE102019203726.7A
Authority: DE
Inventors: Rico Glöckner; Migen Bebeti; Jürgen Legner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2020-09-24
Also published as: WO2020187905A1; US20220144057A1; CN113573964A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) einer Arbeitsmaschine, wobei der Antriebsstrang (1) einen Arbeitsantrieb (2) und einen Fahrantrieb (6) umfasst, wobei der Arbeitsantrieb (2) von einem ersten Elektromotor (3) angetrieben wird und wobei der Fahrantrieb (6) von einem zweiten Elektromotor (7) angetrieben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Fahrantrieb (6) zusätzlich vom ersten Elektromotor (3) angetrieben wird (34), wenn mindestens ein Leistungskriterium des Fahrantriebs (6) erfüllt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen entsprechenden Antriebsstrang (1) und eine Arbeitsmaschine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, einen Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10 sowie eine entsprechende Arbeitsmaschine.
Im Stand der Technik sind bereits elektrisch angetriebene Arbeitsmaschinen, wie etwa Radlader, Kompaktlader, Teleskoplader, Dumper oder auch Bagger, bekannt. Derartige elektrisch angetriebene Arbeitsmaschinen sind entweder reinelektrisch angetrieben, d.h. sie verfügen für ihre Energieversorgung ausschließlich über eine elektrische Batterie bzw. einen elektrischen Akkumulator. Oder aber sie sind dieselelektrisch angetrieben, was bedeutet, dass die benötigte Energie von einem dieselgetriebenen Generator, üblicherweise in Verbindung mit einem elektrischen Pufferspeicher, wie z.B. einem entsprechend dimensionierten Kondensator, bereitgestellt wird. In allen Fällen jedoch wird die für den Fahrantrieb und den Arbeitsantrieb benötigte mechanische Leistung von einem oder mehreren Elektromotoren erbracht. Weiterhin sind auch hybrid-elektrische Arbeitsmaschinen bekannt, bei denen die benötigte mechanische Leistung in erster Linie von einem Verbrennungsmotor, üblicherweise einem Dieselmotor, erbracht wird. Ein zusätzlich vorgesehener Elektromotor übernimmt hier typischerweise eine sog. Boost-Funktion.
In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 20 2014 000 738 U1 einen rein elektromotorisch angetriebener Radlader, der einen ersten Elektromotor für einen Fahrantrieb und einen zweiten Elektromotor für einen Arbeitsantrieb aufweist.
Aus der EP 0 962 597 A2 ist eine batteriebetriebene Arbeitsmaschine bekannt, welche für den Fahrantrieb zwei Elektromotoren aufweist und einen weiteren Elektromotor für den Arbeitsantrieb aufweist. Die zwei Elektromotoren für den Fahrantrieb sind in die Vorderachse integriert, wobei jeder Elektromotor ein Rad antreibt.
Die bekannten elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschinen sind jedoch dahingehend nachteilbehaftet, als dass der bzw. die für den Fahrantrieb vorgesehenen Elektromotoren ebenso wie der für den Arbeitsantrieb vorgesehene Elektromotor jeweils dazu ausgelegt sind, in jeder Situation die maximale Fahrleistung bzw. die maximale Arbeitsleistung aufbringen zu können. Diese starre Auslegung führt zur Verwendung entsprechend leistungsstarker und damit schwerer und teurer Elektromotoren.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine, wobei der Antriebsstrang einen Arbeitsantrieb und einen Fahrantrieb umfasst, wobei der Arbeitsantrieb von einem ersten Elektromotor angetrieben wird und wobei der Fahrantrieb von einem zweiten Elektromotor angetrieben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Fahrantrieb zusätzlich vom ersten Elektromotor angetrieben wird, wenn mindestens ein Leistungskriterium des Fahrantriebs erfüllt wird.
Die Erfindung beschreibt also ein Verfahren, welches das Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine betrifft, wobei der Antriebsstrang aus zwei voneinander unabhängig betreibbaren Antrieben, nämlich dem Arbeitsantrieb und dem Fahrantrieb, besteht. Jedem dieser beiden Antriebe, dem Arbeitsantrieb wie auch dem Fahrantrieb, ist jeweils ein eigener Elektromotor zugeordnet. Das Zurückgreifen auf zwei voneinander unabhängige Elektromotoren zum Ersetzen eines einzelnen Verbrennungsmotors ist dabei im Stand der Technik üblich, da Verbrennungsmotoren in der Regel leistungsstärker ausgebildet sein können als Elektromotoren. Um nun eine größere Flexibilität hinsichtlich der Leistungsdimensionierung des ersten und des zweiten Elektromotors zu erhalten, schlägt die Erfindung vor, die starre Zuordnung des ersten Elektromotors ausschließlich zum Arbeitsantrieb aufzubrechen. Entsprechend wird es erfindungsgemäß ermöglicht, den Fahrantrieb in Abhängigkeit mindestens eines Leistungskriteriums des Fahrantriebs zusätzlich vom ersten Elektromotor anzutreiben.
Die Erfindung führt also zu dem Vorteil, dass der dem Fahrantrieb zugeordnete zweite Elektromotor vergleichsweise leistungsschwächer und damit leichter, kleiner und kostengünstiger ausgebildet sein kann als im Stand der Technik üblich, weil bei Erfüllung des mindestens einen Leistungskriteriums zusätzlich auf vom ersten Elektromotor bereitgestellte Leistung zum Betrieb des Fahrantriebs zurückgegriffen werden kann. Ein erfindungsgemäß betriebener Antriebsstrang hat somit Kosten- und Gewichtsvorteile gegenüber bekannten gattungsgemäßen Antriebssträngen.
Das mindestens eine Leistungskriterium ist dabei bevorzugt das Überschreiten einer bestimmten Leistungsschwelle, wobei die Leistungsschwelle ihrerseits durch Randbedingungen geprägt sein kann.
Beispielsweise kann ein Leistungskriterium erfüllt sein, wenn der Fahrantrieb, d.h. also der zweite Elektromotor, bei 80 % oder mehr seiner Maximalleistung betrieben wird. In diesem Arbeitsbereich reduziert sich typischerweise der Wirkungsgrad eines Elektromotors und der Verschleiß des Elektromotors nimmt durch die hohe Belastung zu, so dass es effizienter und sinnvoller sein kann, den Fahrantrieb zusätzlich vom ersten Elektromotor anzutreiben, damit beide Elektromotoren, d.h. der erste und der zweite Elektromotor, in einem vergleichsweise effizienteren Arbeitsbereich betrieben werden können.
Ganz allgemein kann das mindestens eine Leistungskriterium immer dann erfüllt sein, wenn der zweite Elektromotor eine angeforderte Leistung nicht alleine bereitstellen kann oder wenn der zweite Elektromotor durch Hinzuziehen des ersten Elektromotors in einem effizienteren Arbeitsbereich betrieben werden kann.
Mögliche Randbedingungen, welche die Leistungsschwelle in die eine oder andere Richtung beeinflussen können, sind beispielsweise eine Motortemperatur, ein Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers oder eine Leistungsanforderung des Arbeitsantriebs an den ersten Elektromotor. Ebenso können Steigungen des Untergrunds als Randbedingungen vorgesehen sein, beispielsweise kann bei einer Bergauffahrt wegen des höheren Leistungsbedarfs des Fahrantriebs ein Leistungskriterium früher erfüllt sein als bei einer Bergabfahrt.
Denkbar und bevorzugt ist auch nicht nur das Bereitstellen eines einzelnen ersten bzw. zweiten Elektromotors, sondern auch mehrerer erster bzw. zweiter Elektromotoren, die z.B. über ein Summiergetriebe miteinander gekoppelt sein können oder über jeweils einzelne Triebanbindungen trieblich lösbar mit der ersten bzw. zweiten Getriebeanordnung verbunden sein können.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Arbeitsantrieb weiterhin ein Arbeitsgetriebe umfasst und der Fahrantrieb weiterhin ein Fahrgetriebe umfasst. Dabei treibt der erste Elektromotor über das Arbeitsgetriebe den Arbeitsantrieb an und der zweite Elektromotor über das Fahrgetriebe den Fahrantrieb.
Der Arbeitsantrieb umfasst bevorzugt weiterhin eine hydraulische Pumpe, welche unmittelbar oder über das Arbeitsgetriebe vom ersten Elektromotor angetrieben wird. Die hydraulische Pumpe wiederum erzeugt einen hydraulische Druck und einen hydraulischen Strom, welche zum Betrieb des Arbeitsantriebs verwendet werden. Der Arbeitsantrieb ist damit ein elektro-hydraulischer Arbeitsantrieb, der durch den ersten Elektromotor angetrieben wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das mindestens eine Leistungskriterium das Überschreiten einer Grenzgeschwindigkeit ist. Die Grenzgeschwindigkeit ist dabei eine vorgebbare Geschwindigkeit, die z.B. je nach Beschaffenheit der Arbeitsmaschine, nach dem Untergrund, auf dem sich die Arbeitsmaschine fortbewegt oder auch abhängig davon, ob sie die Arbeitsmaschine in einem Schub- oder Zugbetrieb befindet, vorgegeben werden kann. Insbesondere kann die Grenzgeschwindigkeit auch von einer entsprechend ausgebildeten Steuereinheit ständig neu ermittelt werden. Das Heranziehen der Grenzgeschwindigkeit als Leistungskriterium führt zu dem Vorteil, dass vergleichsweise einfach anhand einer Geschwindigkeitsbestimmung der Arbeitsmaschine bestimmt werden kann, ob der zweite Elektromotor in einem ungünstigen Leistungsbereich betrieben wird. Das Erreichen und Halten einer bestimmten Geschwindigkeit durch den Fahrantrieb der Arbeitsmaschine ist nämlich notwendigerweise mit dem Aufbringen einer bestimmt Leistung durch den zweiten Elektromotor verbunden, womit sich die Fahrgeschwindigkeit besonders gut zum Definieren des Leistungskriteriums eignet. Sobald die Grenzgeschwindigkeit überschritten wird, wird auf eine entsprechend hohe Leistungsbelastung des zweiten Elektromotors erkannt und der Fahrantrieb wird zusätzlich vom ersten Elektromotor angetrieben.
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass das mindestens eine Leistungskriterium das Überschreiten einer Grenzbeschleunigung ist. Das Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit setzt zunächst eine entsprechende Beschleunigung voraus, wobei die Beschleunigung üblicherweise mehr noch als das Halten einer Geschwindigkeit mit dem Aufbringen einer vergleichsweise großen Leistung durch den zweiten Elektromotor verbunden ist. Somit kann vorteilhaft auch bei Erreichen einer bestimmten Beschleunigung das mindesten eine Leistungskriterium erfüllt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das mindestens eine Leistungskriterium das Überschreiten einer Grenzdauer ist, während welcher der zweite Elektromotor in einem Leistungsspitzenbereich betrieben wird. Unter einer Grenzdauer wird dabei eine vorgebbare Zeitdauer verstanden, beispielsweis 5 s. Unter einem Leistungsspitzenbereich wird z.B. ein Betrieb im Bereich zwischen 75 % und 100 % der Maximalleistung des zweiten Elektromotors verstanden, insbesondere ein Betrieb im Bereich zwischen 90 % und 100 % der Maximalleistung des zweiten Elektromotors. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass je nach vorgebbarer Zeitdauer ein längerfristiger Betrieb des zweiten Elektromotors in einem ineffizienten und hoch belasteten Arbeitsbereich vermieden wird, indem zusätzliche Leistung durch den ersten Elektromotor für den Fahrantrieb bereitgestellt wird. Zugleich kann aber auch ein vergleichsweise unruhiger Betrieb des Fahrantriebs vermieden werden, indem zunächst das Verstreichen der Grenzdauer abgewartet wird, bevor der erste Elektromotor zusätzlich zum Betrieb des Fahrantriebs herangezogen wird. Ein ständiges Zuschalten bzw. Abschalten des ersten Elektromotors für den Fahrantrieb wird somit vermieden. Beispielsweise führt eine nur kurzfristige Beschleunigung des Fahrantriebs, welche dem zweiten Elektromotor mehr als 75 % seiner Maximalleistung abverlangt, nicht sofort zum Zuschalten des ersten Elektromotors zum Antreiben des Fahrantriebs.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das mindestens eine Leistungskriterium das Überschreiten einer Grenzgangstufe eines Fahrgetriebes ist. Unter einer Grenzgangstufe wird dabei eine vorgebbare Gangstufe aus einer Vielzahl von Gangstufen des Fahrgetriebes verstanden. Jede Gangstufe stellt ein individuelles Geschwindigkeitsspektrum zur Verfügung, anhand dessen bereits Rückschlüsse auf die vermutlich vom Fahrantrieb bereitzustellende Leistung gezogen werden können. Wenn eine entsprechend hohe Gangstufe überschritten wird, beispielsgemäß die Grenzgangstufe, so ist davon auszugehen, dass die Arbeitsmaschine sich mit einer von dieser Grenzgangstufe abhängigen Mindestgeschwindigkeit fortbewegen wird. Abhängig vom voraussichtlichen Leistungsbedarf, der mit der Mindestgeschwindigkeit dieser Grenzgangstufe verbunden ist, gilt das mindestens eine Leistungskriterium als erfüllt.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass eine Betätigung einer Kupplung des Fahrgetriebes gleichzeitig ein Schließen einer Verbindungskupplung auslöst, wobei die Verbindungskupplung den ersten Elektromotor trieblich mit dem Fahrantrieb koppelt, so dass der Fahrantrieb zusätzlich vom ersten Elektromotor angetrieben werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Grenzgeschwindigkeit maximal 20 km/h beträgt. Dies hat sich als gut geeignet erwiesen.
Ganz besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Grenzgeschwindigkeit maximal 16 km/h, insbesondere 12 km/h beträgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Arbeitsantrieb vom ersten Elektromotor permanent angetrieben wird.
Unter dem Begriff „permanent angetrieben“ wird dabei eine permanente Kopplung des Arbeitsantriebs an den ersten Elektromotor verstanden, die nicht durch eine zwischengeschaltete Kupplung getrennt werden kann. Es versteht sich von selbst, dass im Stillstand der Arbeitsmaschine bzw. im Stillstand ersten Elektromotors kein Antrieb des Arbeitsantriebs erfolgt. Dieser permanente Antrieb bzw. diese permanente Kopplung ist insbesondere im Hinblick auf eine dauerhaft benötigte Lenkunterstützung der Arbeitsmaschine von Vorteil.
Eine vom Arbeitsantrieb benötigte und dem Arbeitsantrieb zugeführte Leistung wird bevorzugt über einen jeweils an den Leistungsbedarf angepassten, einstellbaren Betriebspunkt des ersten Elektromotors bereitgestellt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Leistungszufuhr des ersten Elektromotors an den Arbeitsantrieb über eine stellbare Kolbenhubhöhe einer hydraulischen Pumpe eingestellt oder eingeregelt wird, wenn der Fahrantrieb zusätzlich vom ersten Elektromotor angetrieben wird. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die dem Arbeitsantrieb bereitgestellte Leistung des ersten Elektromotors auch dann noch an den vom Arbeitsantrieb tatsächlich benötigten Leistungsbedarf anpassbar ist, wenn der erste Elektromotor zusätzlich den Fahrantrieb antreibt. Die Drehzahl des ersten Elektromotors kann somit vorteilhaft nach dem Bedarf des Fahrantriebs eingestellt werden, da über die stellbare Kolbenhubhöhe der hydraulischen Pumpe des Arbeitsantriebs die dem Arbeitsantrieb zur Verfügung gestellte Leistung unabhängig von der vom ersten Elektromotor bereitgestellten Leistung eingestellt werden kann. Eine große Kolbenhubhöhe führt dabei zur Erzeugung einer großen erzeugten hydraulischen Leistung während eine geringe Kolbenhubhöhe entsprechend zu einer geringen erzeugten hydraulischen Leistung führt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Fahrantrieb ausschließlich dann zusätzlich vom ersten Elektromotor angetrieben wird, wenn dem Arbeitsantrieb eine von diesem benötigte Leistung vom ersten Elektromotor bereitgestellt werden kann. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass in jedem Fall sichergestellt ist, dass der Arbeitsantrieb jederzeit die benötigte und von einem Bediener der Arbeitsmaschine angeforderte Leistung erhält, so dass ein plötzlicher und insbesondere für den Bediener unerwarteter Leistungseinbruch des Arbeitsantriebs vermieden werden kann. Ein für den Bediener unerwarteter Leistungseinbruch des Arbeitsantriebs könnte ansonsten zum Auftreten einer Gefahrensituation führen, beispielsweise wenn eine vom Arbeitsantrieb betriebene Hebevorrichtung der Arbeitsmaschine die zum Halten einer angehobenen Last notwendige Leistung nicht mehr erhält. Ein kurzzeitiger Leistungseinbruch im Fahrantrieb hingegen führt üblicherweise nicht zum Auftreten einer Gefahrensituation.
Dem vollständigen Entsprechen der Leistungsanforderung des Arbeitsantriebs durch den ersten Elektromotor kommt insbesondere Bedeutung in Situationen zu, in denen gleichermaßen vom Fahrantrieb wie auch vom Arbeitsantrieb vergleichsweise hohe Leistungsanforderungen gestellt werden, welche vom ersten Elektromotor in Summe jedoch nicht mehr bereitgestellt werden können. Wenn also die angeforderte Leistung die vom ersten Elektromotor maximal bereitstellbare Leistung übersteigt, wird zunächst die Anforderung des Arbeitsantriebs vollständig erfüllt. Eine verbleibende, noch bereitstellbare Restleitung des ersten Elektromotors wird dann dem Fahrantrieb zur Verfügung gestellt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass auch der Arbeitsantrieb zusätzlich vom zweiten Elektromotor angetrieben wird, wenn mindestens ein Leistungskriterium des Arbeitsantriebs erfüllt wird. Somit wird in Umkehrung der bisher geschilderten Verfahrensschritte also Leistung vom zweiten Elektromotor zum Arbeitsantrieb übertragen. Dazu kann auf die ohnehin zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehende Triebverbindung zurückgegriffen werden, allerdings in umgekehrter Kraftflussrichtung. Das mindestens eine Leistungskriterium entspricht bevorzugt einer Leistungsschwelle, wie sie im Zusammenhang mit dem mindestens einen Leistungskriterium des Fahrantriebs beschrieben wurde. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem zusätzlichen Antrieb des Fahrantriebs durch den ersten Elektromotor genannten Vorteile umgekehrt auch für den Arbeitsantrieb.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine, wobei der Antriebsstrang einen Arbeitsantrieb mit einem Arbeitsgetriebe sowie mit einem ersten Elektromotor umfasst und einen Fahrantrieb mit einem Fahrgetriebe sowie mit einem zweiten Elektromotor umfasst, wobei der Arbeitsantrieb über das Arbeitsgetriebe vom ersten Elektromotor antreibbar ist und wobei der Fahrantrieb über das Fahrgetriebe vom zweiten Elektromotor antreibbar ist. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang zeichnet sich dadurch aus, dass über eine Verbindungskupplung zwischen dem Arbeitsantrieb und dem Fahrantrieb eine Triebverbindung herstellbar ist. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang ermöglicht somit die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, was zu den bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteilen führt.
Die Triebverbindung kann dabei prinzipiell über eine beliebige Stelle des vom ersten Elektromotor angetriebenen Arbeitsantriebs zu einer beliebigen Stelle des Fahrantriebs erfolgen. Beispielsweise kann die Triebverbindung von einer Motorwelle des ersten Elektromotors über die Verbindungskupplung direkt zu einer Abtriebswelle des Fahrantriebs erfolgen. Ebenso kann die Triebverbindung aber auch von einer Abtriebswelle des Arbeitsantriebs über die Verbindungskupplung zu einer bestimmten Gangstufe des Fahrantriebs erfolgen.
Bevorzugt weist zumindest das Fahrgetriebe eine Vielzahl von als Vorwärtsgänge und mindestens eine als Rückwärtsgang ausgebildete Gangstufe auf. Besonders bevorzugt entspricht die Zahl der Vorwärtsgänge der Zahl der Rückwärtsgänge. Auch das Arbeitsgetriebe kann mehr als nur eine als Vorwärtsgang ausgebildete Gangstufe aufweisen. Darüber hinaus sind auch eine oder mehrere als Rückwärtsgang ausgebildete Gangstufen des Arbeitsgetriebes denkbar.
Das Fahrgetriebe bzw. das Arbeitsgetriebe können wahlweise in Planetenbauweise oder in Vorgelegebauweise ausgeführt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Triebverbindung vom ersten Elektromotor zum Fahrantrieb über eine Zwischenwelle für eine Drehrichtungsangleichung verläuft. Die Drehrichtungsangleichung ist eine notwendige Voraussetzung, um den Fahrantrieb zusätzlich über den ersten Elektromotor antreiben zu können. Indem auf eine Zwischenwelle zur Drehrichtungsangleichung zurückgegriffen wird, muss die Drehrichtung des ersten Elektromotors selbst nicht geändert werden, was den Vorteil mit sich bringt, dass eine hydraulische Pumpe des Arbeitsantriebs weiterhin vom ersten Elektromotor angetrieben werden kann. Die hydraulische Pumpe ist für gewöhnlich nämlich nur in einer Drehrichtung betreibbar. Ein Betreiben der hydraulischen Pumpe in die andere Drehrichtung führt hingegen üblicherweise zur Beschädigung oder sogar zur Zerstörung der hydraulischen Pumpe.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Zwischenwelle eine Zwischenwelle des Fahrgetriebes ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass keine zusätzliche Zwischenwelle vorgesehen sein muss, da auf eine ohnehin bereits vorhanden Zwischenwelle zurückgegriffen wird. Somit ist der erfindungsgemäße Antriebsstrang hinsichtlich seiner Getriebeelemente im Wesentlichen nicht aufwendiger oder kostenintensiver gestaltet als ein vergleichbarer gattungsgemäßer Antriebsstrang.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine gesonderte Übersetzungsstufe vorgesehen ist, über welche eine Drehzahlangleichung und/oder Drehrichtungsangleichung des ersten Elektromotors an den zweiten Elektromotor ermöglicht wird. Die Übersetzungsstufe ermöglicht also nicht nur eine Drehrichtungsangleichung sondern darüber hinaus eine Drehzahlangleichung. Die Drehzahlangleichung ist insofern von Bedeutung, als dass der erste und der zweite Elektromotor gemeinsam den Fahrantrieb antreiben und entsprechend spätestens am Abtrieb des Fahrantriebs eine identische Drehzahl aufweisen müssen. Andernfalls würde der erste Elektromotor vom zweiten Elektromotor angetrieben oder umgekehrt. Beispielsweise ist es denkbar, dass der erste Elektromotor an seiner Motorwelle vergleichsweise geringere Drehzahlen aufweist, dafür jedoch vergleichsweise höhere Drehmomente aufweist als der zweite Elektromotor. Damit der erste und der zweite Elektromotor z.B. vorteilhaft gemeinsam bei einem identischen oder zumindest nahezu identischen Arbeitspunkt , beispielsweise jeweils 50 % der jeweiligen Maximalleistung, betrieben werden können, ist daher eine Drehzahlangleichung notwendig. Darüber hinaus kann durch die Übersetzungsstufe auch eine Drehzahlangleichung unter Berücksichtigung des Leistungsbedarfs des Arbeitsantriebs erfolgen. Das bedeutet, dass eine Drehzahlangleichung des ersten Elektromotors bei einem Betriebspunkt von z.B. 65 % der Maximalleistung an einen Betriebspunkt des zweiten Elektromotors von z.B. nur 50 % der Maximalleistung erfolgen kann. Dadurch ist gewährleistet, dass der erste Elektromotor weiterhin den Arbeitsantrieb mit einer von diesem benötigten Leistung versorgen kann.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Übersetzungsstufe über mehrere Gangstufen schaltbar ist, um unter Berücksichtigung des Leistungsbedarfs des Arbeitsantriebs jeweils eine möglichst ideal passende Drehzahlanpassung zu erreichen.
Zudem ist der Antriebsstrang für den Fall, dass der erste Elektromotor zusätzlich den Fahrantrieb antreibt, bevorzugt dazu ausgebildet, eine Leistungszufuhr des ersten Elektromotors an den Arbeitsantrieb über eine stellbare Kolbenhubhöhe einer hydraulischen Pumpe des Arbeitsantriebs einstellbar oder einregelbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Fahrgetriebe über eine Vielzahl von Gangstufen lastschaltbar ausgebildet ist. Dies führt zu einer erhöhten Flexibilität des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs.
Besonders bevorzugt ist das Fahrgetriebe über alle Gangstufen lastschaltbar ausgebildet.
Bevorzugt ist auch das Arbeitsgetriebe schaltbar ausgebildet, insbesondere lastschaltbar ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Antriebsstrang dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
Um eine möglichst optimale Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch den erfindungsgemäßen Antriebsstrang zu gewährleisten, sind der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor bevorzugt hinsichtlich ihrer bereitstellbaren Leistung sowie ihrer Drehmoment/Drehkennzahl-Kennlinie aufeinander abgestimmt. Das bedeutet, dass die vom ersten Elektromotor maximal bereitstellbare Leistung sich vorteilhaft in einem Bereich von 50 % bis 150 % der vom zweiten Elektromotor maximal bereitstellbaren Leistung bewegt, insbesondere in einem Bereich von 80 % bis 120 %. Darüber hinaus bewegt sich die Drehmoment/Drehkennzahl-Kennlinie des ersten Elektromotors vorteilhaft in einem Bereich von 50 % bis 150 % Drehmoment/Drehkennzahl-Kennlinie des zweiten Elektromotors, insbesondere in einem Bereich von 80 % bis 120 %.
Bevorzugt umfasst der Antriebsstrang weiterhin zur Ansteuerung bzw. Regelung der Drehzahl bzw. des Drehmoments bzw. der bereitzustellenden Leistung des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors jeweils eine eigene Leistungselektronik oder eine einzelne gemeinsame Leistungselektronik. Ebenso bevorzugt umfasst der Antriebsstrang ein elektronisches Steuergerät, welches den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor über die jeweils eine eigene Leistungselektronik oder über die gemeinsame Leistungselektronik steuert bzw. regelt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Dies ermöglicht eine platz- und gewichtsparende Anordnung des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors innerhalb des Antriebsstrangs in einer Arbeitsmaschine. Zudem werden durch das gemeinsame Gehäuse im Vergleich zu zwei Einzelgehäusen Gewicht und Kosten eingespart. Der erste und der zweite Elektromotor können beispielsweise axial hintereinander in ein gemeinsames Gehäuse gebaut werden, wobei die Motorabtriebswellen z.B. in entgegengesetzte Axialrichtungen aus dem Gehäuse weisen können. Ebenso ist aber auch eine Anordnung axial nebeneinander in einem entsprechend ausgebildeten Gehäuse möglich und bevorzugt, so dass beide Motorabtriebswellen beispielsweise in die gleiche Axialrichtung weisen können.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der erste Elektromotor bzw. der zweite Elektromotor weiterhin zum Rekuperieren von kinetischer Energie im Bremsbetrieb der Arbeitsmaschine ausgebildet sind. Durch die erfindungsgemäße über die erste Kupplung zwischen dem ersten Elektromotor und der zweiten Getriebeanordnung herstellbare Triebverbindung kann kinetische Energie nämlich vorteilhaft sowohl vom zweiten wie auch vom ersten Elektromotor rekuperiert werden. Dazu umfasst der Antriebsstrang weiterhin vorteilhafterweise einen elektrischen Energiespeicher, dem die durch den Rekuperationsbetrieb zugeführte elektrische Energie zugeführt werden kann. Im Rekuperationsbetrieb arbeiten der erste Elektromotor bzw. der zweite Elektromotor als Generatoren und wandeln mechanische, nämlich kinetische, Energie in elektrische Energie um. Diese elektrische Energie kann dem elektrischen Energiespeicher später im Bedarfsfalle wieder entnommen werden, um den ersten Elektromotor bzw. den zweiten Elektromotor zu versorgen. Zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass der elektrische Energiespeicher über ein Ladekabel oder eine sonstige geeignete Ladevorrichtung, beispielsweise eine Induktionsladevorrichtung, mit externer elektrischer Energie ladbar ist. Die Verwendung des ersten Elektromotors bzw. des zweiten Elektromotors zum Rekuperieren reduziert außerdem den Verschleiß einer mechanischen Reibungsbremse.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Arbeitsmaschine, umfassend einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang beschriebenen Vorteile auch für die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Arbeitsmaschine als Radlader ausgebildet ist.
Alternativ bevorzugt kann die Arbeitsmaschine auch als Dumper, Bagger, Teleskoplader oder Traktor ausgebildet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:

1 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine,
2 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs,
3 beispielhaft und schematisch eine nochmals weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs,
4 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 1 in Form eines Räderschemas,
5 beispielhaft verschiedene Drehmomentverläufe des Fahrantriebs in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit und
6 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs einer Arbeitsmaschine in Form eines Flussdiagramms.

Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
1 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 1 in Form eines Funktionsschemas für eine in 1 nicht dargestellte Arbeitsmaschine. Der beispielhaft gezeigte Antriebstrang 1 umfasst einen Arbeitsantrieb 2 mit einem ersten Elektromotor 3, mit einem Arbeitsgetriebe 4 und einer von einer elektro-hydraulischen Pumpe 5 betriebenen Arbeitshydraulik 5. Weiterhin umfasst der Antriebstrang 1 einen Fahrantrieb 6 mit einem zweiten Elektromotor 7, mit einem Fahrgetriebe 8 und mit einer Abtriebswelle 9. Beispielsgemäß besteht das Fahrgetriebe 8 aus einem Gruppengetriebe 8' und einem Lastschaltteil 8". Der Arbeitsantrieb 2 wird vom ersten Elektromotor 3 angetrieben, der Fahrantrieb 6 wird vom zweiten Elektromotor 7 angetrieben. Über eine Verbindungskupplung 10 zwischen dem Arbeitsantrieb 2 und dem Fahrantrieb 6 kann zudem eine Triebverbindung hergestellt werden. Somit kann der Fahrantrieb 6 zusätzlich vom ersten Elektromotor 3 angetrieben werden. Ebenso kann aber auch der Arbeitsantrieb 6 zusätzlich vom zweiten Elektromotor 7 angetrieben werden. Diese zusätzliche Triebverbindung führt dabei gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 vom ersten Elektromotor 3 über das Arbeitsgetriebe 4, über die Verbindungskupplung 10 auf eine nicht näher dargestellte Zwischenwelle des Lastschaltteils 8".Alternativ führt die zusätzliche Triebverbindung vom zweiten Elektromotor 7 über das Gruppengetriebe 8', die genannte Zwischenwelle des Lastschaltteils 8" und die Verbindungskupplung 10 zur Arbeitshydraulik 5. Somit muss in diesem Fall zur Drehrichtungsangleichung des ersten Elektromotors 3 keine gesonderte Zwischenwelle vorgesehen sein. Eine Drehzahlangleichung erfolgt ebenfalls über die Zwischenwelle des Lastschaltteils 8".Beispielsgemäß ist die für die Herstellung der Triebverbindung ausgewählte Zwischenwelle derart gewählt, dass eine Ausgangsdrehzahl des vergleichsweise langsamer drehenden Arbeitsgetriebes 4 an eine Ausgangsdrehzahl des vergleichsweise schneller drehenden Fahrgetriebes 8 angepasst wird.
2 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 1 in Form eines Funktionsschemas für eine in 2 nicht dargestellte Arbeitsmaschine. Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel durch den Verlauf der Triebverbindung vom Arbeitsantrieb 2 zum Fahrantrieb 6 bzw. umgekehrt. Beispielsgemäß verläuft die Triebverbindung in 2 vom ersten Elektromotor 3 über das Arbeitsgetriebe 4, über die Verbindungskupplung 10 und weiter auf eine gesonderte Zwischenwelle 11, welche eine Drehrichtungsangleichung ermöglicht, zu einer Ausgangswelle des Lastschaltteils 8". Die Triebverbindung vom zweiten Elektromotor 7 verläuft entsprechend über das Fahrgetriebe 8, die gesonderte Zwischenwelle 11 und die Verbindungskupplung 10 zur Arbeitshydraulik 5.
3 zeigt beispielhaft und schematisch eine nochmals weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 1 in Form eines Funktionsschemas für eine in 3 nicht dargestellte Arbeitsmaschine. Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls durch den Verlauf der Triebverbindung. Beispielsgemäß verläuft die Triebverbindung in 2 vom ersten Elektromotor 3 über das Arbeitsgetriebe 4, über die Verbindungskupplung 10 und weiter auf eine gesonderte Übersetzungsstufe 12, welche neben einer Drehrichtungsangleichung auch eine Drehzahlangleichung ermöglicht, zu einer Ausgangswelle des Lastschaltteils 8". Die Triebverbindung vom zweiten Elektromotor 7 verläuft entsprechend über das Gruppengetriebe 8', über die gesonderte Übersetzungsstufe 12 und die Verbindungskupplung 10 zur Arbeitshydraulik 5.
4 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 1 in Form eines Räderschemas. Der in 4 gezeigte Antriebstrang 1 umfasst einen Arbeitsantrieb 2 mit einem ersten Elektromotor 3, mit einem als Planetengetriebe 4 ausgebildeten Arbeitsgetriebe 4 sowie eine Arbeitshydraulik 5. Über eine Kupplung 13 kann die Arbeitshydraulik 5 trieblich vom ersten Elektromotor 3 getrennt werden. Weiterhin umfasst der Antriebstrang 1 einen Fahrantrieb 6 mit einem zweiten Elektromotor 7, mit einem ebenfalls als Planetengetriebe 8 ausgebildeten Fahrgetriebe 8 und mit einer Abtriebswelle 9. Über die Verbindungskupplung 10 und eine Übersetzungsstufe 12, 12' kann eine Triebverbindung vom Arbeitsantrieb 2 zum Fahrantrieb 6 hergestellt werden und umgekehrt. Wie zu sehen ist, verläuft die Triebverbindung im Beispiel der 4 ausgehend vom ersten Elektromotor 3 über das Arbeitsgetriebe 4, über die Verbindungskupplung 10 und die Übersetzungsstufe 12, 12' auf die Abtriebswelle 9 des Fahrantriebs 6. Die Übersetzungsstufe 12, 12' ist dabei auf der Zwischenwelle 11 angeordnet. Dadurch wird sowohl eine Drehzahlangleichung als auch eine Drehrichtungsangleichung des ersten Elektromotors 3 ermöglicht. Wie in der 4 weiterhin zu sehen ist, ist die Zwischenwelle 11 verlängert und weist an ihrem einen axialen Ende eine PTO-Schnittstelle 14 (Power Take Off - Schnittstelle) auf, die mit dem Fahrantrieb 6 bzw. dem zweiten Elektromotor 7 in unlösbarer Triebverbindung steht. Umgekehrt verläuft die Triebverbindung ausgehend vom zweiten Elektromotor 7 über das Fahrgetriebe 8, die Abtriebswelle 9, die Übersetzungsstufe 12, 12' sowie die Verbindungskupplung 10 und die Kupplung 13 zur Arbeitshydraulik 5.
Gemäß einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 1 ist steht die in 4 dargestellte PTO-Schnittstelle 14 nicht mit dem Fahrantrieb 6 bzw. dem zweiten Elektromotor 7 in unlösbarer Triebverbindung, sondern mit dem Arbeitsantrieb2 bzw. dem ersten Elektromotor 3.
5 zeigt beispielhaft verschiedene Drehmomentverläufe 20, 21, 22, 23 des Fahrantriebs (dargestellt auf der y-Achse) in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit (dargestellt auf der x-Achse) einer nicht dargestellten Arbeitsmaschine. Der Drehmomentverlauf 20 beschreibt das Drehmoment bei einer Maximalleistung des zweiten Elektromotors 7 in einer niedrigen Gangstufe des Fahrgetriebes 8 mit zunehmender Geschwindigkeit. Wie zu sehen ist, nimmt das Drehmoment erwartungsgemäß mit zunehmender Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine ab. Der Drehmomentverlauf 21 hingegen beschreibt das Drehmoment bei einer Dauerbetriebsleistung des zweiten Elektromotors 7 in einer niedrigen Gangstufe des Fahrgetriebes 8 mit zunehmender Geschwindigkeit. Das Drehmoment ist in diesem Fall vergleichsweise geringer als beim Drehmomentverlauf 20 und fällt ebenfalls mit zunehmender Geschwindigkeit ab. Der Drehmomentverlauf 22 beschreibt das Drehmoment bei einer Maximalleistung des zweiten Elektromotors 7 in einer vergleichsweise höheren Gangstufe des Fahrgetriebes 8 mit zunehmender Geschwindigkeit. Auch in diesem Fall nimmt das Drehmoment erwartungsgemäß mit zunehmender Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine ab. Schließlich beschreibt der Drehmomentverlauf 23 das Drehmoment bei einer Dauerbetriebsleistung des zweiten Elektromotors 7 in derselben Gangstufe wie der Drehmomentverlauf 22 mit zunehmender Geschwindigkeit. Aufgrund der bei höheren Geschwindigkeiten abfallenden Drehmomentverläufen 20, 21, 22, 23 kann entsprechend bei höheren Geschwindigkeiten keine starke Beschleunigung mehr erfolgen. Schon geringe Steigungen im Untergrund können sogar zu einem Geschwindigkeitsverlust führen. Durch Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 1 wird bei Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit, die in 5 durch eine gestrichelte Linie 24 gekennzeichnet ist, darauf erkannt, dass ein vorgegebenes Leistungskriterium erfüllt ist. Entsprechend wird eine Verbindungskupplung 10 geschlossen, so dass der Fahrantrieb 6 zusätzlich vom ersten Elektromotor 3 angetrieben wird. Dadurch erhöht sich das Drehmoment gemäß den Drehmomentverläufen 20 und 22 ab der Linie 24 auf einen der Kurve 25 entsprechenden Drehmomentverlauf. Das Drehmoment gemäß den Drehmomentverläufen 21 und 23 erhöht sich ab der Linie 24 auf einen der Kurve 26 entsprechenden Drehmomentverlauf.
6 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs 1 einer Arbeitsmaschine in Form eines Flussdiagramms. Der Antriebsstrang 1 umfasst einen Arbeitsantrieb 2 und einen Fahrantrieb 6, wobei der Arbeitsantrieb 2 von einem ersten Elektromotor 3 angetrieben wird und der Fahrantrieb 6 von einem zweiten Elektromotor 7 angetrieben wird. In einem ersten Verfahrensschritt 30 findet eine kontinuierliche Erfassung von Zustandswerten des Fahrantriebs als Vergleichswerte zum Vergleichen mit vorgegebenen Leistungskriterien statt. Beispielsgemäß handelt es sich um das Überschreiten einer Grenzgeschwindigkeit, das Überschreiten einer Grenzdauer, während welcher der zweite Elektromotor 3 in einem Leistungsspitzenbereich betrieben wird und das Überschreiten einer Grenzgangstufe des Fahrgetriebes 8. In Schritt 31 wird die erfasste Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine mit der vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit verglichen. Sofern auf ein Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit erkannt wird, ist das entsprechende Leistungskriterium des Fahrantriebs 6 erfüllt und in Schritt 34 wird die Verbindungskupplung 10 geschlossen, so dass der Fahrantrieb 6 zusätzlich vom ersten Elektromotor 3 angetrieben wird. Sofern jedoch nicht auf ein Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit erkannt wird, beginnt das Verfahren in Schritt 30 erneut. In Schritt 32, der gleichzeitig mit Schritt 31 ausgeführt wird, wird eine erfasste Zeitdauer, seit welcher der zweite Elektromotor 7 im Leistungsspitzenbereich betrieben wird, mit einer vorgegebenen Grenzdauer verglichen. Sofern auf ein Überschreiten der Grenzdauer erkannt wird, ist das entsprechende Leistungskriterium des Fahrantriebs 6 erfüllt und in Schritt 34 wird die Verbindungskupplung 10 geschlossen, so dass der Fahrantrieb 6 zusätzlich vom ersten Elektromotor 3 angetrieben wird. Sofern jedoch nicht auf ein Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit erkannt wird, beginnt das Verfahren auch hier in Schritt 30 erneut. In Schritt 33, der gleichzeitig mit den Schritten 31 und 32 ausgeführt wird, wird eine erfasste und eingelegte Gangstufe des Fahrgetriebes 8 des Fahrantriebs 6 mit einer vorgegebenen Grenzgangstufe des Fahrgetriebes 8 verglichen. Sofern die erfasste und eingelegte Gangstufe höher als die Grenzgangstufe ist, die Grenzgangstufe also überschritten wird, ist das entsprechende Leistungskriterium des Fahrantriebs 6 erfüllt. Entsprechend wird in Schritt 34 die Verbindungskupplung 10 geschlossen, so dass der Fahrantrieb 6 zusätzlich vom ersten Elektromotor 3 angetrieben wird. Sofern jedoch nicht auf ein Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit erkannt wird, beginnt das Verfahren auch hier in Schritt 30 erneut.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Arbeitsantrieb
3: erster Elektromotor
4: Fahrgetriebe
5: Arbeitshydraulik, hydraulische Pumpe
6: Fahrantrieb
7: zweiter Elektromotor
8: Fahrgetriebe, Planetengetriebe
8': Gruppengetriebe
8": Lastschaltteil
9: Abtriebswelle
10: Verbindungskupplung
11: Zwischenwelle
12, 12': Übersetzungsstufe
13: Kupplung
14: PTO-Schnittstelle
20: Drehmomentverlauf
21: Drehmomentverlauf
22: Drehmomentverlauf
23: Drehmomentverlauf
24: Erfüllen des Leistungskriteriums
25: Drehmomentverlauf
26: Drehmomentverlauf
30: Erfassung von Vergleichswerten
31: Vergleich Grenzgeschwindigkeit
32: Vergleich Grenzdauer
33: Vergleich Grenzgangstufe
34: Antrieb des Fahrantriebs zusätzlich durch ersten Elektromotor

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 202014000738 U1 [0003]
EP 0962597 A2 [0004]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) einer Arbeitsmaschine, wobei der Antriebsstrang (1) einen Arbeitsantrieb (2) und einen Fahrantrieb (6) umfasst, wobei der Arbeitsantrieb (2) von einem ersten Elektromotor (3) angetrieben wird und wobei der Fahrantrieb (6) von einem zweiten Elektromotor (7) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrantrieb (6) zusätzlich vom ersten Elektromotor (3) angetrieben wird (34), wenn mindestens ein Leistungskriterium des Fahrantriebs (6) erfüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungskriterium das Überschreiten einer Grenzgeschwindigkeit ist (31).
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungskriterium das Überschreiten einer Grenzdauer ist (32), während welcher der zweite Elektromotor (7) in einem Leistungsspitzenbereich betrieben wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungskriterium das Überschreiten einer Grenzgangstufe eines Fahrgetriebes (6) ist (33).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit maximal 20 km/h beträgt.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsantrieb (2) vom ersten Elektromotor (3) permanent angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungszufuhr des ersten Elektromotors (3) an den Arbeitsantrieb (2) über eine stellbare Kolbenhubhöhe einer hydraulischen Pumpe (5) eingestellt oder eingeregelt wird, wenn der Fahrantrieb (6) zusätzlich vom ersten Elektromotor (3) angetrieben wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrantrieb (2) ausschließlich dann zusätzlich vom ersten Elektromotor (2) angetrieben wird, wenn dem Arbeitsantrieb (6) eine von diesem benötigte Leistung vom ersten Elektromotor (3) bereitgestellt werden kann.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsantrieb (2) zusätzlich vom zweiten Elektromotor (7) angetrieben wird, wenn mindestens ein Leistungskriterium des Arbeitsantriebs (3) erfüllt wird.
Antriebsstrang (1) für eine Arbeitsmaschine, wobei der Antriebsstrang (1) einen Arbeitsantrieb (2) mit einem Arbeitsgetriebe (4) sowie mit einem ersten Elektromotor (3) umfasst und einen Fahrantrieb (6) mit einem Fahrgetriebe (8) sowie mit einem zweiten Elektromotor (7) umfasst, wobei der Arbeitsantrieb (2) über das Arbeitsgetriebe (4) vom ersten Elektromotor (3) antreibbar ist und wobei der Fahrantrieb (6) über das Fahrgetriebe (8) vom zweiten Elektromotor (7) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Verbindungskupplung (10) zwischen dem Arbeitsantrieb (2) und dem Fahrantrieb (6) eine Triebverbindung herstellbar ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebverbindung vom ersten Elektromotor (2) zum Fahrantrieb (6) über eine Zwischenwelle (10) für eine Drehrichtungsangleichung verläuft.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (10) eine Zwischenwelle (10) des Fahrgetriebes (8) ist.
Antriebsstrang (1) nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine gesonderte Übersetzungsstufe (12, 12') vorgesehen ist, über welche eine Drehzahlangleichung und/oder Drehrichtungsangleichung des ersten Elektromotors (3) an den zweiten Elektromotor (7) ermöglicht wird.
Antriebsstrang (1) nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgetriebe (8) über eine Vielzahl von Gangstufen lastschaltbar ausgebildet ist.
Antriebsstrang (1) nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
Arbeitsmaschine, umfassend einen Antriebsstrang (1) nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 15.