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Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Fahrantrieb
mit einer von einem Antriebsmotor, insbesondere einem Verbrennungsmotor,
angetriebenen Pumpe und zumindest einem im geschlossenen Kreislauf
an die Pumpe angeschlossenen Motor, wobei der Motor mit einer Bremseinrichtung
in Wirkverbindung steht.
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Derartige Fahrantriebe mit einem
geschlossenen Kreislauf, bei denen der Motor mittels zweier Druckmittelleitungen
mit der Pumpe in Verbindung steht, werden in mobilen Arbeitsmaschinen,
beispielsweise Flurförderzeugen,
eingesetzt. Als Antriebsmotor wird in der Regel ein Verbrennungsmotor,
beispielsweise ein Dieselmotor, verwendet.
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In der Antriebsphase des Fahrantriebs
fördert
die Pumpe Druckmittel zu dem Motor, wodurch der Motor angetrieben
wird. Im Schiebebetrieb, beispielsweise bei einer Bergabfahrt, oder
in der Bremsphase drehen sich die Druckverhältnisse im Kreislauf um, wobei
der Motor angetrieben wird und als Pumpe arbeitet. Durch die Massenträgheit der
bewegten Arbeitsmaschine wird hierbei in der vom Motor zur Saugseite
der Pumpe geführten
Druckmittelleitung des Kreislaufs ein Bremsdruck erzeugt. Der Motor
fördert
somit Druckmittel zur Pumpe, die im Brems- oder Schiebetrieb als
Motor arbeitet und sich an dem Antriebsmotor abstützt, wobei
in den Antriebsmotor ein Bremsmoment eingeleitet wird. Der als Pumpe
arbeitende Motor treibt somit im Brems- oder Schiebebetrieb die
als Motor arbeitende Pumpe an, wodurch der Antriebsmotor durch das
eingeleitete Bremsmoment hochgedreht wird und sich somit dessen
Drehzahl erhöht.
Dadurch kann das von einem als Verbrennungsmotor ausgebildete Antriebsmotor
aufnehmbare Bremsmoment zur Abbremsung der Arbeitsmaschine verwendet
werden.
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Der Drehzahlanstieg des Antriebsmotors
im Brems- oder Schiebetrieb kann zu einer unzulässig hohen Drehzahl der Antriebsmaschine
führen,
wodurch es zu erhöhtem
Verschleiß und
zu Schäden
an dem Antriebsmotor kommen kann.
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Zur Vermeidung einer unzulässig hohen Drehzahl
der Antriebsmaschine während
des Brems- oder Schiebebetriebs ist aus der
DE 100 30 137 A1 bekannt,
in den Druckmittelleitungen des Kreislaufs jeweils ein Druckventil
anzuordnen, das im Brems- oder
Schiebebetrieb, in dem die Druckmittelleitung die Rücklaufseite
des Kreislaufs bildet, einen Bremsdruck erzeugt und den an der Pumpe
anstehenden Bremsdruck auf ein bestimmtes Höchstmaß begrenzt. Das in den Antriebsmotor
eingeleitete Bremsmoment kann somit begrenzt und ein unzulässiger Drehzahlanstieg
des Antriebsmotors im Bremsbetrieb vermieden werden.
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Durch die Druckventile und dem von
diesen im Bremsbetrieb erzeugten Bremsdruck wird die Bremsenergie
vollständig
oder teilweise im hydraulischen Kreislauf in Wärme umgewandelt. Der hydraulische
Kreislauf wird somit im Bremsbetrieb mit der Verzögerungsenergie
der Arbeitsmaschine thermisch belastet. Um eine Überhitzung des Druckmittels
des Kreislaufs zu vermeiden, ist eine entsprechender Austausch von
Druckmittel erforderlich. Hierzu ist eine Ausspeisung und eine entsprechende Einspeisung
erforderlich. Insbesondere bei mobilen Arbeitsmaschinen mit einem
hohen Bremsleistungsbedarf, beispielsweise bei schweren Arbeitsmaschinen
oder Arbeitsmaschinen mit einer hohen Fahrgeschwindigkeit, erfordert
die Ausspeisung und Einspeisung einen hohen Bauaufwand.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, einen Fahrantrieb der eingangs genannten Gattung
zur Verfügung
zu stellen, mit dem im Bremsbetrieb ein unzulässiger Drehzahlanstieg des Antriebsmotors
vermieden werden kann und der hinsichtlich der thermischer Belastung
des Kreislaufs im Bremsbetrieb verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Bremseinrichtung in Abhängigkeit
von dem in der Bremsphase an der Pumpe anstehenden Bremsdruck in
eine Bremsstellung beaufschlagbar ist.
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Erfindungsgemäß wird im Bremsbetrieb die Arbeitsmaschine
in Abhängigkeit
von dem in der Bremsphase an der Pumpe anstehenden Bremsdruck teilweise
oder vollständig über die
Bremseinrichtung abgebremst. Die Bremsenergie, die nicht an dem
Antriebsmotor abgestützt
werden kann, wird hierdurch an der Bremseinrichtung vernichtet.
Ein unzulässiger
Drehzahlanstieg des Antriebsmotor kann hierbei vermieden werden,
wobei durch die Verwendung der Bremseinrichtung zur Abbremsung der Arbeitsmaschine
der geschlossenen Kreislauf des Fahrantriebs nicht durch die Verzögerungsenergie thermisch
belastet wird. Auf eine Ausspeisung und eine entsprechende Einspeisung
zur Vermeidung einer Überhitzung
des Druckmittels des Kreislaufs in der Bremsphase kann somit verzichtet
werden, wodurch der Fahrantrieb einen geringen Bauaufwand aufweist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die Bremseinrichtung bei Erreichen eines maximalen
Bremsdruckes in die Bremsstellung beaufschlagbar. Hierdurch wird
erzielt, dass im Bremsbetrieb bis zum Erreichen des maximalen Bremsdruckes
die Abbremsung über
das in den Antriebsmotor eingeleitete Bremsmoment erfolgt und die
Bremsenergie, die nicht mehr am Antriebsmotor abgestützt werden
kann und zu einem unzulässigen Drehzahlanstieg
des Antriebsmotors führen
würde, durch
eine Beaufschlagung der Bremseinrichtung an dieser in Reibungswärme umgewandelt
wird.
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Besondere Vorteile ergeben sich,
wenn gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zur Steuerung der Bremseinrichtung ein Steuerventil
vorgesehen ist, das eine Lösestellung
und eine Bremsstellung aufweist, wobei das Steuerventil mittels
einer Feder in Richtung der Lösestellung
und in Abhängigkeit
von dem Bremsdruck in Richtung der Bremsstellung beaufschlagbar
ist. Mit einem derartigen Steuerventil kann die Bremseinrichtung
auf einfache Weise gesteuert werden. Die Feder bestimmt hierbei
den Schaltpunkt des Schaltventils und somit die Ansteuerung der
Bremseinrichtung in die Bremsstellung. Mittels der Feder kann der
maximal an der Pumpe und somit in den Antriebsmotor eingeleitete
Bremsdruck in der Bremsphase auf einfache Weise vorgegeben werden.
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Die Bremseinrichtung kann mit geringem Aufwand
von dem Speisedruck einer Speisedruckquelle, insbesondere eine Speisepumpe,
beaufschlagt werden, wenn das Steuerventil eingangsseitig an eine
Steuerdruckquelle angeschlossen ist.
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Die Bremseinrichtung kann mit geringem Aufwand
in die Lösestellung
oder in die Bremsstellung betätigt
werden, wenn zur Beaufschlagung der Bremseinrichtung zumindest ein
Bremszylinder vorgesehen ist, der einen in Richtung der Lösestellung wirkenden
ersten Steuerdruckraum und einen in Richtung der Bremsstellung wirkenden
zweiten Steuerdruckraum aufweist, wobei der erste Steuerdruckraum
mittels einer ersten Steuerleitung und der zweite Steuerdruckraum
mittels einer zweiten Steuerleitung an das Steuerventil angeschlossen
ist.
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Zweckmäßigerweise ist in der Lösestellung des
Steuerventils die erste Steuerleitung an eine zu der Steuerdruckquelle
geführte
Steuerdruckleitung angeschlossen sowie die zweite Steuerleitung
zu einem Behälter
entlastet und in der Bremsstellung des Steuerventils die erste Steuerleitung
zu einem Behälter
entlastet, wobei die zweite Steuerleitung mit der Steuerdruckleitung
in Verbindung steht.
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Der sich im geschlossenen Kreislauf
im Bremsbetrieb aufbauende Bremsdruck kann auf einfache Weise zur
Ansteuerung der Bremseinrichtung erfasst werden, wenn zur Auswahl
der in der Bremsphase den Bremsdruck führenden Druckmittelleitung des
Kreislaufs ein Schaltventil vorgesehen ist.
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Sofern das Schaltventil ausgangsseitig
an eine zu der in Richtung der Bremsstellung des Steuerventils wirkenden
Steuerfläche
geführten
Steuerdruckleitung angeschlossen ist und eingangsseitig an eine
erste zu einer Druckmittelleitung des Kreislaufs geführten Druckmittelzweigleitung
und eine zweite zu der weiteren Druckmittelleitung des Kreislaufs
geführten
Druckmittelzweigleitung angeschlossen ist, kann auf einfache Weise
das Schaltventil und somit die Bremseinrichtung im Bremsbetrieb
bei Erreichen des in der rücklaufseitigen
Druckmittelleitung des geschlossenen Kreislaufs anstehenden maximalen
Bremsdrucks in die Bremsstellung beaufschlagt werden.
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Die im Bremsbetrieb den Bremsdruck
führende
Rücklaufseite
des Kreislauf kann auf einfache Weise sowohl in der Vorwärtsfahrt
als auch in der Rückwärtsfahrt
der Arbeitsmaschine zur Beaufschlagung des Schaltventils ausgewählt werden,
wenn das Schaltventil eine erste Schaltstellung und eine zweite
Schaltstellung aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung die
erste Druckmittelzweigleitung und in der zweiten Schaltstellung
die zweite Druckmittelzweigleitung mit der Steuerdruckleitung in
Verbindung steht.
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Zweckmäßigerweise weist das Schaltventil eine
Neutralstellung auf, in der die Steuerdruckleitung zu einem Behälter entlastet
ist.
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Das Schaltventil kann hydraulisch
betätigbar sein,
beispielsweise von dem eine Verstelleinrichtung der Pumpe beaufschlagenden
Stelldruck, der die Förderrichtung
und die Fördermenge
der Pumpe bestimmt.
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Ein einfacher Aufbau ergibt sich,
wenn das Schaltventil elektrisch, insbesondere mittels Magneten,
betätigbar
ist und in Abhängigkeit
von einer Fahrtrichtungsvorgabeeinrichtung steuerbar ist. Das Schaltventil
kann somit mit geringem Bauaufwand bei einer Betätigung der Fahrtrichtungsvorgabeeinrichtung
in eine Vorwärtsfahrt
oder Rückwärtsfahrt entsprechend
ausgelenkt werden, um die Rücklaufseite
des Kreislaufs mit der Steuerdruckleitung zu verbinden.
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Besondere Vorteile ergeben sich bei
der Verwendung eines Fahrantriebs nach einem der vorangegangenen
Ansprüche
in einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere' einem Flurförderzeug.
Durch die zusätzliche
Beaufschlagung der Bremseinrichtung im Bremsbetrieb kann bei Arbeitsmaschinen
mit einem hohen Bremsleistungsbedarf, beispielsweise Flurförderzeugen
mit hohen Traglasten oder Arbeitsmaschinen mit einer hohen Fahrgeschwindigkeit, eine
unzulässig
hohe Drehzahl des Antriebsmotors und eine thermischer Belastung
des Kreislaufs im Bremsbetrieb vermieden werden, wodurch keine entsprechende
Ausspeisung und Einspeisung ertorderlich ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten
der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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In der Figur ist ein erfindungsgemäßer Fahrantrieb
gezeigt. Der Fahrantrieb weist eine im Fördervolumen verstellbare Pumpe 1 auf,
die mit einem Antriebsmotor 2, beispielsweise einem als
Dieselmotor ausgebildeten Verbrennungsmotor in trieblicher Verbindung
steht, und einen im geschlossenen Kreislauf mittels Druckmittelleitungen 3a, 3b an
die Pumpe 1 angeschlossenen Motor 4, der mit einem
Antriebsrad 5 der Arbeitsmaschine, beispielsweise einem
Flurförderzeug,
direkt oder über
ein Getriebe in Verbindung steht.
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Der Antriebsmotor 1 dient
weiterhin zum Antrieb einer Steuerdruckquelle 6, insbesondere
einer Speisepumpe.
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Zur Abbremsung der Arbeitsmaschine
ist eine auf den Motor 4 oder das Antriebrad 5 wirkende Bremseinrichtung 7,
beispielsweise eine als Lamellenbremse ausgebildete Bremse, vorgesehen.
Zur Steuerung der Bremseinrichtung 7 sind Bremszylinder 8a, 8b vorgesehen.
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Die Bremszylinder 8a, 8b weisen
jeweils einen in Richtung einer Lösestellung wirkenden ersten Steuerdruckraum 9a, 9b und
einen in Richtung einer Bremsstellung wirkenden zweiten Steuerdruckraum 10a, 10b auf.
In dem ersten Steuerdruckraum 9a, 9b der Bremszylinder 8a, 8b ist
jeweils eine Feder 11a, 11b angeordnet. Der erste
Steuerdruckraum 9a, 9b ist mittels einer ersten
Steuerleitung 12 und der zweite Steuerdruckraum 10a, 10b mittels
einer zweiten Steuerleitung 13 an ein Steuerventil 14 angeschlossen.
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Das Steuerventil 14 ist
als ein in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil mit einer
Lösestellung 14a und
einer Bremsstellung 14b ausgebildet.
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In der Lösestellung 14a ist
die zweite Steuerleitung 13 an eine zu einem Behälter 15 geführte Behälterleitung 16 angeschlossen.
Die erste Steuerleitung 12 steht in der Lösestellung 14a mit
einer Steuerdruckleitung 17 in Verbindung, die an eine
Steuerdruckversorgungsleitung der Speisepumpe 6 angeschlossen
ist.
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Das Steuerventil 14 ist
mittels einer Feder 18 in Richtung der Lösestellung 14a beaufschlagbar.
In Richtung der Bremsstellung 14b ist das Steuerventil 14 in
Abhängigkeit
von dem im hydrostatischen Kreislauf des Fahrantriebs im Bremsbetrieb
entstehenden Bremsdruck beaufschlagbar. Hierzu ist ein Schaltventil 20 vorgesehen,
das eine Neutralstellung 20a aufweist, in der eine Steuerdruckleitung 21,
die mit einer in Richtung der Bremsstellung 14b wirkenden
Steuerfläche 26 des
Steuerventils 14 in Verbindung steht, zu der Behälterleitung 16 entlastet
ist.
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In einer ersten Schaltstellung 20b des Schaltventils 20 ist
eine mit der Druckmittelleitung 3b in Verbindung stehende
Druckmittelzweigleitung 22b an die Steuerdruckleitung 21 angeschlossen.
In einer zweiten Schaltstellung 20c des Schaltventils 20 steht eine
Druckmittelzweigleitung 22a, die an die Druckmittelleitung 3a angeschlossen
ist, mit der Steuerdruckleitung 21 in Verbindung.
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Das Schaltventil 20 ist
mittels Federn 23a, 23b in die Neutralstellung 20a beaufschlagt
und elektrisch steuerbar. Hierzu sind beispielsweise als Schaltmagnete
ausgebildete Magnete 24a, 24b vorgesehen. Die
Magnete 24a, 24b können hierbei in Abhängigkeit
der Betätigung
einer Fahrtrichtungsvorgabeeinrichtung 25, beispielsweise
eines Fahrtrichtungshebels oder einer Doppelpedalsteuerung, mit der
die Fahrtrichtung und/oder die Fahrtgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine
vorgegeben wird, angesteuert werden.
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Die erfindungsgemäße Fahrantrieb arbeitet wie
folgt:
In der gezeigten Stellung des Fahrantriebs ist die Bremseinrichtung 7 durch
den in der Steuerleitung 12, die über das in die Lösestellung 14a befindliche Steuerventil 14 an
die Steuerdruckleitung 17 angeschlossen ist, anstehenden
Speisedruck der Steuerdruckquelle 6 in die Lösestellung
beaufschlagt.
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Bei einer Betätigung der Fahrtrichtungsvorgabeeinrichtung 25 in
eine Stellung für
die Vorwärtsfahrt,
in der die Druckmittelleitung 3a die Zulaufseite und die
Druckmittelleitung 3b die Rücklaufseite des Kreislaufs
bildet, wird durch eine Ansteuerung des Magneten 24a das
Schaltventil 20 in die erste Schaltstellung 20b beaufschlagt,
in der die von der rücklaufseitigen
Druckmittelleitung 3b abzweigende Druckmittelzweigleitung 22b an
die Steuerdruckleitung 21 angeschlossen ist.
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Solange sich der Fahrantrieb in der
Antriebsphase befindet, in der die zulaufseitige Druckmittelleitung 3a die
Hochdruckseite und die ablaufseitige Druckmittelleitung 3b die
Niederdruckseite des Kreislaufs bildet, ist das Steuerventil 14 in
die Lösestellung 14a und
somit die Bremseinrichtung 7 in die Lösestellung beaufschlagt.
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Gelangt die Arbeitsmaschine in den
Bremsbetrieb, drehen sich die Druckverhältnisse in der Druckmittelleitung 3a, 3b um.
In der ablaufseitigen Druckmittelleitung 3b wird ein Bremsdruck
aufgestaut, der die Pumpe 1 antreibt und zu einer Drehzahlerhöhung des
Antriebsmotors 1 führt.
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Der sich aufbauende Bremsdruck in
der ablaufseitigen Druckmittelleitung 3b steht über die Druckmittelzweigleitung 22b und
das in die erste Schaltstellung 20b beaufschlagte Schaltventil 20 in der
Steuerdruckleitung 21 an. Übersteigt der sich in der Druckmittelleitung 3b aufbauende
Bremsdruck den an der Feder 18 eingestellten maximal zulässigen Bremsdruck,
wird das Steuerventil 14 in Richtung der Bremsstellung 14b beaufschlagt,
in der die Steuerdruckleitung 17 mit der zweiten Steuerleitung 13 in
Verbindung gelangt und die erste Steuerleitung 12 über die Behälterleitung 16 zu
dem Behälter 15 entlastet
wird. Die Bremseinrichtung 7 wird somit durch den in der
zweiten Steuerleitung 13 anstehenden Steuerdruck der Steuerdruckversorgungsquelle 6 in
die Bremsstellung beaufschlagt.
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Die Arbeitsmaschine wird somit durch
die Bremseinrichtung 7 abgebremst, wodurch das in den Antriebsmotor 2 eingeleitete
Bremsmoment begrenzt wird und ein unzulässiger Drehzahlanstieg des
Antriebsmotors 2 vermieden werden kann.
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In Rückwärtsfahrt der Arbeitsmaschine
wird die Bremseinrichtung 7 entsprechend in die Bremsstellung
beaufschlagt, wenn sich in der ablaufseitigen Druckmittelleitung 3a,
die über
die Druckmittelzweigleitung 22a und das durch eine entsprechende
Ansteuerung des Magneten 24b in Abhängigkeit von der Betätigung der
Fahrtrichtungsvorgabeeinrichtung 25 in die zweite Schaltstellung 20c beaufschlagte Schaltventil 20 an
die Steuerdruckleitung 21 angeschlossen ist, ein Bremsdruck
aufbaut, der den Wert der Feder 18 des Steuerventils 14 übersteigt.