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Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere eine Baumaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige mobile Arbeitsmaschine ist beispielsweise ein Radlader oder ein anderes Baufahrzeug.
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Eine derartige mobile Arbeitsmaschine bzw. Baumaschine ist aus
DE 20 2011 105 189 U1 bekannt. Diese bekannte Baumaschine weist ein Antriebsaggregat beispielsweise in Form eines Verbrennungsmotors auf, welches eine Fahrpumpe und eine Arbeitspumpe antreibt. Die Fahrpumpe treibt hydraulisch einen Fahrantrieb mit einem Fahrmotor der Baumaschine an. Die Arbeitspumpe ist einem Hydraulikkreis zugeordnet, der eine Arbeitshydraulik wie beispielsweise Hub- oder Baggereinrichtungen der Baumaschine antreibt. Mit dem Hydraulikkreis ist ein Hydraulikspeicher verbunden, der hydraulische Energie speichert, um diese hydraulische Energie für eine Start-Stopp-Automatik zum hydraulischen Anfahren des Antriebsaggregates nutzen zu können. Die Arbeitspumpe ist hierfür zugleich als hydraulischer Starter ausgebildet.
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Nach einem Start des Antriebsaggregates mittels eines elektrischen Starters zu Beginn des Arbeitsbetriebes können nachfolgende, durch die Start-Stopp-Automatik hervorgerufene Startvorgänge in der Regel ausschließlich oder nahezu ausschließlich hydraulisch erfolgen. Der elektrische Starter unterliegt daher keinem durch die Start-Stopp-Automatik hervorgerufenen stärkeren Verschleiß.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, diese bekannte mobile Arbeitsmaschine weiter zu verbessern, insbesondere robuster zu gestalten.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere Baumaschine, aufweisend einen Fahrantrieb, ein Antriebsenergie bereitstellendes Antriebsaggregat, einen mit dem Antriebsaggregat gekoppelten Hydraulikkreis, einen über den Hydraulikkreis aufladbaren Hydraulikspeicher zum Speichern von Antriebsenergie in Form von hydraulischer Energie und einen im Hydraulikkreis angeordneten und aus dem Hydraulikspeicher speisbaren hydraulischen Starter zum Starten des Antriebsaggregates mittels der hydraulischen Energie ist erfindungsgemäß eine unabhängig von der Antriebsenergie antreibbare Ladepumpe zum Speisen des Hydraulikkreises und zum Bereitstellen von mittels des hydraulischen Starters zum Starten des Antriebsaggregates nutzbarer hydraulischer Energie vorgesehen. Insbesondere ist die Ladepumpe zum Laden des Hydraulikspeichers vorgesehen.
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Die mobile Arbeitsmaschine bzw. Baumaschine ist beispielsweise ein Baumaschinenfahrzeug, ein landwirtschaftliches Fahrzeug, ein Flurförderfahrzeug, ein Radlader oder eine Walze. Das Antriebsaggregat ist vorzugsweise ein Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor. Eine mit dem Antriebsaggregat, insbesondere in einem Antriebsstrang, gekoppelte Pumpe speist den Hydraulikkreis und erzeugt aus mechanischer Antriebsenergie hydraulische Energie, die über den Hydraulikkreis dem Hydraulikspeicher zugeführt und im Hydraulikspeicher gespeichert wird. Die Antriebsenergie kann zumindest vom Antriebsaggregat erzeugt oder aus Bremsvorgängen der Arbeitsmaschine gewonnen werden.
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Der Hydraulikspeicher weist eine Speicherkammer und bevorzugt ein variierende Drücke übertragendes Trennmittel auf, welches die Speicherkammer in wenigstens zwei Bereiche unterteilt. Dabei ist insbesondere ein von einem Druckspeichereinlass durch das Trennmittel abgetrennter Bereich mit einem kompressiblen Medium eines vorbestimmten Druckes gefüllt. Damit kann ein vorteilhaft gleichmäßiger Fluidstrom über einen relativ langen Zeitraum bei einem relativ hohen Druckniveau gewährleistet werden.
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Der hydraulische Starter ist wiederum mit dem Antriebsaggregat gekoppelt, so dass mittels der hydraulischen Energie ein Drehmoment zum Starten des Antriebsaggregates erzeugt werden kann.
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Die mobile Arbeitsmaschine ist ferner bevorzugt mit einer Start-Stopp-Automatik ausgebildet, welche auch das Aufladen des Hydraulikspeichers und umgekehrt das Zuführen von hydraulischer Energie zum hydraulischen Starter steuert bzw. regelt.
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Dank der erfindungsgemäß vorgesehenen Ladepumpe kann ein Speicherladedruck im Hydraulikkreis bzw. im Hydraulikspeicher, der für das hydraulische Starten des Antriebsaggregates unzureichend ist, bedarfsweise erhöht bzw. überhaupt erst aufgebaut werden. Insbesondere bei längeren Standzeiten der Arbeitsmaschine kann der Speicherladedruck im Hydraulikkreis nämlich beispielsweise durch Leckagen im Hydraulikkreis soweit abfallen, dass ein hydraulisches Starten des Antriebsaggregates damit nicht mehr möglich wäre. Dank der erfindungsgemäß vorgesehenen Ladepumpe braucht in diesen Fällen kein elektrischer Starter, insbesondere Startermotor, zum Einsatz zu kommen. Die Ladepumpe stellt immer einen ausreichenden Speicherladedruck bereit, so dass die Erfindung vollständig auf einen elektrischen Starter am Antriebsaggregat verzichten kann. Der im Stand der Technik vorgesehene Anlasser bzw. Startermotor nebst Zahnkranz am Antriebsaggregat kann vollständig entfallen. Das Antriebsaggregat kann daher einfacher und robuster aufgebaut sein.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein der Ladepumpe zugeordneter Elektromotor zum Antrieb der Ladepumpe vorgesehen. Der Elektromotor ist klein, günstig, robust und langlebig. Ferner kann der Elektromotor auch kurzfristig in Betrieb genommen werden, sofern elektrische Energie verfügbar ist. Der Elektromotor ist vorzugsweise elektrisch mit einer elektrischen Batterie bzw. mit einer Starterbatterie der mobilen Arbeitsmaschine verbunden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Drucksensor zum Sensieren des Speicherdruckes im Hydraulikkreis vorgesehen. Ferner ist bevorzugt eine mit dem Drucksensor verbundene Steuereinheit zum Steuern des Betriebes der Ladepumpe in Abhängigkeit vom sensierten Speicherdruck im Hydraulikkreis vorgesehen. Dadurch ist eine bedarfsgerechte Nutzung der Ladepumpe, nämlich nur wenn eine Nutzung erforderlich ist, möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, den Betrieb der Ladepumpe zu starten, wenn der sensierte Speicherladedruck unter einem definierten unteren Grenzwert liegt. Die Ladepumpe wird somit nicht unnötig in Betrieb genommen. Insbesondere wird der Betrieb der Ladepumpe bei zu geringem Speicherladedruck auch nur dann gestartet, wenn ein Start des Antriebsaggregates eingeleitet wird oder zu erwarten ist. Beispielsweise wird die Ladepumpe nur dann betrieben, wenn die Arbeitsmaschine freigeschaltet ist, wenn eine Zündung der Arbeitsmaschine betätigt ist, wenn die Steuereinheit mit Spannung versorgt wird und/oder wenn die Steuereinheit mittels eines Sensors für eine Sitzabfrage erkennt, dass ein Führersitz der Arbeitsmaschine besetzt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein im Hydraulikkreis angeordnetes und mit dem Antriebsaggregat gekoppeltes Hydraulikaggregat vorgesehen, welches den hydraulischen Starter und eine Hydraulikpumpe bzw. Pumpfunktion zum Speisen des Hydraulikkreises und zum Bereitstellen hydraulischer Energie aus der Antriebsenergie des Antriebsaggregates bereitstellt. Insbesondere ist die Hydraulikpumpe zum Laden des Hydraulikspeichers vorgesehen. Das Hydraulikaggregat ist somit zugleich der hydraulische Starter bzw. Motor und die Hydraulikpumpe. Je nach Ansteuerung entnimmt das Hydraulikaggregat somit Antriebsenergie und speichert diese in Form der hydraulischen Energie oder wandelt die hydraulische Energie wieder in eine Rotationsenergie zum Starten des Antriebsaggregates um. Damit erreicht die Erfindung eine kompakte Bauform des Hydraulikaggregates.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der hydraulische Starter separat von der Hydraulikpumpe vorgesehen, wodurch sich die hydraulische Ansteuerung vereinfacht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fahrantrieb mit dem Antriebsaggregat gekoppelt und weist einen hydraulisch angetriebenen Fahrmotor auf. Das Antriebsaggregat dient somit u. A. zum Antrieb der Arbeitsmaschine. Insbesondere ist mit dem Antriebsaggregat eine Fahrpumpe gekoppelt, welche einen Fahrhydraulikkreis speist und darüber den Fahrmotor antreibt. Gemäß einer weniger bevorzugten Ausführungsform ist der Fahrhydraulikkreis der mit dem Hydraulikspeicher und der Ladepumpe verbundene Hydraulikkreis.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine mit dem Antriebsaggregat gekoppelte Arbeitshydraulik vorgesehen. Diese Arbeitshydraulik umfasst beispielsweise eine Hubeinrichtung und/oder eine Baggereinrichtung der Arbeitsmaschine. Insbesondere sind der Arbeitshydraulik mehrere oder alle hydraulischen Einrichtungen der Arbeitsmaschine zugeordnet, die nicht alleine zur Fortbewegung der Arbeitsmaschine dienen. Vorzugsweise ist eine Arbeitspumpe mit der Arbeitsmaschine gekoppelt. Die Arbeitspumpe treibt über einen Arbeitshydraulikkreis die Arbeitshydraulik an.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hydraulikkreis mit dem Hydraulikspeicher und der Ladepumpe der Arbeitshydraulikkreis. Die Arbeitshydraulik ist somit dem Hydraulikkreis zugeordnet, der auch den Hydraulikspeicher mit hydraulischer Energie versorgt bzw. die Start-Stopp-Funktion des Antriebsaggregates ermöglicht. Die Arbeitspumpe ist dabei vorzugsweise in ihrer Leistung kleiner dimensioniert als die Fahrpumpe.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Arbeitsmaschine derart ausgebildet, dass das Antriebsaggregat ausschließlich hydraulisch startbar ist. Damit ermöglicht die Erfindung nicht nur den Verzicht auf einen elektrischen Starter zum Starten des Antriebsaggregates, sondern verzichtet tatsächlich darauf.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der hydraulische Starter der einzige Starter zum Starten des Antriebsaggregates. Es sind somit tatsächlich keine weiteren, insbesondere elektrischen Starter zum Starten des Antriebsaggregates vorgesehen. Dank der Ladepumpe kann das Antriebsaggregat jederzeit gestartet werden.
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Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus dem anhand der Zeichnung nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine stark vereinfachte, schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen mobilen Arbeitsmaschine.
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Mit 1 ist eine mobile Arbeitsmaschine bezeichnet, von der, zumindest einen Antrieb betreffende, Teile schematisch dargestellt sind. Die mobile Arbeitsmaschine 1 weist ein Antriebsaggregat 2 auf, das über einen Antriebsstrang 3 mit einem Fahrantrieb 4 und mit einer Arbeitshydraulik 5 gekoppelt ist. Der Antriebsstrang 3 umfasst insbesondere eine Fahrpumpe 6, die einem Fahrhydraulikkreis 7 zugeordnet ist. Über den Fahrhydraulikkreis 7 wird ein Fahrmotor 8 des Fahrantriebes 4 hydraulisch betrieben. Der Fahrmotor 8 treibt Antriebsräder 9 und 10 der Arbeitsmaschine 1 an.
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Das Antriebsaggregat 2 ist beispielsweise ein Dieselmotor, der mechanische Antriebsenergie bereitstellt. Diese Antriebsenergie wird mittels der Fahrpumpe 6 in hydraulische Energie eines Arbeitsfluids im Fahrhydraulikkreis 7 umgesetzt.
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Weiter weist der Antriebsstrang 3 eine Arbeitspumpe 11 auf, die einem weiteren Hydraulikkreis, nämlich einem als Arbeitshydraulikkreis ausgebildeten Hydraulikkreis 12 zugeordnet ist und ebenfalls Antriebsenergie in hydraulische Energie eines Arbeitsfluids im Hydraulikkreis 12 umsetzt. Die Arbeitspumpe 11 ist als Hydraulikaggregat ausgebildet, welches sowohl eine Hydraulikpumpe 13 als auch einen hydraulischen Starter 14 bereitstellt.
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Die Arbeitshydraulik 5 wird über einen Arbeitshydrauliksteuerblock 15 angesteuert bzw. mit dem notwendigen Arbeitsdruck versorgt. Über einen Start-Stopp-Steuerblock 16 ist der Hydraulikkreis 12 darüber hinaus mit einem als Hochdruckspeicher ausgebildeten Hydraulikspeicher 17 sowie mit einer Ladepumpe 18 verbunden bzw. verbindbar. Die Ladepumpe 18 wird von einem Elektromotor 19 angetrieben. Eine Steuereinheit 20 steuert sowohl den Elektromotor 19 als auch den Start-Stopp-Steuerblock 16 an. Zur Steuerung verarbeitet die Steuereinheit 20 Signale von einem Gaspedal 21, von einem Joystick 22, von einem Lenkrad 23 und von einem Sitzkontakt 24, mittels dem erfassbar ist, ob ein Fahrersitz besetzt ist. Ferner verarbeitet die Steuereinheit 20 vorzugsweise Signale eines hier nicht dargestellten Sensors, der den Speicherladedruck am Hydraulikspeicher 17 bzw. an der Ladepumpe 18 misst.
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Wenn der Speicherladedruck am Hydraulikspeicher 17 unter einen vordefinierten unteren Grenzwert fällt, veranlasst die Steuereinheit 20 ein Auffüllen des Hydraulikspeichers 17 mittels der Ladepumpe 18 durch entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 19. Erst wenn ein ausreichender Speicherladedruck vorhanden ist, steuert die Steuereinheit 20 den Start-Stopp-Steuerblock 16 an, um mittels der gespeicherten hydraulischen Energie die Arbeitspumpe 11 in ihrer Funktion als hydraulischer Starter 14 anzutreiben, um das Antriebsaggregat 2 zu starten. Das Antriebsaggregat 2 weist daher keinen elektrischen Startermotor auf.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202011105189 U1 [0002]
