DE202014009927U1

DE202014009927U1 - Geregelter Antriebsstrang für eine motorbetriebene, mobile Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE202014009927U1
Application number: DE202014009927.8U
Authority: DE
Original assignee: KALINOWSKI KRUMM URSULA
Current assignee: SK TEC GMBH, DE
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2015-01-26
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: DE102015109283A1

Abstract

Antriebsstrang 11 für den Fahr- und Pumpenantrieb einer mobile Arbeitsmaschinen bestehend aus Verbrennungsmotor 1, Fahrzeuggetriebe 2, Kardanwelle 10, 13, Leistungsverzweigungsgetriebe 4 und Arbeitsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe im Arbeitsmodus vom Fahrzeugmotor über ein in die Kardanwelle eingebautes Leistungsverzweigungsgetriebe angetrieben wird und dass die Druck- und/oder Drehzahleinstellung dieser Pumpe durch eine zusätzliche Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung 7, die auf die vorhandene Drehzahlverstellung 6 des Fahrzeugmotors einwirkt, erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine wie sie bspw. zur Beseitigung von Öl und anderen extremen Verschmutzungen von Verkehrsflächen oder zur Kanalreinigung bekannt ist. Bei anderen bekannten Arbeitsmaschinen handelt es sich bspw. um Hochdruckpumpen mit großer Antriebsleistung, die auf einem Anhänger montiert sind und über eine eigene Antriebsvorrichtung, in der Regel einen Verbrennungsmotor, verfügen. Solche Arbeitsmaschinen haben den Nachteil, dass diese Verbrennungsmotoren erhebliche Emissionsprobleme haben und in Zukunft mit zulassungsrechtlichen Schwierigkeiten zu rechnen haben. Zudem werden diese Anhänger mit einem handelsüblichen Lastkraftwagen zum Einsatzort verbracht, deren Motoren ebenfalls hohe Leistungen ausweisen und keine Emissionsprobleme haben. So bietet es sich an, den Antriebsmotor des Lastkraftwagens zum Pumpenantrieb zu nutzen, was natürlich voraussetzt, dass die Pumpe fest auf dem Lastkraftwagen angeordnet ist. Hierfür wird dann ein schaltbares Leistungsverzweigungsgetriebe in den Antriebsstrang eingebaut.
Solche Antriebslösungen sind bspw. aus DE 10 2013 204 201 bekannt. Hier wird ein Schlammsaug- und Hochdruckspülfahrzeug vorgestellt, das über ein schaltbares Zwischengetriebe verfügt, welches den Antriebsstrang des Fahrzeugs in eine Antriebsseite und in eine Abtriebsseite unterteilt und eine Schaltvorrichtung für das Zwischengetriebe, um die Antriebsseite des Antriebsstrangs wahlweise entweder mit der Abtriebsseite des Antriebsstrangs oder der Hochdruckpumpe zu koppeln. Eine ähnliche Ausführung ist in DE 20 2006 005 150 dargelegt. Hier wird ebenfalls eine Pumpe Ober ein schaltbares Zwischengetriebe vom Fahrzeugmotor angetrieben, wobei sich dieses Getriebe in einer bestimmten Lage relativ zum Gelenkwellenstrang der Pumpe und der Kardanwelle des Fahrzeugs befindet. In DE 3612968 wird eine hydraulische Antriebeinrichtung vorgestellt, die vom Fahrzeugmotor angetrieben wird und die ihrerseits die Pumpe antreibt. Durch die Druckregelung und Förderstromregelung der hydraulischen Antriebseinrichtung wird erreicht, das unabhängig von einer Drehzahländerung des Fahrmotors der hydraulische Kolbenmotor eine im wesentlichen gleichbleibende Drehzahl aufweist, so dass der Antrieb der Pumpe trotz Ableitung vom Fahrmotor unabhängig von der Drehzahl des Fahrmotors ist.
Die bisher bekannten Antriebslösungen haben den Nachteil, dass es keine Vorschläge für eine Steuerung bzw. Regelung des Pumpenausgangsdrucks und der Pumpendrehzahl gibt bzw. dass kein Einbau von Bauteilen vorgeschlagen wird, um eine Entkopplung der Pumpendrehzahl von der Drehzahl sonstiger Antriebseinrichtungen zu erreichen. Bei den vorhandenen technischen Lösungen nach dem Stand der Technik wird, nachdem über das Zwischengetriebe der Antriebsstrang des Fahrzeugmotors mit dem Antriebsstrang der Pumpe gekoppelt wurde, die Drehzahl des Fahrzeugmotors durch die Regeleinrichtung auf einen bestimmten Wert eingestellt, so dass sich ein bestimmter Pumpendruck einstellt. Der Pumpendruck wird dann überwiegend durch eine Verstellvorrichtung an der Pumpe selbst verändert, wobei dann über eine pumpeninterne Bypass-Leitung eine dissipative Rückströmung des Mediums („Energievernichtung”) erfolgt.
Der Erfindung liegt ausgehend von dem diskutierten Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, einen eingangs genannten Antriebsstrang für den Fahrzeugantrieb (Fahrmodus) und Pumpenantrieb (Arbeitsmodus) vorzuschlagen, wobei durch eine zusätzliche Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung der Fahrzeugmotor der mobilen Arbeitsmaschine zur Einstellung des Drucks bzw. der Drehzahl einer Pumpe der mobilen Arbeitsmaschine genutzt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Antriebs- und Regelungskonzepts mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Es wird erfindungsgemäß eine geeignete Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung vorgeschlagen, die auf die vorhandene Regelungsvorrichtung für die Motordrehzahl einwirkt, um dadurch über ein in die Kardanwelle eingebautes Leistungsverzweigungsgetriebe die Pumpendrehzahl und/oder den Pumpendruck mit einer Drehzahlverstellung des Fahrzeugmotors der mobilen Arbeitsmaschine einstellen zu können. Hierdurch kann vorteilhafterweise der Pumpendruck bzw: die Pumpendrehzahl über diese Steuerungsvorrichtung im Fahrerhaus eingestellt werden und die verlustbehaftetet interne Pumpenab- bzw. -rückströmung unterbleibt. Dabei werden über wenigstens einen zusätzlichen Sensor der Pumpendruck und/oder die Pumpendrehzahl erfasst, ggf. kann auch auf fahrzeugseitig vorhandene Messsignale zugegriffen werden. Das jeweilige Messsignal wird mit einem in der zusätzlichen Steuerungsvorrichtung bzw. Regelungsvorrichtung vorgebbaren Sollwert durch eine Drehzahlverstellung des Fahrzeugmotors abgeglichen, dabei wirkt das Ausgangssignal dieser zusätzlichen Steuerungsvorrichtung bzw. Regelungsvorrichtung auf die im Fahrzeug vorhandene Drehzahlregelung des Motors. In dieser Betriebsweise wird die gesamte Motorleistung zum Antrieb der Pumpe verwendet. Durch den Einbau des Leistungsverzweigungsgetriebes wird die Kardanwelle in ein vorderes, motorseitiges Stück Kardanwelle und ein rückwärtiges, dem Fahrantrieb näheres Stück Kardanwelle getrennt.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte 1 beschrieben, die eine Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs zeigt. Dem Fachmann erschließt sich sofort, dass eine Umsetzung des Antriebskonzepts auch mit anderen bereits fahrzeugseitig vorhandenen Messsignalen gelingt und dass anstelle der Pumpe eine andere Arbeitsmaschine angeordnet sein kann.
Der Antriebsstrang 11 umfasst einen Verbrennungsmotor 1, der über ein fahrzeugseitiges Getriebe 2 und eine entsprechend gelagerte 3 Kardanwelle 10, 13, in welche ein Leistungsverzweigungsgetriebe 4 eingebaut ist, seine Antriebsenergie auf die angetriebenen Achsen, hier nicht dargestellt, oder alternativ über eine mechanische Verbindung 12 eine Pumpe 5, übertragen kann. Ferner verfügt dieser Antriebsstrang über eine Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung 7, die von dem Sensor 14 über eine geeignete Wirkverbindung 9 ein Messsignal bezüglich des Pumpendrucks und/oder der Pumpendrehzahl erhält. Diese Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung 7 verfügt über eine Vorrichtung 15 zur Sollwerteingabe für die zu steuernde bzw. regelnde Größe gemäß des Messsignals des Sensors 14. Diese zu steuernde bzw. zu regelnde Größe wird durch die Drehzahlverstellung 6 des Motors 1 der Sollwertvorgabe angeglichen, indem die Steuer- bzw. Regelungsvorrichtung 7 über eine geeignete Wirkverbindung 8 auf den Motordrehzahlregler 6 einwirkt
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungsmotor
2: Fahrzeuggetriebe
3: Lager
4: Leistungsverzweigungsgetriebe
5: Pumpe
6: Motordrehzahlregler
7: Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung
8: Wirkverbindung
9: Wirkverbindung
10: Motorseitiges Kardanwellenstück
11: Antriebsstrang
12: Mechanische Verbindung
13: fahrantriebsseitiges Kardanwellenstück
14: Sensor
15: Vorrichtung zur Sollwerteinstellung

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 102013204201 [0002]
DE 202006005150 [0002]
DE 3612968 [0002]

Claims

Antriebsstrang 11 für den Fahr- und Pumpenantrieb einer mobile Arbeitsmaschinen bestehend aus Verbrennungsmotor 1, Fahrzeuggetriebe 2, Kardanwelle 10, 13, Leistungsverzweigungsgetriebe 4 und Arbeitsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe im Arbeitsmodus vom Fahrzeugmotor über ein in die Kardanwelle eingebautes Leistungsverzweigungsgetriebe angetrieben wird und dass die Druck- und/oder Drehzahleinstellung dieser Pumpe durch eine zusätzliche Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung 7, die auf die vorhandene Drehzahlverstellung 6 des Fahrzeugmotors einwirkt, erfolgt.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine eine Pumpe 5 ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung 7 eine Sollwertvorgabe für den Pumpendruck und/oder die Pumpendrehzahl einstellbar ist, der Pumpendruck und/oder die Pumpendrehzahl durch einen geeigneten Sensor 14 erfasst wird und die Angleichung des gemessenen Istwertes für den Pumpendruck und/oder die Pumpendrehzahl an den Sollwert durch eine Drehzahlverstellung des Antriebsmotors 1 erfolgt, indem die Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung 7 auf die Regeleinrichtung der Motordrehzahl 6 einwirkt.
Antriebsstrang nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung 7 über geeignete Wirkverbindungen mit dem Sensor 14 und Motordrehzahlversteller 6 verbunden ist.