DE4402317C2 - Verfahren und Einrichtung zur Erhöhung der Standfestigkeit von Bau- und Arbeitsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Standfestigkeit von mehrachsigen mobilen Bau- und Arbeitsmaschinen, insbesondere von Baggern, Mobilbagger-Ladern, Kranfahrzeugen, Containerkranen oder dgl., gemäß gattungsbildendem Teil des ersten Patentanspruches.

Achsangetriebene Maschinen bzw. Baumaschinen, Kranfahrzeuge oder dgl. sind im allgemeinen mit Bremsen im Bereich der Radköpfe der Achsen ausge­ stattet, so daß sämtliche Räder gebremst werden können. Weiterhin befin­ det sich in jedem Radkopf ein Getriebe, insbesondere Planetengetriebe, mit fester Übersetzung. Mit Blick des Leistungsflusses von dem Antriebs­ motor in Richtung des Rades kann die jeweilige Bremse entweder hinter oder vor dem Getriebe, insbesondere Planetengetriebe, angeordnet sein. Wird die Bremse hinter dem Getriebe angeordnet, so ist nachteilig festzu­ stellen, daß die Bremse auf ein hohes Bremsmoment ausgelegt werden muß, da das Getriebe, insbesondere Planetengetriebe, aufgrund seiner Überset­ zung das Drehmoment erhöht. Wird die Bremse jedoch vor dem Planetenge­ triebe angeordnet, so ist vorteilhaft hervorzuheben, daß die Bremse klein dimensioniert werden kann. Nachteilig ist jedoch festzustellen, daß das Getriebespiel sich unmittelbar auf das gebremste Fahrzeug überträgt, wenn das Fahrzeug äußeren Lastwechseln ausgesetzt ist.

Die DE-A 19 46 191 betrifft eine Unterstützungskonstruktion für einen Bagger, an dessen Chassisrahmen mindestens auf einer Seite mindestens ein antriebsloses Räderpaar vorgesehen ist. Wenigstens einem dieser beiden Räder ist ein mit einer Verzahnung versehenes Sperrad und eine mit diesem zusammenwirkende, schwenkbar gelagerte Sperrklinke zugeordnet. Nachteilig ist neben dem erhöhten Bauaufwand festzustellen, daß hier lediglich eine Anwendung bei nicht angetriebenen Rädern möglich ist und bei Ineingriff­ bringung der Sperrklinke nicht in jedem Fall sichergestellt werden kann, daß diese auch in einer der korrespondierenden Nuten (Verzahnung) des Sperrades eingreift.

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, das im gattungsbildenden Teil des ersten Patentanspruches beschriebene Verfahren dahingehend weiterzubil­ den, daß bei klein dimensionierter Bremse gleichzeitig das Getriebespiel weitestgehend eliminiert werden kann, so daß die Standfestigkeit der Bau- und Arbeitsmaschinen, die nicht mechanisch über eine besonders dafür vor­ gesehene Arbeitsvorrichtung abgestützt werden, sondern lediglich auf Rädern stehend arbeiten, im allgemeinen erhöht wird.

Dieses Ziel wird verfahrensgemäß erreicht, indem die Leistung mindestens eines Antriebsmotors auf ein anzutreibendes Rad bzw. mehrere anzutreiben­ de Räder durch zugehörige Antriebselemente übertragen wird, wobei zumin­ dest Teile dieser mindestens einen Antriebsstrang bildende Antriebsele­ mente zur Überwindung von Getriebespiel mechanisch verspannt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den verfah­ rensgemäßen Unteransprüchen zu entnehmen.

Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch mindestens zwei ansteuerbare Ventile, von denen ein jedes die in mindestens einem der Radköpfe angeordnete Bremse gleicher oder verschiedener Achsen betätigt.

Eine alternative Einrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Ein­ richtung ist gekennzeichnet durch mindestens zwei ansteuerbare Ventile, von denen ein jedes die in einem der Radköpfe angeordnete Bremse betä­ tigt.

Vorzugsweise betätigen die Ventile die einander schräg gegenüberliegenden Bremsen. Bei Bedarf kann einer jeden Bremse ein separates Ventil zugeord­ net werden, das vorzugsweise als Drei/Zwei-Wegeventil (Proportionalven­ til) ausgebildet ist. Die Ventile sind über entsprechende Signalleitungen mit einer Regelelektronik verbunden.

Entsprechende Druckschalter oder -aufnehmer, Sensoren (Initiatoren) zur Drehzahlerfassung oder dgl. meßtechnische Elemente können im Bereich der betroffenen Radköpfe/Bremsen angeordnet und über weitere Signalleitungen mit der Regelelektronik verbunden werden (rampenförmiges Bremsen).

Neben dem Verfahren der Bau- und Arbeitsmaschine nach dem Lösen der Brem­ se(n) in gleicher bzw. entgegengesetzter Richtung besteht auch die Mög­ lichkeit, durch entsprechende Zuschaltung von Zahnradpaarungen im An­ triebsstrang die Drehrichtung der Räder einer oder mehrerer Achsen umzu­ kehren, um auf diese Weise eine weitergehende Verspannung zumindest von Teilen des Antriebsstranges herbeizuführen, sofern einige Räder bereits das Getriebespiel überwunden haben, bei anderen jedoch noch Spiel gegeben ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, eine Kupplung im Bereich mindestens einer der Gelenkwellen vorzusehen, durch die der Kraftfluß bei Bedarf unterbrochen werden kann, um auch hier sicherzustellen, daß in sämtlichen Rädern, d. h. den zugehörigen Planetengetrieben jegliches Spiel eliminiert ist.

Durch diese Maßnahmen kann, unabhängig davon, ob die Bremse vor oder hinter dem jeweiligen Radkopfgetriebe angeordnet ist, eine Verspannung einzelner Räder bzw. Achsen realisiert werden, wodurch der Bedienkomfort der Bau- und Arbeitsmaschine ohne größeren Aufwand beträchtlich erhöht werden kann. Das System verhält sich hierbei wie ein Feder-Masse-System, wobei die Masse (Bau- und Arbeitsmaschine) zwischen mindestens zwei Druck- oder Zugfedern (Rädern) eingespannt wird.

Neben einem zentralen Antriebsmotor (z. B. Hydromotor) können auch soge­ nannte Radkopfmotoren zum Einsatz gelangen, die dann unmittelbar auf das jeweilige Radkopfgetriebe einwirken und eine entsprechende Verspannung herbeiführen. Alternativ besteht ebenfalls die Möglichkeit, an jede Achse einen Antriebsmotor anzuflanschen, der über ein zugehöriges Differential auf die Räder einwirkt.

Somit kann das Getriebespiel entweder durch Beaufschlagung der einzelnen Achsen oder aber durch diagonale Beaufschlagung einzelner Radkopfgetriebe eliminiert , d. h. neutralisiert werden. Durch diese Maßnahme wird sicher­ gestellt, daß sich das bisher nachteilig bei im Stand auszuführenden Arbeiten, bei denen Lastwechsel auftreten, auf den Fahrer auswirkende Getriebespiel innerhalb der Radkopfgetriebe nicht mehr ungedämpft auf das Fahrzeug übertragen wird. Der Arbeitsablauf der Bau- und Arbeitsmaschine kann somit weitestgehend ungestört von Einflüssen aus dem bzw. den Ge­ trieben sowie des gesamten Antriebsstranges durchgeführt werden.

Da im wesentlichen sämtliche Bauteile des Antriebsstranges ohnehin vor­ handen sind, stellt die Erfindung eine unkomplizierte kostensparende Anwendung der bereits vorhandenen Bauteile dar.

Der Erfindungsgegenstand ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 - Prinzipskizze eines Baggers in verspanntem Zustand,

Fig. 2 bis 9 - Prinzipskizzen des Antriebsstranges einer mobilen Baumaschine mit verschiedenen Möglichkeiten zur Neutralisierung von Spiel in verschiedenen Bereichen des Antriebsstranges.

Fig. 1 zeigt als Prinzipskizze einen Hydraulikbagger 1, der im wesentli­ chen folgende Bauteile beinhaltet:
einen als Unterwagen 2 ausgebildeten Rahmen, auf welchem über eine Kugel­ drehverbindung 3 ein Oberwagen 4 drehbar gelagert ist. Der Hydraulikbag­ ger 1 ist mit Rädern 5, 5′ ausgestattet, die an nur angedeuteten Achsen 7, 8 befestigt sind. Der Hydraulikbagger 1 wird über ein zentrales Getrie­ be 6 angetrieben, von welchem sich die Gelenkwellen 9, 10 in den Bereich der Achsen 7, 8 erstrecken und dort in nicht dargestellten leistungsver­ zweigenden Differentialen enden. Von dort wird die Leistung auf nicht dargestellte in den Radköpfen der Achsen 7, 8 vorgesehene Planetengetriebe übertragen. Der Hydraulikbagger 1 beinhaltet ferner eine als Ausleger 11, Stiel 12 und Schaufel 13 bestehende Ausrüstung, die am Oberwagen 4 ange­ lenkt ist. Zumindest Teile des Antriebsstranges (Getriebe 6, Gelenkwel­ len 9, 10, Differentiale, usw.) werden - wie dies in den folgenden Figuren näher erläutert wird - mechanisch verspannt. Durch Lösen der Bremse bei­ spielsweise eines der Vorderräder 5 und Verfahren des Hydraulikbaggers 1 in Pfeilrichtung rückwärts wird das unerwünschte Getriebespiel für das in diesem Rad 5 angeordnete Planetengetriebe nebst zugehörigem Teil des Antriebsstranges eliminiert. Nach dem Festsetzen der Bremse wird bei­ spielsweise die Bremse des schräg gegenüberliegenden Hinterrades 5′ ge­ löst und der Hydraulikbagger 1 in Pfeilrichtung vorwärts solange verfah­ ren, bis auch hier kein Getriebespiel mehr vorhanden ist. Dann wird die Bremse wieder festgesetzt. Die mechanische Verspannung des Antriebsstran­ ges macht sich an den Reifen der Räder 5, 5′ durch verstärkte Wulstbildun­ gen 14 bemerkbar.

Fig. 2 zeigt als Prinzipskizze einen denkbaren Antriebsstrang einer mo­ bilen Baumaschine, beispielsweise des Hydraulikbaggers 1 gemäß Fig. 1, bei dem an einem nicht weiter dargestellten Rahmen die Vorderachse 7 und die Hinterachse 8 angeordnet sind. Der Hydraulikbagger 1 wird in diesem Beispiel über einen Antriebsmotor 15 und das Getriebe 6 angetrieben. Das Getriebe 6 ist hierbei als Verzweigungsgetriebe ausgebildet und wirkt gleichermaßen auf die Vorderachse 7 sowie die Hinterachse 8, und zwar über die Gelenkwellen 9, 10 auf die achseigenen Differentiale 16, 17. Von hier wird die Leistung auf die an beiden Seiten der Achsen 7, 8 angebrach­ te Radköpfe 18, 19 bzw. 20, 21 und somit auf die Räder 5, 5′ übertragen. In den Radköpfen 18-21 sind Planetengetriebe (Radkopfgetriebe) 22, 23 bzw. 24, 25 angeordnet, wobei zwischen den Differentialen 16, 17 und den Plane­ tengetrieben 22, 23 bzw. 24, 25 sogenannte naßlaufende Lamellenbremsen 26, 27 bzw. 28, 29 angeordnet sind. Die Beaufschlagung der Lamellenbremsen 26, 27 bzw. 28, 29 erfolgt jeweils über ein der entsprechenden Achse 7 bzw. 8 zugeordnetes, vorzugsweise als Drei/Zwei-Wegeventil 30 bzw. 31 ausge­ bildetes Proportionalventil, das über entsprechende hydraulische Leitun­ gen 32, 33 bzw. 34, 35 mit den zugehörigen Lamellenbremsen 26, 27 bzw. 28, 29 in Verbindung steht. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Neutralisier­ ung des in den Planetengetrieben 22-25 vorhandenen Getriebespiels wie folgt erreicht:
Ausgehend davon, daß der Hydraulikbagger 1 sich bereits im Stand befin­ det, d. h. keine negative Beschleunigung mehr erfährt, werden über das Ventil 30 die Lamellenbremsen 26 und 27 der Vorderachse 7 außer Bremswir­ kung gebracht. Im Anschluß daran wird der Fahrantrieb über den Antriebs­ motor 15 in Rückwärtsrichtung dergestalt angetrieben bis das Getriebe­ spiel der Planetengetriebe 22, 23 in den Radköpfen 18, 19 überwunden ist und dieser Teil des Antriebsstranges sich mechanisch verspannt. Dann werden die Bremsen 26, 27 durch erneute Betätigung des Ventils 30 wieder festgesetzt. Sobald eine vorgebbare mechanische Verspannung gegeben ist, werden über das Ventil 31 die Lamellenbremsen 28, 29 der Hinterachse 8 gelöst und der Bagger 1 vorwärts verfahren, bis auch das Getriebespiel in den Planetengetrieben 24, 25 überwunden ist. Anschließend werden die Brem­ sen 28, 29 durch Betätigung des Ventils 31 wieder festgesetzt. Die Ver­ spannung ist somit auf sämtliche Räder 5, 5′ aufgebracht und der Bagger 1 bleibt auch bei Lastwechseln spiel frei stehen. Ausgenommen, daß das Spiel innerhalb der Differentiale 16, 17 beider Achsen 7, 8 gleich ist, wird das Getriebespiel innerhalb des Getriebes 6 so gewählt, daß es in Relation zum Getriebespiel innerhalb der Planetengetriebe 22-25 so groß ist, daß die Gelenkwellen 9, 10 des Getriebes 6 einseitig so zum Verspannen ver­ dreht werden können.

Fig. 3 zeigt ebenfalls als Prinzipskizze den Antriebsstrang einer mobi­ len Arbeitsmaschine, insbesondere eines zweiachsigen Kranfahrzeuges 36. Der Einfachheit halber ist der Antriebsstrang analog zu dem in Fig. 1 beschriebenen aufgebaut. Unterschiede sind lediglich darin zu sehen, daß nunmehr jede Lamellenbremse 26, 27 bzw. 28, 29 durch ein separates Ventil 37, 38 bzw. 39, 40 beaufschlagt wird. Der Steuerungsablauf zur Eliminierung der negativen Auswirkungen von Getriebespiel stellt sich in diesem Bei­ spiel etwa wie folgt dar:
Es wird davon ausgegangen, daß im Getriebe 6 in den beiden Differential­ getrieben 16, 17 und in den Planetengetrieben 22-25 Getriebespiel vorhan­ den ist. Nach dem Betätigen der Bremsen 26, 27 bzw. 28, 29 macht sich nur noch das Spiel innerhalb der Planetengetriebe 22-25 auf den hier nicht weiter dargestellten Fahrzeugrahmen bemerkbar. Da sämtliche Lamellenbrem­ sen 26, 27 bzw. 28, 29 durch einzelne Ventile 37, 38 bzw. 39, 40 ansteuerbar sind, kann somit jede der Lamellenbremsen 26-29 für sich betätigt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird zunächst die Bremse 26 über das Ventil 37 gelöst. Über den Antriebsmotor 15 wird die Eingangswelle 41 des Ge­ triebes 6 in der Drehrichtung angetrieben, die das Kranfahrzeug 36 über die Kardanwellen 9, 10, die Differentialgetriebe 16, 17 und die Planetenge­ triebe 22, 23 bzw. 24, 25 in Vorwärtsrichtung bewegt. Das Rad 5 hinter dem Planetengetriebe 22 dreht sich bei Stillstand der anderen Räder solange, bis jegliches Getriebespiel innerhalb des Planetengetriebes 21 überwunden ist bzw. bis der zugehörige Teil des Antriebsstranges mechanisch unter Spannung steht. In diesem Zustand wird die Lamellenbremse 26 über das Ventil 37 wieder betätigt, so daß die mechanische Spannung zwischen der Bremse 26 und dem kraftschlüssig am Boden haftenden Rad 5 hinter dem Getriebe 22 erhalten bleibt. Durch Wiederholung der vorab angesprochenen Schritte für die schräg gegenüberliegende Einheit Getriebe 25 und Bremse 29 sowie Rad 5′ und Verfahren des Kranfahrzeuges 36 in Rückwärtsrichtung steht das Kranfahrzeug 36 bzw. dessen Rahmen spiel frei am Boden.

Wahlweise kann zur Sicherheit die Prozedur für die verbleibenden beiden Räder 5 und 5′ wiederholt werden.

Die vorab beschriebenen Vorgänge zur Neutralisierung der negativen Aus­ wirkungen von Getriebespiel wurden aus dem Stillstand der Bau- und Ar­ beitsmaschine heraus eingeleitet. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, zumal ebenfalls die Möglichkeit gegeben ist, die vorab be­ schriebenen Vorgänge bereits in der letzten Phase der negativen Beschleu­ nigung manuell oder automatisch einzuleiten. Manuell kann der Vorgang durch den Fahrer der Bau- und Arbeitsmaschine eingeleitet werden. Alter­ nativ dazu besteht natürlich die Möglichkeit, eine später beschriebene Regeleinrichtung vorzusehen, die aufgrund vorgegebener Parameter nicht nur eine mechanische Verspannung zumindest von Teilen des betroffenen Fahrzeuges aus dem Stand bzw. aus der Endphase der negativen Beschleuni­ gung heraus einleitet, sondern diese auch für den Zeitraum der Arbeiten aufrecht erhält bzw. nachregelt, in welcher die Bau- oder Arbeitsmaschine still steht.

Fig. 4 zeigt eine weitere Alternative zur Eliminierung der negativen Auswirkungen von Getriebespiel im Antriebsstrang eines Mobilbagger-Laders 42. Wie bereits vorher gelten für gleiche Bauteile auch gleiche Bezugs­ zeichen. Der Aufbau des Antriebsstranges entspricht hierbei etwa demjeni­ gen der Fig. 2, wobei gleiche Betriebszustände gegeben sind. Auch hier soll der Vorgang der Neutralisierung des Getriebespiels aus dem Still­ stand des Mobilbagger-Laders 42 heraus eingeleitet werden.

Abweichend zu Fig. 2 erfolgt die Erhöhung der Standfestigkeit des Mobil­ bagger-Laders 42 wie folgt:
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein jedes Ventil 43, 44 über Leitungen 45, 46 bzw. 47, 48 mit einander schräg gegenüberliegenden Lamellenbremsen 26, 29 bzw. 27, 28 verbunden. Zunächst werden die Bremsen 26, 29 über das Drei/Zwei-Wegeventil 43 gelöst. Über den Antriebsmotor 15 wird die Ein­ gangswelle 41 des Getriebes 6 in der Drehrichtung angetrieben, die die Baumaschine 42 über die Kardanwellen 9, 10, die Differentialgetriebe 16, 17 und die Planetengetriebe 22, 25 in Vorwärtsrichtung bewegt. Die Räder 5, 5′ hinter den Planetengetrieben 22, 25 drehen sich solange, bis die zugehöri­ gen Teile des Antriebsstranges mechanisch unter Spannung stehen. In die­ sem Zustand werden die Lamellenbremsen 26, 29 über das Ventil 43 betätigt, so daß die mechanische Spannung zwischen den Bremsen 26, 29 und den Rädern 5, 5′ erhalten bleibt. Wahlweise kann durch Wiederholung der vorab ange­ sprochenen Schritte für die verbleibenden, einander ebenfalls schräg gegenüberliegenden Einheiten Getriebe 23, 24 und Bremsen 27, 28 sowie Räder 5, 5′ eine weitergehende mechanische Spannung aufgebaut werden.

Fig. 5 zeigt eine Version, wie sie bereits unter Fig. 3 beschrieben worden ist. Darüber hinaus ist hier im Bereich der Gelenkwelle 9 noch eine Kupplung 49 zur Unterbrechung bzw. Hinzuschaltung der Antriebslei­ tung des Getriebes 6 eingebaut. Jeder Lamellenbremse 26-29 ist ein eige­ nes Proportionalventil 37-40 zugeordnet, so daß die Ansteuerung der La­ mellenbremsen 26-29 analog zu Fig. 3 erfolgt. Durch die Kupplung 49 kann sichergestellt werden, daß bei diagonaler Betätigung beispielsweise der Bremsen 26 und 29 und ungleichen Spielen in den Planetengetrieben 22, 25 das Spiel des Planetengetriebes 22 auch dann noch überwunden werden kann, sofern das Planetengetriebe 25 bereits auf Block steht.

Fig. 6 ist etwa analog zu Fig. 5 zu werten, mit dem Unterschied, daß zwischen dem Getriebe 6 und dem Differentialgetriebe 16 ein weiteres Getriebeteil 50 samt Kupplungen 51, 52 vorgesehen ist, das zu- und ab­ schaltbare Zahnradpaarungen 53, 54 beinhaltet, durch welche die Drehrich­ tung beispielsweise der Vorderräder 5 mechanisch umkehrbar ausgeführt werden kann.

Fig. 7 zeigt ein von den bisherigen Figuren abweichendes Antriebskon­ zept, beispielsweise für einen Containerkran. Jedem der Räder 5, 5′ ist ein eigener Antriebsmotor 55, 56, 57, 58 zugeordnet, dessen Ausgangswelle 59, 60, 61, 62 mit dem zugehörigen Planetengetriebe 22-25 verbunden ist. Die Bremsen 26-29 erstrecken sich hierbei zwischen den Antriebsmotoren 55-58 und den Planetengetrieben 22-25. Jeder Bremse 26-29 ist ein eigenes Drei/Zwei-Proportional-Wegeventil 37, 38, 39, 40 zugeordnet. Da nun jedes Rad 5, 5′ für sich antreibbar ist, kann die mechanische Verspannung bei­ spielsweise so herbeigeführt werden, daß eines der Vorderräder 5 und eines der Hinterräder 5′ (vorzugsweise das schräg gegenüberliegende) nach dem Lösen der zugehörigen Bremsen 26, 29 in Pfeilrichtung, d. h. entgegen­ gesetzt, angetrieben werden. Die Bewegung der Räder 5, 5′ erfolgt hierbei solange, bis das Getriebespiel in den Planetengetrieben 22, 25 überwunden ist. Anschließend werden die Bremsen 26, 29 wieder festgesetzt. Bei Be­ darf, z. B. aus Sicherheitsgründen, kann dieser Vorgang für die verblei­ benden Räder 5, 5′ wiederholt werden.

Fig. 8 zeigt ein weiteres alternatives Antriebskonzept. Abweichend zu Fig. 7 sind hier wieder eine Vorderachse 7 und eine Hinterachse 8 samt Differentialgetrieben 16, 17 vorgesehen, wobei ein jedes Differentialge­ triebe 16, 17 von einem eigenen Antriebsmotor 63, 64 antreibbar ist. Jeder Bremse 26-29 ist ein Proportionalventil 37-40 zugeordnet. Die Standfe­ stigkeit kann nun beispielsweise dadurch erhöht werden, daß gleichzeitig oder hintereinander die Bremsen 27, 28 gelöst und die Antriebsmotoren 63, 64 so geschaltet werden, daß die Räder 5, 5′ in entgegengesetzter Rich­ tung angetrieben werden und zwar solange, bis jegliches Getriebespiel in den Planetengetrieben 23, 24 sowie den Differentialen 16, 17 überwunden ist. Nach dem neuerlichen Festsetzen der Bremsen 27, 28 kann dieser Vor­ gang bei Bedarf für die verbleibenden Räder 5, 5′ wiederholt werden.

Fig. 9 zeigt ein Antriebskonzept, wie es bereits in Fig. 5 beschrieben worden ist. Ergänzend ist hier ein Regelschema dargestellt, das einer­ seits automatisch das Getriebespiel im Antriebsstrang überwinden und andererseits ebenfalls automatisch eine Nachregelung im Verlauf des Arbeitsprozesses der Bau- und Arbeitsmaschine ermöglichen soll. So kann es beispielsweise geschehen, daß eines der mechanisch verspannten Räder, z. B. 5 bei auftretenden Lastwechseln vom Boden abgehoben und die Verspan­ nung dieses Rades somit aufgehoben wird. Um diese Vorgaben erreichen zu können, ist eine Regelelektronik 65 vorgesehen, welche über elektrische Signalleitungen 66, 67, 68, 69 mit den Proportionalventilen 37-40 in Verbin­ dung steht. In gleicher Weise ist der zentrale Antriebsmotor 15 über die Leitung 70 und den Druckaufnehmer 71 an die Regelelektronik 65 ange­ schlossen. Im Bereich der Planetengetriebe 22-25 sind vorzugsweise im Bereich der Eingangsstufen die jeweiligen Drehzahlen messende Sensoren (Initiatoren) 72, 73, 74, 75 angeordnet, die über weitere elektrische Lei­ tungen 76, 77, 78, 79 an die Regelelektronik 65 angeschlossen sind. Die Kupplung 49 im Bereich der Gelenkwelle 9 wird über ein Zwei/Zwei-Wegeven­ til 80 (Proportionalventil) betätigt, wobei auch hier eine Signalführung 81 zwischen der Regelelektronik 65 und dem Ventil 80 vorgesehen ist. Durch Vorgabe entsprechender Regelparameter und Vergleich mit den durch die Sensoren 72-75 ermittelten Werte ist die Regelelektronik 65 in der Lage, wunschgemäß die Eliminierung des Getriebespiels entweder nur in einzelnen Planetengetrieben 22-25 oder darüber hinaus auch in den Diffe­ rentialen 16, 17 und bei Bedarf auch in dem Getriebe 6 herbeizuführen.

Claims (40)

1. Verfahren zur Erhöhung der Standfestigkeit von mehrachsigen mobilen Bau- und Arbeitsmaschinen (1, 36, 42), insbesondere von Bagger, Mobil­ bagger-Ladern, Kranfahrzeugen, Containerkranen oder dgl., bei dem die Leistung mindestens eines Antriebsmotors (15, 55-58, 63, 64) auf wenigstens ein anzutreibendes Rad (5, 5′) durch zugehörige Antriebselemente (9, 10, 16, 17, 22-25, 59-62) übertragen wird und zumindest Teile dieser mindestens einen An­ triebsstrang bildenden Antriebselemente (9, 10, 16, 17, 22-25, 59-62) zur Überwindung von Getriebespiel mechanisch verspannt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Leistung mindestens eines An­ triebsmotors (15) auf die angetriebenen Räder (5, 5′) der zugehörigen Achsen (7, 8) über mindestens ein Getriebe (6) auf ein achszugehöri­ ges Differential (16, 17) und von dort auf ein im jeweiligen Radkopf (18, 19, 20, 21) angeordnetes Getriebe, insbesondere Planetengetriebe (22, 23, 24, 25) übertragen und die negative Beschleunigung der Bau-und Arbeitsmaschine (1, 36, 42) durch in den Radköpfen (18-21) vorgesehene Bremsen, insbesondere nasse Lamellenbremsen (26, 27, 28, 29) herbeige­ führt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile des aus Getriebe (6), Differentialen (16, 17) sowie Radkopfgetrieben (22-25) gebildeten Antriebsstranges mechanisch verspannt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Leistung mindestens eines An­ triebsmotors (55-58, 63, 64) unmittelbar auf ein oder mehrere Räder (5, 5′) über im jeweiligen Radkopf (18-21) angeordnete Getriebe, insbesondere Planetengetriebe (22-25) übertragen und die negative Beschleunigung der Bau- und Arbeitsmaschine (1, 36, 42) durch in den Radköpfen (18-21) vorgesehene Bremsen, insbesondere nasse Lamellen­ bremsen (26-29) herbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Radkopfgetriebe (22-25) mechanisch verspannt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang des mechanischen Verspannens einzel­ ner oder mehrerer Teile (22-25, 16, 17, 6, 9, 10) des Antriebsstranges aus dem Stand der Bau- und Arbeitsmaschine (1, 36, 42) heraus durchge­ führt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verspannung einzelner oder meh­ rerer Teile (22-25, 16, 17, 6, 9, 10)) des Antriebsstranges in der End­ phase des Abbremsvorganges der Bau- und Arbeitsmaschine (1, 36, 42) eingeleitet wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Achse (7, 8) für sich mechanisch verspannt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig davon, ob die jeweilige Bremse (26-29) mit Sicht auf den Leistungsfluß vor oder hinter dem Radkopf­ getriebe (22-25) angeordnet ist, zumindest Teile der Radkopfgetriebe (22-25) in Vorspannung gebracht werden.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verspannung durch folgende Schritte herbeigeführt wird:

• - Lösen der Bremsen (26, 27 bzw. 28, 29) im Bereich einer der ange­ triebenen Achsen (7 bzw. 8),
• - Verfahren der Bau- und Arbeitsmaschine (1, 36, 42) bis durch die Drehung der ungebremsten Räder (5 bzw. 5′) jegliches Getriebe­ spiel überwunden ist bzw. der Antriebsstrang mechanisch unter Spannung steht,
• - Betätigen der Bremsen (26, 27 bzw. 28, 29), so daß die mechanische Spannung zwischen den Bremsen (26, 27 bzw. 28, 29) und den kraft­ schlüssig am Boden haftenden Rädern (5 bzw. 5′) auch hinter den Radkopfgetrieben (22, 23 bzw. 24, 25) erhalten bleibt,
• - Wiederholung der vorbezeichneten Schritte für die andere Achse (8 bzw. 7) bzw. bei Bedarf für alle weiteren verbleibenden ange­ triebenen Achsen.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Fahrtrichtung der Bau- und Arbeitsmaschine (1, 36, 42) gesehen zu­ nächst die Vorder- (7) und anschließend die Hinterachse (8) bzw. Hinterachsen mechanisch verspannt werden.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Radkopfgetriebe (22, 23 bzw. 24, 25) jeweils einer Achse (7 bzw. 8) der Reihe nach spielfrei gemacht wer­ den.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweiachsigem Antrieb der Bau- und Arbeitsma­ schine (36, 42) zumindest zwei der sich schräg gegenüberliegenden Radkopfgetriebe (22, 25 bzw. 23, 24) mechanisch verspannt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mechani­ sche Verspannung durch folgende Schritte herbeigeführt wird:

• - Lösen einer der im Bereich einer angetriebenen Achsen (7) vorge­ sehenen Bremsen (26),
• - Verfahren der Bau- und Arbeitsmaschine (36, 42), bis durch die Drehung des ungebremsten Rades (5) jegliches Getriebespiel über­ wunden ist bzw. bis der Antriebsstrang mechanisch unter Spannung steht,
• - Betätigen der Bremse (26), so daß die mechanische Spannung zwi­ schen der Bremse (26) und dem kraftschlüssig am Boden haftenden Rad (5) auch hinter dem zugehörigen Radkopfgetriebe (22) erhal­ ten bleibt,
• - Wiederholung der vorbezeichneten Schritte für die schräg gegen­ überliegende Bremse (29) einer der angetriebenen Achsen (8).

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch mehr­ fache Wiederholung der einzelnen Schritte sämtliche Radkopfgetriebe (22-25) spielfrei gemacht werden.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß in Fahrtrichtung einer zweiachsigen Bau- und Arbeitsmaschine (36, 42) gesehen zunächst eines der Radkopfgetriebe (22) der Vorderachse (7) und anschließend eines (25) der Hinterachse (8) spielfrei gemacht werden.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mechani­ sche Verspannung durch folgende Schritte herbeigeführt wird:

• - Lösen der einander gegenüberliegenden Bremsen (26, 29 bzw. 27, 28) von zwei der angetriebenen Achsen (7, 8),
• - Verfahren der Bau- und Arbeitsmaschine (36, 42), bis durch die Drehung der ungebremsten Räder (5, 5′) jegliches Getriebespiel überwunden ist bzw. bis der Antriebsstrang mechanisch unter Spannung steht,
• - Betätigen der Bremsen (26, 29 bzw. 27, 28), so daß die mechanische Spannung zwischen den Bremsen (26, 29 bzw. 27, 28) und den kraft­ schlüssig am Boden haftenden Rädern (5, 5′) auch hinter dem zuge­ hörigen Radkopfgetriebe (22, 25 bzw. 23, 24) erhalten bleibt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Wiederholung der Schritte für die verbleibenden einander ebenfalls schräg gegen­ überliegenden Bremsen (27, 28 bzw. 26, 29).

17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verspan­ nung des Antriebes die Drehrichtung der Räder (5, 5′) verschiedener Achsen (7, 8) dergestalt umgelenkt wird, daß die Räder (5, 5′) gegen­ läufig angetrieben werden.

18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verspan­ nung des Antriebes die Drehrichtung der Räder (5, 5′) einer Achse (7 bzw. 8) dergestalt umgelenkt wird, daß die Räder (5, 5′) gegenläufig angetrieben werden.

19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verspannung des Antriebsstranges der Kraft­ fluß durch mindestens eine Kupplung (49) unterbrochen wird.

20. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verspannung einzelner bzw. mehrerer Teile (22-25, 16, 17, 6, 9, 10) des Antriebsstranges manuell, insbesondere von der Fahrerkabine aus, eingeleitet wird.

21. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verspannung einzelner bzw. mehrerer Teil (22-25, 16, 17, 6, 8, 9) des Antriebsstranges nach einem vorgegebenen Regelschema aus dem Stand heraus bzw. bereits in der Endphase des Bremsvorganges der Bau- und Arbeitsmaschine (1, 36, 42) automatisch eingeleitet wird.

22. Verfahren nach den Ansprüchen 18 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der mechanischen Verspannung ermittelt und im Verlauf der im Stand der Bau- und Arbeitsmaschine (1, 36, 42) durchgeführten Arbeiten im wesentlichen aufrecht erhalten bzw. bei vorgegebenen Abweichungen nachgeregelt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Verspannung über fest eingestellte und/oder verstellbare Druckschal­ ter erfaßt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Verspannung über Druckaufnehmer (72-75) erfaßt und einer nachge­ schalteten Regelelektronik (65) und/oder einem Display zugeführt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Verspannung über die Drehzahlen des/der Planetengetriebe erfassende Sensoren, Initiatoren oder dgl. gemessen wird.

26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung über den Motor (15) bzw. die Motoren (55-58, 63, 64) ständig aufrechterhalten wird, wobei nur die Räder (5 bzw. 5′) einer der Achsen (7 oder 8) gebremst und die ande­ re Achse (8 oder 7) mit einem vorgegebenen Moment von dem Motor (15) bzw. den Motoren (55-58-63, 64) beaufschlagt wird.

27. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung über direkt an den Radkopfge­ trieben (22-25) angeordnete Motoren (55-58) aufgebracht wird.

28. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, mit einem Rahmen, an welchem mindestens zwei durch mindestens ein mit einem Antriebsmotor (15) zusammenwirkendes Getriebe (6) antreibbare, mit Differentialen (16, 17) ausgerüstete Achsen (7, 8) angebaut sind, die wiederum mit in den Radköpfen (18-21) der Achsen (7, 8) vorgesehenen Getrieben, insbesondere Plane­ tengetrieben (22-25), in Wirkverbindung stehen, wobei im Bereich des jeweiligen Radkopfes (18-21) jeweils eine hydraulisch betätigbare Bremse, insbesondere eine nasse Lamellenbremse (26-29), angeordnet ist, gekennzeichnet durch mindestens zwei ansteuerbare Ventile (30, 31, 37-40, 43, 44), von denen ein jedes die in mindestens einem der Radköpfe (18-21) angeordnete Bremse (26-29) gleicher oder verschie­ dener Achsen (7, 8) betätigt.

29. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, mit einem Rahmen, an welchem mehrere Räder (5, 5′) samt zugehörigen Radkopfmotoren (55-58) angeordnet sind, die jeweils in Wirkverbindung mit in den Radköpfen (18-21) vorgesehenen Getrieben, insbesondere Planetengetrieben (22-25) stehen, wobei im Bereich eines jeden Radkopfes (18-21) jeweils eine hydraulisch betä­ tigbare Bremse, insbesondere eine nasse Lamellenbremse (26-29) ange­ ordnet ist, gekennzeichnet durch mindestens zwei ansteuerbare Venti­ le (37-40, 43, 44), von denen ein jedes die in einem der Radköpfe (18-21) angeordnete Bremse (26-29) betätigt.

30. Einrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (37, 40 bzw. 38, 39, 43 bzw. 44), die einander schräg gegenüberliegenden Bremsen (26, 29 bzw. 27, 28) betätigen.

31. Einrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lamellenbremse (26-29) ein Ventil (37-40) zugeordnet ist.

32. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 31, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ventil (30, 31, 37-40) ein Drei/Zwei- Wegeventil, insbesondere ein Proportionalventil ist.

33. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 31, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ventile (37-40) über entsprechende Signalleitungen (66-69) mit einer Regelelektronik (65) verbunden sind.

34. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 33, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich einzelner oder mehrerer Bremsen (26-29) fest eingestellte und/oder verstellbare Druckschalter vorge­ sehen sind.

35. Einrichtung nach den Ansprüchen 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einzelner oder mehrerer Bremsen (26-29) Druckaufneh­ mer vorgesehen sind.

36. Einrichtung nach den Ansprüchen 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Antriebsstranges, insbesondere im Bereich der Eingangsstufe des jeweiligen Planetengetriebes (22-25) die Drehzah­ len erfassende Sensoren (72-75), Initiatoren oder dgl. meßtechnische Bauteile vorgesehen sind.

37. Einrichtung nach den Ansprüchen 28 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Druckaufnehmer, Sensoren (72-75) mit der Regel­ elektronik (65) über elektrische Leitungen (76-79) verbunden sind.

38. Einrichtung nach den Ansprüchen 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Räder (5 bzw. 5′) einer der Achsen (7 oder 8) mechanisch über eine entsprechende zuschaltbare Zahnradpaarung (53, 54) umlenkbar ist.

39. Einrichtung nach den Ansprüchen 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung sich schräg gegenüberliegender Räder (5, 5′) zweier der Achsen (7, 8) mechanisch über eine entsprechende zuschalt­ bare Zahnradpaarung (53, 54) umlenkbar ist.

40. Einrichtung nach den Ansprüchen 28 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung des Antriebsstranges zumindest im Bereich einer der Gelenkwellen (9, 10) durch eine Kupplung (49) aufhebbar ist.