DE102017221985B4 - Zugkraftkraftbegrenzungseinrichtung für Arbeitsmaschine, stufenloses Getriebe, Arbeitsmaschine und Verfahren zur Zugkraftbegrenzung - Google Patents

Zugkraftkraftbegrenzungseinrichtung für Arbeitsmaschine, stufenloses Getriebe, Arbeitsmaschine und Verfahren zur Zugkraftbegrenzung Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zugkraftbegrenzungseinrichtung (22) für eine Arbeitsmaschine (1) mit einem stufenlosen Getriebe (18), Eine Rechnereinrichtung (23) ist dazu eingerichtet, einen Variator (19) des Getriebes (18) so zu steuern, dass die Drehzahlübersetzung des Getriebes (18) erhöht wird ohne dabei ein Abtriebsdrehmoment des Getriebes (18) zu verändern, wenn ein stufenloses Verändern der Übersetzung des Getriebes (18) auf eine größere Drehzahlübersetzunq erforderlich ist und die ermittelte Zugkraft dem Zugkraftgrenzwert (Fm,x) entspricht. Ferner sind von der Erfindung ein ebensolches Getriebe, eine Arbeitsmaschine mit diesem Getriebe und ein Verfahren zur Zugkraftbegrenzung umfasst.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zugkraftbegrenzungseinrichtung für eine Arbeitsmaschine, eine Arbeitsmaschine mit solch einer Zugkraftbegrenzungseinrichtung und ein Verfahren zum Begrenzen der Zugkraft einer Arbeitsmaschine.
  • Stand der Technik
  • Arbeitsmaschinen, beispielsweise Grader, können ein Stufengetriebe aufweisen, welches bei steigendem Fahrtwiderstand herunterschaltet, um ein Abwürgen des Motors zu unterbinden. Herkömmliche Stufengetriebe weisen ein Zugkraftverhalten auf, bei dem ein Herunterschalten mit einer Erhöhung der Drehzahlübersetzung und einem Zugkraftanstieg einhergeht. Abhängig von beispielsweise der Bodenbeschaffenheit, kann beim Herunterschalten die Zugkraft so stark ansteigen, dass Räder der Arbeitsmaschine durchdrehen. Solch ein Durchdrehen von Rädern kann insbesondere bei Gradern dazu führen, dass ein bereits geebneter Abschnitt aufgrund der durchdrehenden Räder erneut bearbeitet werden muss. Die DE 10 2016 216 588 A1 beschreibt ein Zugsteuerungssystem, bei dem die Schleppkraft, welche auf eine Schar eines Graders wirkt, durch eine Vielzahl von Sensoren bestimmt wird. In Abhängigkeit der ermittelten Schleppkraft können verschiedene Aktionen eingeleitet werden, um Radschlupf zu vermeiden.
  • DE 11 2007 002 112 B4 offenbart ein Baufahrzeug, wobei Verringerungen in der Zugkraft während einer Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt unterdrückt werden können. Die Steuerung steuert die Motordrehzahl, die Verdrängung der Hauptpumpe und die Verdrängung des zweiten Fahrmotors, um die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Zugkraft zu steuern. Die Steuerung erhöht die maximale Verdrängung des zweiten Fahrmotors, während die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines geringen Geschwindigkeitsbereiches eines vorbestimmten Schwellwertes oder niedriger ist.
  • Darstellung der Erfindung
  • Der vorliegenden Aufgabe liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Zugkraftbegrenzungseinrichtung für eine Arbeitsmaschine, ein entsprechendes stufenloses Getriebe bzw. eine Arbeitsmaschine und ein Verfahren zur Zugkraftbegrenzung bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Zugkraftbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, mit einem stufenlosen Getriebe nach Anspruch 5, einer Arbeitsmaschine nach Anspruch 9 und einem Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich unter anderem auf eine Zugkraftbegrenzungseinrichtung für eine Arbeitsmaschine mit einem stufenlosen Getriebe. Die Arbeitsmaschine kann eine Baumaschine, eine Landmaschine, ein Flugzeugschlepper oder eine sonstige Arbeitsmaschine sein. Das stufenlose Getriebe ermöglicht ein stufenloses Einstellen einer Getriebeübersetzung. Unter Zugkraft wird die durch den Antriebsstrang an den Rädern der Arbeitsmaschine bereitgestellte Kraft verstanden. Die Zugkraft kann proportional zum Abtriebsmoment des stufenlosen Getriebes sein. Das Getriebe umfasst einen Variator, mit welchem die Drehmomentübersetzung des Getriebes unabhängig von der Drehzahlübersetzung eingestellt werden kann. Unter der Drehzahlübersetzung des Getriebes wird der Quotient aus Antriebsdrehzahl und Abtriebsdrehzahl verstanden. Unter Drehmomentübersetzung wird der Quotient aus Abtriebsmoment und Antriebsmoment verstanden. Durch den Variator ist eine Entkopplung der Drehzahlübersetzung von der Drehmomentübersetzung des Getriebes möglich. Der Variator kann ein hydraulischer und/oder ein elektrischer Variator sein.
  • Ferner umfasst die Zugkraftbegrenzungseinrichtung eine Zugkraftschnittstelle zum Bereitstellen von Informationen zur Ermittlung einer anliegenden Zugkraft der Arbeitsmaschine. Darüber hinaus weist die Zugkraftbegrenzungseinrichtung eine Grenzwertschnittstelle zum Bereitstellen eines Zugkraftgrenzwerts der Arbeitsmaschine auf. Der Zugkraftgrenzwert stellt eine Zugkraft der Arbeitsmaschine dar, welche in keinem Betriebspunkt der Arbeitsmaschine überschritten werden soll. Ferner weist die Zugkraftbegrenzungseinrichtung eine Steuerschnittstelle zum Ausgeben eines Steuersignals an den Variator des Getriebes auf. Über das Steuersignal ist der Variator steuerbar.
  • Bei den Schnittstellen kann es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung um eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung handeln, welche beispielswiese zum Senden und Empfangen von Datenströmen in paketierter oder unpaketierter Form ausgebildet sein kann. Die Schnittstellen können als separate Einrichtungen ausgebildet sein. Alternativ können einige oder alle der Schnittstellen der vorliegenden Erfindung auch über eine einzige Einrichtung, zum Beispiel einen Bus, verwirklicht werden.
  • Ferner umfasst die Zugkraftbegrenzungseinrichtung eine Rechnereinrichtung, die eingerichtet ist, um auf Basis der über die Zugkraftschnittstelle bereitgestellten Informationen die anliegende Zugkraft der Arbeitsmaschine zu ermitteln. Die Informationen können ein mit einem Abtriebsmomentsensor erfasstes Abtriebsmoment des Getriebes umfassen. Ebenso können die Informationen Daten umfassen, aus denen sich die Zugkraft durch die Rechnereinrichtung mittels eines Rechenmodells berechnen lässt. Unter einer Einrichtung der Rechnereinrichtung für eine bestimmte Funktion wird verstanden, dass die Rechnereinrichtung zur Ausführung der bestimmten Funktion spezifisch hergerichtet, also programmiert ist.
  • Ferner ist die Rechnereinrichtung eingerichtet, um die ermittelte Zugkraft der Arbeitsmaschine mit dem über die Grenzwertschnittstelle bereitgestellten Zugkraftgrenzwert zu vergleichen. Auf Basis des Vergleichs steuert die Rechnereinrichtung den Variator des Getriebes über die Steuerschnittstelle so, dass die Zugkraft den Zugkraftgrenzwert nicht überschreitet.
  • Mit der Zugkraftbegrenzungseinrichtung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Zugkraft einer Arbeitsmaschine immer unterhalb eines Grenzwerts zu halten. Ein Durchdrehen der Räder der Arbeitsmaschine kann damit auf einfache und kosteneffiziente Weise verhindert werden. Insbesondere ist zur Verwendung der Zugkraftbegrenzungseinrichtung keine gesonderte Sensorik erforderlich. Stattdessen kann die Einrichtung mit bereits im stufenlosen Getriebe vorhandener Sensorik verwendet werden. Hierdurch wird eine einfache Nachrüstbarkeit der Zugkraftbegrenzungseinrichtung ermöglicht.
  • Die Zugkraftbegrenzungseinrichtung kann eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Zugkraftgrenzwerts aufweisen, die mit der Grenzwertschnittstelle verbunden ist. Die Einstelleinrichtung kann im Führerhaus der Arbeitsmaschine vorgesehen sein. Somit ist es für einen Bediener der Arbeitsmaschine möglich, einen Grenzwert für die Zugkraft an die Umgebungsbedingungen, beispielsweise die Bodenbeschaffenheit, individuell anzupassen.
  • Die Rechnereinrichtung ist eingerichtet, um den Variator so zu steuern, dass die Drehzahlübersetzung des Getriebes erhöht wird ohne dabei das Abtriebsmoment des Getriebes zu verändern. Eine derartige Steuerung wird dann ausgeführt, wenn ein Herunterschalten des Getriebes erforderlich ist und die ermittelte Zugkraft dem Zugkraftgrenzwert entspricht. Ist ein Herunterschalten des Getriebes erforderlich, um beispielsweise ein Abwürgen des Motors zu unterbinden, kann damit ein Anstieg in der Zugkraft über einen Grenzwert und somit ein Schlupfen der Räder unterbunden werden.
  • Beim Hochschaltung des Getriebes kann die Rechnereinrichtung den Variator so steuern, dass die Drehzahlübersetzung erhöht, das Getriebeabtriebsmoment jedoch nicht verändert wird. Eine derartige Steuerung kann dann erfolgen, wenn die ermittelte Zugkraft dem Zugkraftgrenzwert entspricht. Damit kann auch beim Hochschalten des Getriebes verhindert werden, dass ein Zugkraftgrenzwert überschritten wird.
  • Die Zugkraftkraftbegrenzungseinrichtung kann eine Anzeigeschnittstelle zum Ausgeben eines Anzeigesignals an eine Anzeigeeinrichtung aufweisen. Die Anzeigeeinrichtung kann ein Bildschirm sein, der im Führerhaus der Arbeitsmaschine vorgesehen sein kann. Die Rechnereinrichtung kann eingerichtet sein, um ein Anzeigesignal über die Anzeigeschnittstelle an die Anzeigeeinrichtung auszugeben. Das Anzeigesignal kann dann ausgegeben werden, wenn eine Änderung der Drehzahlübersetzung des Getriebes erfolgt ohne dabei das Abtriebsmoment des Getriebes zu verändern. Somit kann dem Bediener der Arbeitsmaschine angezeigt werden, dass die Zugkraftkraftbegrenzungseinrichtung aktiv ist und die Zugkraft begrenzt. Der Bediener kann daraufhin weitere Aktionen zur Zugkraftverringerung einleiten. Handelt es sich bei der Arbeitsmaschine beispielsweise um einen Grader, kann die Schar zur Verringerung der Schnitttiefe angehoben werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Schar angestellt werden, um den Materialabfluss zu beschleunigen.
  • Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein stufenloses Getriebe für eine Arbeitsmaschine. Das Getriebe weist eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln des Abtriebsmoments des Getriebes auf. Die Sensoreinrichtung kann einen oder mehrere Sensoren aufweisen. Ferner umfasst das Getriebe einen Variator zum Einstellen einer Drehmomentübersetzung des Getriebes unabhängig von der Drehzahlübersetzung des Getriebes. Darüber hinaus umfasst das Getriebe eine Zugkraftkraftbegrenzungseinrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, wobei die Sensoreinrichtung mit der Zugkraftschnittstelle und die Steuerschnittstelle mit dem Variator verbunden sind. Hinsichtlich des Verständnisses der einzelnen Merkmale und deren Vorteile wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
  • Die Sensoreinrichtung kann eine bereits bei Herstellung des Getriebes vorgesehene Einrichtung sein, die für die ordnungsgemäße Funktion des Getriebes erforderlich ist. Damit handelt es sich bei der Sensoreinrichtung nicht um ein Bauteil, welches spezifisch für die Zugkraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen wurde. Somit ist es auf einfache und kosteneffiziente Weise möglich, Schlupf der Räder zu vermeiden, da bereits im Getriebe vorhandene Sensoren zur Steuerung der Zugkraftkraftbegrenzung verwendet werden können.
  • Der Variator kann ein hydraulischer Variator sein, der eine Hydraulikpumpe und einen Hydraulikmotor aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann der Variator ein elektrischer Variator sein, der einen Generator und einen Elektromotor umfasst.
  • Bei dem stufenlosen Getriebe kann es sich um ein hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigtes Getriebe handeln, was geringen Treibstoffverbrauch ermöglicht. Hier sind auch andere Getriebe mit einem Variator denkbar.
  • Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Arbeitsmaschine mit einem stufenlosen Getriebe nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Die Arbeitsmaschine kann ein Grader oder eine sonstige Arbeitsmaschine sein. Die vorliegende Erfindung entfaltet vorteilhafte Wirkung bei einem Grader, weil hier ein Radschlupf zu erheblichen Mehraufwand in der Bearbeitung führen kann, wie eingangs geschildert.
  • Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Zugkraftbegrenzung einer Arbeitsmaschine, die ein stufenloses Getriebe mit einem Variator aufweist. Der Variator ermöglicht eine Einstellung der Drehmomentübersetzung des Getriebes unabhängig von der Drehzahlübersetzung des Getriebes. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Zugkraftgrenzwerts und das Ermitteln einer anliegenden Zugkraft der Arbeitsmaschine. Unter einer anliegenden Zugkraft wird die Zugkraft verstanden, die zum Untersuchungszeitpunkt an den Rädern der Arbeitsmaschine vorliegt. Ferner umfasst das Verfahren das Vergleichen der anliegenden Zugkraft mit dem Zugkraftgrenzwert und das Einstellen des Variators des stufenlosen Getriebes auf Basis des Vergleichs. Die Einstellung des Variators erfolgt derart, dass die Zugkraft der Arbeitsmaschine den Zugkraftgrenzwert nicht überschreitet. Hinsichtlich des Verständnisses der einzelnen Merkmale, deren Vorteile und möglichen Weiterbildungen des Verfahrens wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Zugkraftkraftbegrenzungseinrichtung und dem stufenlosen Getriebe verwiesen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Graders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 zeigt den Antriebsstrang des Graders aus 1.
    • 3 zeigt den Zugkraftverlauf des Antriebsstrangs aus 2 in Abhängigkeit von der Gradergeschwindigkeit.
    • 4 zeigt ein Verfahren zur Zugkraftbegrenzung eines Graders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer Arbeitsmaschine 1 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Arbeitsmaschine 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Grader.
  • Der Grader 1 weist einen Vorderabschnitt 2 und einen Hinterabschnitt 3 auf. Der Hinterabschnitt 3 umfasst einen Antriebsstrang 4 mit zwei Hinterachsen 5, 6, an denen jeweils zwei Räder 7a, 7b beziehungsweise 8a, 8b montiert sind. Darüber hinaus weist der Hinterabschnitt 3 ein Führerhaus 3a auf. Der Vorderabschnitt 2 umfasst einen länglichen Rahmen 9, der einen Achsenabschnitt 10, an dem eine Vorderachse mit daran montierten Vorderrädern 11 gelagert ist, mit dem Hinterabschnitt 3 verbindet.
  • Darüber hinaus umfasst der Grader 1 einen drehbar am Achsenabschnitt 10 gelagerten Zugbalken 12, der unterhalb des Rahmens 9 vorgesehen ist. Am Zugbalken 12 ist eine Schar 13 drehbar um eine Vertikalachse V des Graders 1 gelagert. Der Zugbalken 12 mit der daran angebrachter Schar 13 ist über einen Zugbalkenzylinder 14, der an dem Rahmen 9 gelagert ist, in Vertikalrichtung V des Graders 1 verstellbar. Darüber hinaus ist die Schar 13 mittels eines Drehzylinders 15 um die Vertikalachse V des Graders 1 rotierbar, um die Schar 13 schräg zur Fahrtrichtung m des Graders 1 anzustellen.
  • Wie aus 2 ersichtlich, umfasst der Antriebsstrang 4 des Graders 1 eine Antriebsmaschine 16, die in dieser Ausführungsform als Dieselmotor ausgebildet ist. Die Antriebsmaschine 16 ist mit einem stufenlosen Getriebe 18 verbunden. Das Getriebe ist als sogenanntes Geared Neutral Getriebe ausgebildet, wodurch das Fahrzeug ohne Anfahrkupplung 17 nur durch Verstellen des Variators 19 aus dem Stillstand anfahren kann. Ist das stufenlose Getriebe nicht als Geared Neutral Getriebe ausgebildet, kann zusätzlich zum stufenlosen Getriebe eine Anfahrkupplung 17 vorhanden sein. In der Regel wird jedoch auf diese Anfahrkupplung 17 verzichtet und es wird ausschließlich mittels des stufenlosen Getriebes aus dem Stillstand angefahren. Das Getriebe ist in dieser Ausführungsform als ein hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet. Das Getriebe 18 umfasst einen Variator 19, der durch eine Kombination aus Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor verwirklicht wird. Das leistungsverzweigte Getriebe 18 ist mit den Hinterachsen 5, 6 verbunden, sodass über den Antriebsstrang 4 eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine 16 an die Räder 7a, 7b und 8a, 8b übertragbar ist. Das leistungsverzweigte Getriebe 18 umfasst mindestens einen Drehzahlsensor 20 und mindestens einen im Variator 19 vorgesehenen Drucksensor 21.
  • Darüber hinaus weist der Antriebsstrang 4 eine Zugkraftbegrenzungseinrichtung 22 auf. Die Zugkraftbegrenzungseinrichtung 22 umfasst eine Rechnereinrichtung 23, die in Form eines Mikroprozessors ausgebildet ist. Die Zugkraftbegrenzungseinrichtung 22 umfasst eine Zugkraftschnittstelle 24, mit welcher der Drehzahlsensor 20 und der Drucksensor 21 verbunden sind. Ebenso umfasst die Zugkraftbegrenzungseinrichtung 22 eine Grenzwertschnittstelle 25, die mit einer Einstelleinrichtung 26 verbunden ist. Die Einstelleinrichtung 26 ist in dieser Ausführungsform im Führerhaus 3a des Graders 1 vorgesehen und ermöglicht es einem Fahrzeugführer, einen Grenzwert für die Zugkraft des Antriebsstrangs 4 einzustellen. Darüber hinaus weist die Zugkraftbegrenzungseinrichtung 22 eine Steuerschnittstelle 27 auf, über welche der Variator 19 des leistungsverzweigten Getriebes 18 gesteuert werden kann.
  • Die Rechnereinrichtung 23 der Zugkraftbegrenzungseinrichtung 22 ist eingerichtet, um das im Folgenden in Verbindung mit 3 und 4 beschriebene Verfahren auszuführen.
  • In einem ersten Schritt I wird über die Einstelleinrichtung 26 durch einen Bediener ein Zugkraftgrenzwert Fmax eingestellt. In der in 3 gezeigten Abbildung beträgt der Grenzwert Fmax 70% der maximal möglichen Zugkraft.
  • In einem Folgeschritt II werden mittels der Zugkraftbegrenzungseinrichtung 22 anhand der über die Zugkraftschnittstelle 24 bereitgestellten Drehzahl und des bereitgestellten Drucks, beispielsweise der Druck im Variator, über ein Rechenmodell das Abtriebsmoment des Getriebes 18 ermittelt. Über das Abtriebsmoment wird die an den Rädern 7a, 7b beziehungsweise 8a, 8b anliegende Zugkraft bestimmt.
  • Die ermittelte Zugkraft wird in einem Folgeschritt III mit dem Zugkraftgrenzwert Fmax verglichen. Befindet sich die Zugkraft unterhalb des Grenzwerts, kehrt das Verfahren zurück zu Schritt II. Erreicht die ermittelte Zugkraft jedoch den Zugkraftgrenzwert Fmax, wird der Variator 19 des Getriebes 18 durch die Rechnereinrichtung 23 über die Steuerschnittstelle 27 in einem Folgeschritt IV so gesteuert, dass der Zugkraftgrenzwert Fmax nicht überschritten wird. Anschließend kehrt das Verfahren zurück zu Schritt II.
  • Befindet sich der Grader beispielsweise in einem in 3 gezeigten Fahrtzustand 1 mit einer Geschwindigkeit v1 und einer Zugkraft F1 und steigt der Fahrtwiderstand, wird im Getriebe 18 die Übersetzung stufenlos verstellt, um ein Motorabwürgen zu unterbinden. Dadurch wird die Getriebeübersetzung erhöht, was zu einem Fahrtzustand 2 mit geringerer Geschwindigkeit v2 und größerer Zugkraft F2 führt. Ist eine weitere Erhöhung der Übersetzung erforderlich, erreicht der Grader einen Fahrtzustand 3 mit einer Zugkraft Fmax und einer Geschwindigkeit v3 . Bei noch weiterem Erhöhen der Übersetzung durch Verstellen des Variators 19 des Getriebes 18 verringert sich die Geschwindigkeit des Graders 1 zu einer Geschwindigkeit v4 , wobei die Drehzahlübersetzungserhöhung nicht mit einem Anstieg in der Zugkraft F einhergeht. Stattdessen wird die Zugkraft durch entsprechende Steuerung des Variators 19 mittels der Zugkraftbegrenzungseinrichtung 22 auf den Grenzwert Fmax beschränkt. Ist eine Verringerung der Drehzahlübersetzung des Getriebes 18 und dadurch eine Beschleudigung des Fahrzeugs erforderlich, erfolgt dies ebenfalls ohne Veränderung der Zugkraft F bis eine Geschwindigkeit v3 erreicht ist. Bei höherer Geschwindigkeit v geht das Verändern der Übersetzung und somit die Beschleunigung des Fahrzeugs wieder mit einer Verringerung der Zugkraft F einher. Damit wird durch die Zugkraftbegrenzungseinrichtung 22 erreicht, dass die Zugkraft in keinem Betriebspunkt des Getriebes 18 über den Grenzwert Fmax steigt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Grader
    2
    Vorderabschnitt
    3
    Hinterabschnitt
    3a
    Führerhaus
    4
    Antriebsstrang
    5, 6
    Hinterachsen
    7a, 7b, 8a, 8b
    Hinterräder
    9
    Rahmen
    10
    Achsenabschnitt
    11
    Vorderräder
    12
    Zugbalken
    13
    Schar
    14
    Zugbalkenzylinder
    15
    Drehzylinder
    16
    Antriebsmaschine
    17
    Anfahrkupplung
    18
    stufenloses Getriebe
    19
    Variator
    20
    Drehzahlsensor
    21
    Drucksensor
    22
    Zugkraftbegrenzungseinrichtung
    23
    Rechnereinrichtung
    24
    Zugkraftschnittstelle
    25
    Grenzwertschnittstelle
    26
    Einstelleinrichtung
    27
    Steuerschnittstelle
    28
    Anzeigeschnittstelle
    29
    Anzeigeeinrichtung
    Fmax
    Zugkraftgrenzwert
    I
    Bereitstellen Zugkraftgrenzwert
    II
    Ermitteln anliegende Zugkraft
    III
    Vergleichen anliegende Zugkraft mit Zugkraftgrenzwert
    IV
    Einstellen Variator

Claims (11)

  1. Zugkraftbegrenzungseinrichtung (22) für eine Arbeitsmaschine (1) mit einem stufenlosen Getriebe (18), wobei das Getriebe (18) einen steuerbaren Variator (19) aufweist, um die Drehmomentübersetzung des Getriebes (18) unabhängig von der Drehzahlübersetzung des Getriebes (18) einzustellen, umfassend eine Zugkraftschnittstelle (24) zum Bereitstellen von Informationen zur Ermittlung einer Zugkraft (F) der Arbeitsmaschine (1); eine Grenzwertschnittstelle (25) zum Bereitstellen eines Zugkraftgrenzwerts (Fmax) der Arbeitsmaschine (1); eine Steuerschnittstelle (27) zum Ausgeben eines Steuersignals an den Variator (19) des Getriebes (18) der Arbeitsmaschine (1); und eine Rechnereinrichtung (23), die eingerichtet ist, um auf Basis der über die Zugkraftschnittstelle (24) bereitgestellten Informationen die Zugkraft (F) der Arbeitsmaschine (1) zu ermitteln, die ermittelte Zugkraft (F) der Arbeitsmaschine (1) mit dem über die Grenzwertschnittstelle (25) bereitgestellten Zugkraftgrenzwert (Fmax) zu vergleichen, und den Variator (19) des Getriebes (18) auf Basis des Vergleichs über die Steuerschnittstelle (27) so zu steuern, dass die Zugkraft der Arbeitsmaschine (1) den Zugkraftgrenzwert (Fmax) nicht überschreitet; wobei die Rechnereinrichtung (23) eingerichtet ist, um den Variator (19) so zu steuern, dass die Drehzahlübersetzung des Getriebes (18) erhöht wird ohne dabei das Abtriebsdrehmoment des Getriebes (18) zu verändern, wenn ein stufenloses Verändern der Übersetzung des Getriebes (18) auf eine größere Drehzahlübersetzung erforderlich ist und die ermittelte Zugkraft dem Zugkraftgrenzwert (Fmax) entspricht.
  2. Zugkraftbegrenzungseinrichtung (22) nach Anspruch 1, ferner mit einer Einstelleinrichtung (26) zum Einstellen des Zugkraftgrenzwerts (Fmax), die mit der Grenzwertschnittstelle (25) verbunden ist.
  3. Zugkraftbegrenzungseinrichtung (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (23) eingerichtet ist, um den Variator (19) so zu steuern, dass die Drehzahlübersetzung des Getriebes (18) verringert wird ohne dabei das Abtriebsmoment des Getriebes (18) zu verändern, wenn ein Beschleunigen des Fahrzeugs mit dem Getriebe (18) durch stufenloses Verändern der Übersetzung auf eine kleinere Drehzahlübersetzung erforderlich ist und die ermittelte Zugkraft dem Zugkraftgrenzwert (Fmax) entspricht.
  4. Zugkraftbegrenzungseinrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Anzeigeschnittstelle (28) zum Ausgeben eines Anzeigesignals an eine Anzeigeeinrichtung (29); wobei die Rechnereinrichtung (23) eingerichtet ist, um ein Anzeigesignal über die Anzeigeschnittstelle (28) an die Anzeigeeinrichtung (29) auszugeben, wenn der Variator (19) über die Steuerschnittstelle (27) so gesteuert wird, dass eine Änderung der Drehzahlübersetzung des Getriebes (18) erfolgt ohne dabei das Abtriebsmoment des Getriebes (18) zu verändern.
  5. Stufenloses Getriebe (18) für eine Arbeitsmaschine (1), aufweisend eine Sensoreinrichtung (20; 21) zum Ermitteln des Abtriebsmoments des Getriebes (18); einen steuerbaren Variator (19) zum Einstellen einer Drehmomentübersetzung des Getriebes (18) unabhängig von der Drehzahlübersetzung des Getriebes (18); und eine Zugkraftkraftbegrenzungseinrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinrichtung (20; 21) mit der Zugkraftschnittstelle (24) und der Variator (19) mit der Steuerschnittstelle (27) verbunden sind.
  6. Stufenloses Getriebe (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (20; 21) eine bei Herstellung des Getriebes (18) vorgesehene Einrichtung ist, die für die ordnungsgemäße Funktion des Getriebes (18) erforderlich ist.
  7. Stufenloses Getriebe (18) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigtes Getriebe (18) ist.
  8. Stufenloses Getriebe (18) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (20; 21) einen Drehzahlsensor (20) und einen Drucksensor (21) aufweist.
  9. Arbeitsmaschine (1) mit einem stufenlosen Getriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 8.
  10. Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine ein Grader (1) ist.
  11. Verfahren zur Zugkraftbegrenzung einer Arbeitsmaschine (1), die ein stufenloses Getriebe (18) mit einem Variator (19) aufweist, der eine Einstellung der Drehmomentübersetzung des Getriebes (18) unabhängig von der Drehzahlübersetzung des Getriebes (18) ermöglicht, umfassend Bereitstellen (I) eines Zugkraftgrenzwerts (Fmax); Ermitteln (II) einer anliegenden Zugkraft der Arbeitsmaschine; Vergleichen (III) der anliegenden Zugkraft mit dem Zugkraftgrenzwert (Fmax); und wenn ein stufenloses Verändern der Übersetzung des Getriebes (18) auf eine größere Drehzahlübersetzung erforderlich ist und die ermittelte Zugkraft dem Zugkraftgrenzwert (Fmax) entspricht, Einstellen (IV) des Variators (19) des stufenlosen Getriebes (18) auf Basis des Vergleichs derart, dass die Drehzahlübersetzung des Getriebes (18) erhöht wird ohne dabei das Abtriebsdrehmoment des Getriebes (18) zu verändern, sodass die Zugkraft der Arbeitsmaschine den Zugkraftgrenzwert (Fmax) nicht überschreitet.
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