DE10300745A1 - Antriebssystem für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Straßenfertiger - Google Patents

Antriebssystem für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Straßenfertiger Download PDF

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    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Straßenfertiger.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem für Arbeitsmaschinen, insbesondere Straßenfertiger, anzugeben, welches eine höhere Effizienz des Fertigers ermöglicht. Hierdurch soll ein niedrigerer Kraftstoffverbrauch bei gleicher Leistung realisierbar werden. Weiterhin soll mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem eine geringere Lärmemission einher gehen.
Dazu umfasst ein erfindungsgemäßes Antriebssystem für Arbeitsmaschinen, insbesondere einen Straßenfertiger, ein leistungsverzweigtes Getriebe, wobei mindestens zwei Abtriebe des Fertigers mit einem gemeinsamen Getriebezweig verbunden sind. Vorzugsweise ist der gemeinsame Getriebezweig das Hauptgetriebe (28) des leistungsverzweigten Getriebes.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Straßenfertiger.
  • Straßenfertiger sind mobile Arbeitsmaschinen, die im Wesentlichen zum Einbau von Asphaltmischgütern im Straßenbau eingesetzt werden. Im Arbeitseinsatz schiebt der Straßenfertiger einen mit Asphalt beladenen Lkw oder ein anderes Zulieferfahrzeug vor sich her. Die so genannten Bunkerwände werden abgeklappt, um die Übergabe des Materials vom Lkw oder dem Zulieferfahrzeug auf den Straßenfertiger zu ermöglichen. Der Lkw oder das Zulieferfahrzeug kippt das Material in den Bunker des Straßenfertigers. Von dort wird das Material mit einem Förderband, dem so genannten Kratzerband, durch die Maschine gefördert und fällt an der Rückwand des Straßenfertigers heraus. An dieser Stelle wird das Mischgut von Schnecken quer verteilt. Die nachfolgende, vom Straßenfertiger gezogene Bohle (Arbeitsgerät) schwimmt auf dem Material auf und zieht dieses dadurch glatt, und erzeugt somit das Oberflächenprofil.
  • Die Bohle verfügt in der Regel über mehrere Verdichtungsaggregate, wie z.B. Stampferleisten, Rüttler, Vibratoren oder Pressleisten zur Vorverdichtung. Die endgültige Verdichtung wird nachfolgend durch Straßenwalzen bewirkt. Die Einbauhöhe wird durch Veränderungen des Einstellwinkels, mit dem die Bohle zur Fahrtrichtung läuft, eingestellt. Hierzu wird die Höhe der Anlenkpunkte der Zugarme der Bohle über so genannte Nivellierzylinder verändert.
  • Straßenfertiger weisen in der Regel folgende Einzelantriebe, welche in ein Antriebssystem integriert sind, auf: Rotatorische Antriebe für das Fahrwerk, rotatorische Antriebe für die Kratzerbänder, rotatorische Antriebe für die Schnecken, lineare Antriebe für den Bunkerwandzylinder, lineare Antriebe für den Nivellierzylinder, lineare Antriebe für das Heben und Senken der Bohle, lineare Antriebe für das Teleskopieren der Bohle und rotatorische Antriebe bzw. ein rotatorisches Antriebssystem für die Verdichtungseinrichtungen der Bohle, welche in der Regel mit mechanischem Kurbel- bzw. Exzentergetrieben oder Unwuchterregern rotatorisch oder impulshydraulisch linear arbeiten.
  • Für Straßenfertiger sind rein mechanische Antriebssysteme, rein hydrostatische Antriebssysteme und diesel-elektrische Antriebssysteme aus EP 0 489 969 A1 bekannt.
  • Beim rein hydrostatischen Antriebssystem treibt in der Regel ein Verbrennungsmotor über ein Pumpenverteilergetriebe alle Hydraulikpumpen an. Durch diese Hydraulikpumpen werden unterschiedliche Hydraulikmotoren gespeist, welche die Einzelantriebe speisen.
  • Für die Fahrantriebe ist es bekannt, Erduntersetzungsgetriebe einzusetzen. Häufig werden solche Getriebe auch für Kratzerbänder und Schnecken verwendet, da dies unter Umständen kostengünstiger ist als die Mehrkosten für die sonst erforderlichen hydraulischen Langsamläufermotoren.
  • Die Maschinenleistung wird zum größten Teil in den rotatorischen Antrieben des Fahrwerks, der Kratzerbänder und der Schnecken umgesetzt.
  • Es ist ebenfalls bekannt, dass die Kratzerbänder und Schnecken auch mit getrennten Versorgungspumpen betrieben werden. Weiterhin weist ein Straßenfertiger diverse (Konstant-)Pumpen auf, welche teils als Speisepumpen und teils als Versorgungspumpen für die übrigen Aggregate, wie z.B. Verdichtungsantriebe, Hub- und sonstige Hydraulik fungieren.
  • Weiterhin ist es bekannt, einen Generator für die elektrische Bohlenbeheizung zu verwenden. Das Beheizen von Teilen der Bohle ist notwendig, um eine zu schnelle Abkühlung und ein „Ankleben" des eingebauten Materials zu verhindern.
  • Eine gute Regelung der Fahrgeschwindigkeit eines Straßenfertigers ist aus anwendungstechnischer Sicht von wesentlicher Bedeutung. Die Ist-Drehzahl der Fahrantriebe wird in der Regel an Zahnrädern der Erduntersetzungsgetriebe mit Hilfe von Näherungsgebern erfasst und zu einem Steuer- und Regelgerät zurückgeführt, das über Verstellorgane der Hydraulik die Drehzahl regelt. Die Drehzahl-Ist-Werterfassung ist messtechnisch betrachtet eine Frequenzzählung. Die Näherungsgeber liefern Impulse, die über ein festes Zeitintervall gezählt werden. Die Impulszahl ist dann proportional zur Abtriebsdrehzahl. Bei immer niedrigeren Drehzahlen sinkt die Impulszahl ab, so dass irgendwann keine Regelung mehr möglich ist. Aus diesem Grund wird die Arbeitsgeschwindigkeit nach unten begrenzt. Für Straßenfertiger ist eine unterste Arbeitsgeschwindigkeit von 1 m/min bekannt.
  • In sehr wenigen Einzelfällen kann eine Arbeitsgeschwindigkeit unterhalb dieser Grenze sinnvoll sein. Wichtiger für den Antrieb ist aber, dass die volle effektive Maschinenleistung im gesamten Arbeitsgeschwindigkeitsbereich nutzbar ist. Straßenfertiger können sowohl mit Räderfahrwerk als auch mit Raupenfahrwerk ausgestattet sein. Straßenfertiger mit Räderfahrwerk verfügen über einzeln angetriebene Hinterräder oder über eine angetriebene Hinterachse mit Differentialgetriebe. Sie sind mit ein oder zwei Vorderachsen bzw. zwei oder vier einzeln aufgehängten Vorderrädern ausgerüstet. Häufig werden die Vorderräder/Achsen zur Verbesserung der Traktion zusätzlich angetrieben. Neben einer sehr gut Steuer- und regelbaren stufenlosen Übersetzung von hydrostatischen Getrieben weisen solche Getriebe jedoch auch ihre typischen Nachteile auf.
  • Dies ist insbesondere der schlechte Wirkungsgrad, der je nach Betriebszustand bei 50% bis 80% liegt. Selbst im nur betriebsbereiten Zustand verbrauchen die Maschinen beträchtliche Energiemengen für die Schleppleistung der hydraulischen Antriebe. Daneben sind eine hohe Lärmemission und mögliche Ölleckagen eines hydrostatischen Antriebes nachteilhaft. Die hohe Lärmemission wird zudem durch den erforderlichen Kühlluftstrom zur Motor- und zur Ölkühlung verstärkt.
  • Neben einer hohen Umweltbelastung entsteht durch die erforderlichen Kühler ein hoher Bauraumverbrauch im Straßenfertiger mit rein hydrostatischem Antrieb. Weiterhin ist ein notwendiger Schallschutz häufig nur mangelhaft realisierbar, da kein Bauraum hierfür verfügbar ist. Weiterhin muss der Verbrennungsmotor relativ groß dimensioniert werden, da er auch die hohen hydraulischen Verluste in Form mechanischer Energie bereitstellen muss. Das bedeutet, dass der Motor größer ausgelegt werden muss, als er aus Sicht der Leistungsanforderung der Anwendung dimensioniert sein müsste, was wiederum unnötige Energieverluste, Lärmemission, größere Motorkühler und damit verbunden Bauraumverbrauch zur Folge hat. Weiterhin nachteilig am Hydrauliksystem sind die hohen Betriebskosten aufgrund des hohen Kraftstoffverbrauchs.
  • Bei rein mechanischen Antriebssystemen für Straßenfertiger ist es insbesondere nachteilhaft, dass eine stufenlose Regelung nur sehr aufwendig realisierbar ist. Ebenso lassen sich Linearantriebe nur sehr schwer realisieren. Weitere Nachteile sind eine aufwendige Überlastsicherung, ein relativ ungünstiges Leistungsgewicht, ein hoher Platzbedarf, eine ungünstige Energiefortleitung auf das Arbeitsgerät und eine niedrige Kraftdichte.
  • Diesel-elektrische Antriebssysteme für Straßenfertiger weisen einen guten Wirkungsgrad lediglich in einem sehr begrenzten Arbeitsbereich auf. Weitere Nachteile sind ein hohes Leistungsgewicht, praktisch nicht realisierbare Linearantriebe, ein hoher elektrischer und elektronischer Fertigungsaufwand, eine hohe Störanfälligkeit und ein damit einher gehender Kostennachteil.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem und ein Verfahren zum Antrieb für Arbeitsmaschinen, insbesondere Straßenfertiger, anzugeben, welches eine höhere Effizienz des Fertigers ermöglicht und die vorgenannten Nachteile der bekannten Antriebssysteme eliminiert. Hierdurch soll ein niedrigerer Kraftstoffverbrauch bei gleicher Leistung realisierbar werden. Weiterhin soll mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem eine geringere Lärmemissionen einher gehen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 (Vorrichtungsanspruch) und die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 16 (Verfahrensanspruch) im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems besteht darin, dass der Hauptteil der Leistung für eine Arbeitsmaschine, insbesondere einen Straßenfertiger, über einen Getriebezweig mit hohem Wirkungsgrad, z.B. einen mechanischen Getriebezweig und nur ein möglichst geringer Teil der Leistung über einen stufenlosen, z.B. einen hydrostatischen Getriebezweig übertragen und hierdurch der Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems erhöht wird.
  • Dazu weist ein erfindungsgemäßes Antriebssystem für eine Arbeitsmaschine, insbesondere einen Straßenfertiger, ein leistungsverzweigtes Getriebe auf, wobei mindestens zwei Abtriebe des Fertigers mit einem gemeinsamen Getriebezweig verbunden sind. Vorzugsweise ist der gemeinsame Getriebezweig das Hauptgetriebe des leistungsverzweigten Getriebes.
  • Erfindungsgemäß ist mindestens ein Fahrantrieb und mindestens ein Antrieb für ein Förderband mit einer gemeinsamen Antriebswelle verbunden.
  • Weiterhin weist das leistungsverzweigte Getriebe mindestens ein Summiergetriebe auf, wobei das Hauptgetriebe und das mindestens eine Nebengetriebe über ein Summiergetriebe verschaltet sind.
  • Das Hauptgetriebe kann ein mechanisches Getriebe oder ein elektrisches Getriebe sein.
  • Das mindestens eine Nebengetriebe kann ein hydrostatisches Getriebe oder ein elektrisches Getriebe oder ein hydrodynamisches Getriebe oder ein pneumatisches Getriebe oder ein mechanisches Getriebe sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Antriebssystem eine Antriebswelle und/oder eine Antriebskette aufweisen. Die Antriebswelle kann eine Kardanwelle sein.
  • Weiterhin kann das Antriebssystem in einer bevorzugten Ausführungsform Antriebe für mindestens ein Fahrwerk und/oder mindestens ein Förderband und/oder mindestens eine Verteilerschnecke und/oder mindestens einen Bunkerwandzylinder und/oder mindestens einen Nivellierzylinder und/oder mindestens einen Hubzylinder und/oder mindestens einen Bohlenteleskopierzylinder und/oder mindestens eine Verdichtungsvorrichtung aufweisen. Das Förderband kann ein Kratzerband sein.
  • Das Antriebssystem kann als Primärantrieb eine Brennkraftmaschine aufweisen. Diese Brennkraftmaschine ist vorzugsweise ein Dieselmotor.
  • Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausführungsvariante ein zentrales Verteilergetriebe vorgesehen, welches modifiziertes Pumpenverteilergetriebe mit einem mechanischen Abtrieb und mindestens einem Abtrieb für eine hydrostatische Pumpe sein kann.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Antrieb von Fertigern nutzen mehrere Abtriebe einen gemeinsamen Getriebezweig eines leistungsverzweigten Getriebes als Hauptgetriebe. Vorzugsweise versorgt eine gemeinsame Antriebswelle mindestens einen Antrieb für ein Förderband und mindestens einen Fahrantrieb. Dadurch kann der Hauptteil der Leistung z.B. über einen mechanischen Getriebezweig mit hohem Wirkungsgrad übertragen werden, wobei ein möglichst geringer Teil über einen stufenlosen Getriebezweig mit niedrigerem Wirkungsgrad übertragen wird.
  • Die Hauptgetriebe und Nebengetriebe sind über Summiergetriebe miteinander verschaltet.
  • Im Arbeitsgang des Fertigers sind die Eingangsdrehzahlen der Summiergetriebe so ausgelegt, dass die hauptgetriebeseitige Eingangswelle die Gesamtleistungswelle ausbildet. Die hydrostatischen Nebengetriebe können über Konstantpumpen versorgt werden.
  • Im Transportgang des Fertigers sind die Eingangsdrehzahlen der Summiergetriebe so ausgelegt, dass die hauptgetriebeseitige Eingangswelle und die nebengetriebeseitige Eingangswelle Teilleistungswellen ausbilden. Die Förderbänder und Schnecken können mechanisch still gesetzt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems,
  • 2: eine schematische Darstellung der Getriebe eines erfindungsgemäßen Antriebssystems.
  • 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Antriebssystem für einen Straßenfertiger. Für die Hauptantriebe, die Fahrantriebe 18, die Förderbänder 38 und die Schnecken 34 ist ein gemeinsamer mechanischer Antrieb vorgesehen. Dieser Antrieb ist über eine Kardanwelle 14 und ein zentrales Verteilergetriebe 30 mit einem Dieselmotor 10 verbunden, welcher als Primärantrieb dient. Das zentrale Verteilergetriebe 30 kann z.B. ein modifiziertes Pumpenverteilergetriebe sein, das neben Abtrieben für hydrostatische Pumpen 12 einen mechanischen Antrieb aufweist. Die mechanische Übertragung kann mittels Antriebswelle 24 und/oder Antriebskette 36 oder auf andere Art und Weise realisiert werden.
  • Die gemeinsame Antriebswelle 24 ist jeweils mit den Antriebsrädern von Fahrantrieb 18, den Schnecken 34 und den Förderbändern 38 über Summiergetriebe 20 (Dreiwellengetriebe) verbunden, wobei auf der jeweils zweiten Eingangswelle der Summiergetriebe 20 ein Hydraulikmotor 16 sitzt. Die Summiergetriebe 20 sind dabei Summiergetriebe von mehreren hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigten Getrieben mit gemeinsamer mechanischer Versorgung.
  • Die Schnecken 34 und weitere Abtriebe können ähnlich angeschlossen werden. Da die Schneckenantriebe jedoch nicht mit der Antriebswelle 24 fluchten, muss im Sinne eines weitere Verteilergetriebes eine zweite Übertragung, welche als Antriebskette 36 ausgebildet ist, zu den Schnecken vorgesehen werden. Die Zahl der Abtriebe kann beliebig erhöht oder verringert werden.
  • Erfindungsgemäß werden die Vorteile der Hydrostatik mit dem guten Wirkungsgrad eines mechanischen Getriebes kombiniert. Dazu umfasst ein Antriebssystem für Straßenfertiger ein leistungsverzweigtes Getriebe, wobei mindestens zwei Abtriebe des Fertigers mit einem gemeinsamen Getriebezweig verbunden sind, welcher vorzugsweise das Hauptgetriebe ist.
  • Der Grundgedanke liegt darin,' dass der Hauptteil der Leistung über einen Getriebezweig mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad, z.B. über einen mechanischen Getriebezweig übertragen wird und nur ein möglichst geringer Teil der Leistung über einen stufenlosen, z.B. hydrostatischen Getriebezweig. Die beiden Teilgetriebe werden vor dem Endantrieb in einem Summiergetriebe 20 zusammengeführt.
  • Dabei lässt sich allgemein in Hauptgetriebe und Nebengetriebe unterscheiden. Das stufenlose Getriebe muss natürlich nicht notwendigerweise hydrostatisch sein. Ebenso wenig muss der Hauptgetriebezweig mechanisch sein. Dabei wird erfindungsgemäß die Tatsache ausgenutzt, dass abgesehen von Radfertigern mit Differenzialgetriebe die Hauptantriebe von Straßenfertigern nahezu fluchtend auf einer Achse liegen. Die Hauptantriebe sind dabei die beiden hinteren Fahrantriebe und der bzw. die Antriebe der Förderbänder, der so genannten Kratzbänder.
  • Weiterhin wird erfindungsgemäß die Tatsache berücksichtigt, dass die Antriebsdrehzahl aller Hauptantriebe, also der Förderbänder und der Fahrantriebe, ähnlich niedrig sind und absolut betrachtet, einen sehr begrenzten Stellbereich aufweisen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der Getriebe eines erfindungsgemäßen Antriebssystems für einen Straßenfertiger. Dabei kann sich das Hauptgetriebe 28 vor oder hinter dem inneren Verteilgetriebe 30 befinden. Das Verteilgetriebe 30 kann zusätzliche Wandler aufweisen. Die Wandler, das Verteilgetriebe 30 und das Hauptgetriebe 28 sind in einem gemeinsamen Getriebegehäuse untergebracht und bilden das zentrale Verteilergetriebe 26 aus. Zur Auslegung des gemeinsamen Antriebszweigs liegt es nahe, die Drehzahl der gemeinsamen Antriebswelle 24 auf die im Hauptbetrieb oder im Hauptarbeitspunkt des größten Leistungsabnehmers benötigte Drehzahl einzustellen, so dass in diesem Arbeitspunkt keine Leistung über die stufenlosen Nebengetriebe 32 übertragen wird. Dies bedeutet, dass das jeweilige stufenlose Nebengetriebe 32 für diesen Betriebspunkt auf die Drehzahl 0 (Null) eingestellt ist. Alle Summiergetriebe 20 können eine solche Grundübersetzung haben, dass jeweils bei stillstehendem stufenlosen Teilgetriebe die typische oder häufigst gewählte Arbeitsdrehzahl erreicht wird. Vorteilhaft ist insbesondere der höchstmögliche Wirkungsgrad, der mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem erreicht wird. Weiterhin ist eine niedrigere Kühlleistung bei einem hydrostatischen Antrieb im stufenlosen Zweig nötig. Da der hydrostatische Leistungsanteil verringert worden ist, ist ebenfalls eine geringere Lärmemission vorhanden. Ferner sind leistungsärmere und damit preiswertere Hydraulikkomponenten für ein erfindungsgemäßes System gegenüber dem Stand der Technik einsetzbar.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, die niedrigere Drehzahl des mechanischen Antriebszweiges zu erhöhen. Dies ist insbesondere deshalb wünschenswert, da bei höherer Drehzahl geringere Drehmomente und insofern geringere Festigkeitsanforderungen an die mechanischen Komponenten erforderlich sind. Dies ist insoweit möglich, als die Drehzahl des gemeinsamen Antriebsstranges über einen konstruktiv sinnvollen, jedoch relativ hohen Wert festgelegt wird, so dass sich bei einer Eingangsdrehzahl 0 (Null) des jeweiligen stufenlosen Getriebezweiges am Antrieb des Summiergetriebes 20 eine Drehzahl oberhalb der höchsten Arbeitsdrehzahl einstellen würde. Die gewünschte Arbeitsdrehzahl muss dann über den jeweiligen stufenlosen Zweig so eingestellt werden, dass dieser der gemeinsamen Versorgung entgegenwirkt, also immer eine Blindleistung liefert. Die hauptgetriebeseitige Eingangswelle der Summiergetriebe 20 ist im Arbeitsgang der Maschine dann immer die Gesamtleistungswelle. Der stufenlose Zweig verringert im Arbeitsgang die hauptgetriebeseitige Drehzahl.
  • Diese energetisch nicht optimale Lösung bietet erhebliche konstruktive Vorteile. Die Drehzahl im Hauptgetriebe 28 kann höher gewählt werden. Deshalb können die Elemente des Hauptgetriebezweigs bei gleicher Leistung der Maschine kleiner dimensioniert werden. Weiterhin muss der Antrieb in den Nebengetrieben 32 nicht notwendigerweise stufenlos durch Drehzahl 0 (Null) verstellbar sein. Deshalb kann auf Verstellpumpen oder andere Verstellorgane in den Nebengetrieben 32 verzichtet werden, da eine Verstellung z.B. nur abtriebsseitig, z.B. über verstellbare Hydromotoren realisiert werden kann. Die hydrostatischen Nebengetriebe 32 können daher über Konstantpumpen versorgt werden. Dadurch kann die Zahl der Hydraulikpumpen reduziert werden, da mehrere Pumpen durch eine Pumpe mit Stromteilung ersetzt werden können. Ebenso kann das zentrale Verteilergetriebe aufgrund einer geringeren Anzahl von Abtriebswellen entsprechend kompakter dimensioniert werden. Ein typischer Antrieb für einen Straßenfertiger nach dem Stand der Technik verfügt in der mittleren bis oberen Leistungsklasse über zwei Verstellpumpen für den Fahrantrieb 18 und je eine Verstellpumpe für Förderbander 38 und Schnecken 34. In der Regel umfassen die Fahrantriebe Verstellmotoren. Nach der erfindungsgemäßen Ausführungsform ließen sich die sechs Verstellorgane auf vier Verstellorgane reduzieren, verbunden mit einer Einsparung von bis zu drei Abtriebswellen des zentralen Verteilergetriebes für Pumpen. Hinzu käme jedoch der Abtrieb für das Hauptgetriebe 28, so dass es bei einer Einsparung von zwei hydraulischen Verstellorganen und zwei Ausgängen des zentralen Verteilergetriebes gegenüber dem Stand der Technik bliebe.
  • Sofern eine höhere Drehzahl der Fahrantriebe im Transportgang im Gegensatz zum Arbeitsgang benötigt wird, kann diese benötigte höhere Arbeitsdrehzahl für die Fahrantriebe durch eine Drehrichtungsumkehr der Motoren (über ein Schaltventil) im Nebengetriebe 32 erzeugt werden. Dann wird die Antriebswelle 24 zur Gesamtleistungswelle und Haupt- und Nebengetriebe 28, 32 werden Teilleistungswellen. Die Förderbänder 38 und Schnecken 34 können entweder hydrostatisch oder mechanisch (durch Bremsen) auf die Drehzahl 0 (Null) eingestellt werden. Im Falle der mechanischen Einstellung werden die Motoren zu Pumpen, deren Förderstrom auf den der hydrostatischen Versorgung (mittels Schaltventilen) aufgeschaltet werden kann, so dass eine weitere Drehzahlerhöhung bei den Fahrantrieben möglich ist.
  • Neben einem mechanisch-hydrostatischen Aufbau eines erfindungsgemäßen leitstungsverzweigten Antriebssystems kommen für die Haupt- und Nebengetriebe prinzipiell auch andere Getriebetypen in Betracht.
  • Besonders zweckmäßig ist der Aufbau eines mechanisch-elektrischen, leistungsverzweigten Getriebes mit mechanischem Hauptgetriebe und elektrischen Nebengetrieben, wobei die Fahrantriebe und die Antriebe für die Förderbänder 38 einen gemeinsamen Getriebezweig als Hauptgetriebe nutzen, und über eine gemeinsame Antriebswelle 24 versorgt werden. Im Vergleich zu Ausführungsvariante gemäß 1 sind die hydrostatischen Pumpen 12 gedanklich durch Generatoren zu ersetzen; aus Hydromotoren 16 werden Elektromotoren. Der Vorteil gegenüber einem diesel-elektrischen nichtleistungsverzweigten Getriebe nach dem Stand der Technik ist, dass die elektrischen Komponenten auf relativ kleine Leistungen ausgelegt werden können. Dies erhöht den Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems. Im Teillast- und im Motorbremsbetrieb kann überschüssige elektrische Energie beispielsweise zum Beheizen der Bohle oder für andere elektrische Verbraucher verwendet werden. Hierdurch kann der eigentlich nur für die Bohlenbeheizung zuständige Generator eingespart werden.
  • Weiterhin kann der Aufbau eines leistungsverzweigten erfindungsgemäßen Getriebes für einen Straßenfertiger ebenfalls elektrisch erfolgen. Es bietet sich an, das Hauptgetriebe deshalb elektrisch auszulegen, da der Elektromotor auf eine nahezu feste Drehzahl ausgelegt werden kann. Dies ist deshalb günstig, da Elektromotoren, insbesondere Drehstrommotoren, ihren optimalen Wirkungsgrad nur in einem sehr eng begrenzten Drehzahlbereich haben. Auch in dieser Ausführungsvariante können im Teillastbereich des Generators oder im Bremsbetrieb des Motors im Hauptgetriebe oder im Bremsbetrieb von Motoren in Nebengetrieben elektrische Leistungsreserven zum Beheizen der Bohle oder für andere elektrische Verbraucher bereit gestellt werden.
  • Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das hier dargestellte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist es möglich durch Kombination und Modifikation der genannten Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • 10
    Dieselmotor
    12
    hydrostatische Pumpe
    14
    Kardanwelle
    16
    Hydraulikmotor
    18
    Fahrantrieb
    20
    Summiergetriebe
    22
    Bohle (Arbeitsgerät)
    24
    gemeinsame Antriebswelle
    26
    zentrales Verteilergetriebe
    28
    Hauptgetriebe
    30
    Verteilgetriebe
    32
    hydrostatisches Nebengetriebe
    34
    Schnecke (Arbeitsgerät)
    36
    Antriebskette
    38
    Förderband (Kratzerband)

Claims (22)

  1. Antriebssystem für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Straßenfertiger, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem ein leistungsverzweigtes Getriebe aufweist, wobei mindestens zwei Abtriebe des Fertigers mit einem gemeinsamen Getriebezweig verbunden sind.
  2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Getriebezweig ein Hauptgetriebe (28) ist.
  3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fahrantrieb (18) und mindestens ein Antrieb für ein Förderband (38) mit einer gemeinsamen Antriebswelle (24) verbunden sind.
  4. Antriebssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das leistungsverzweigte Getriebe mindestens ein Dreiwellengetriebe aufweist, wobei das Hauptgetriebe (28) und das mindestens eine Nebengetriebe (32) über ein Dreiwellengetriebe verschaltet sind.
  5. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dreiwellengetriebe ein Summiergetriebe (20) ist.
  6. Antriebssystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (28) ein mechanisches Getriebe oder ein elektrisches Getriebe ist.
  7. Antriebssystem nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Nebengetriebe (32) ein hydrostatisches Getriebe oder eine elektrisches Getriebe oder ein hydrodynamisches Getriebe oder ein pneumatisches Getriebe oder ein mechanisches Getriebe ist.
  8. Antriebssystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem mindestens eine Antriebswelle und/oder eine Antriebskette (36) aufweist.
  9. Antriebssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle eine Kardanwelle (14) ist.
  10. Antriebssystem nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem Antriebe für mindestens ein Fahrwerk und/oder mindestens ein Förderband (38) und/oder mindestens eine Verteilerschnecke (34) und/oder mindestens einen Bunkerwandzylinder und/oder mindestens einen Nivellierzylinder und/oder mindestens einen Bohlen-Hubzylinder und/oder mindestens einen Bohlen-Teleskopierzylinder und/oder Verdichtungsvorrichtungen aufweist.
  11. Antriebssystem nach Anspruch 3 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (38) ein Kratzerband ist.
  12. Antriebssystem nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem eine Brennkraftmaschine als Primärantrieb aufweist.
  13. Antriebssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine ein Dieselmotor (10) ist.
  14. Antriebssystem nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem ein zentrales Verteilergetriebe (26) aufweist.
  15. Antriebssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Verteilergetriebe (26) ein modifiziertes Pumpenverteilergetriebe ist, welches einen mechanischen Abtrieb und mindestens einen Abtrieb für eine hydrostatische Pumpe (12) aufweist.
  16. Verfahren zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, insbesondere zum Antrieb von Straßenfertigern mit mehreren Abtrieben, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abtriebe einen gemeinsamen Getriebezweig eines leistungsverzweigten Getriebes als Hauptgetriebe nutzen.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Antriebswelle mindestens einen Antrieb für ein Förderband und mindestens einen Fahrantrieb versorgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass Hauptgetriebe und Nebengetriebe über Summiergetriebe miteinander verschaltet sind.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsdrehzahlen der Summiergetriebe so ausgelegt sind, dass die hauptgetriebeseitige Eingangswelle im Arbeitsgang des Fertigers die Gesamtleistungswelle ausbildet.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatischen Nebengetriebe über Konstantpumpen versorgt werden.
  21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsdrehzahlen der Summiergetriebe so ausgelegt sind, dass die hauptgetriebeseitige Eingangswelle und die nebengetriebeseitige Eingangswelle im Transportgang des Fertigers Teilleistungswellen ausbilden.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass Förderbänder und Schnecken mechanisch still gesetzt werden.
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