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DE10153458A1 - Arbeitsmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine - Google Patents

Arbeitsmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine

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Publication number
DE10153458A1
DE10153458A1 DE10153458A DE10153458A DE10153458A1 DE 10153458 A1 DE10153458 A1 DE 10153458A1 DE 10153458 A DE10153458 A DE 10153458A DE 10153458 A DE10153458 A DE 10153458A DE 10153458 A1 DE10153458 A1 DE 10153458A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
undercarriage
electronics
working machine
machine according
brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10153458A
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Legner
Wolfgang Rebholz
Hermann Beck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE10153458A priority Critical patent/DE10153458A1/de
Priority to EP02802301A priority patent/EP1440211B1/de
Priority to DE50202947T priority patent/DE50202947D1/de
Priority to KR1020047006438A priority patent/KR20050039716A/ko
Priority to US10/493,807 priority patent/US20040249537A1/en
Priority to CNB028185870A priority patent/CN1276156C/zh
Priority to JP2003540453A priority patent/JP2005507471A/ja
Priority to PCT/EP2002/011872 priority patent/WO2003038200A1/de
Publication of DE10153458A1 publication Critical patent/DE10153458A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
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Abstract

Es wird eine Arbeitsmaschine vorgeschlagen, mit einem hydrostatischen Fahrantrieb, einem Unterwagen, in dem ein Fahrmotor zum Antrieb der Räder vorgesehen ist und einem auf dem Unterwagen drehbar angeordneten Oberwagen, der eine Pumpe zur Versorgung des Fahrantriebs mit Druckmittel umfasst, wobei zwischen Ober- und Unterwagen eine Drehdurchführung angeordnet ist und wobei im Unterwagen eine oder mehrere Elektronikkomponenten als Unterwagenelektronik vorgesehen sind, die der Steuerung und/oder Regelung der Unterwagenkomponenten dienen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine mit einem hydrostatischen Fahrantrieb, insbesondere einen Mobilbagger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben der Arbeitsmaschine.
  • Derartige Arbeitsmaschinen werden vielfältig eingesetzt, z. B. als Mobilbagger, Kran etc. Nach dem Stand der Technik verfügen sie über einen hydrostatischen Fahrantrieb und weisen einen Unterwagen und einen auf dem Unterwagen drehbar angeordneten Oberwagen auf; im Unterwagen ist ein Fahrmotor zum Antrieb der Räder vorgesehen, der von einer im Oberwagen angeordneten Pumpe mit Druckmittel versorgt wird, wobei weitere Hochdruckverbraucher vorgesehen sein können.
  • Nach dem Stand der Technik ist in der Regel bei Mobilbaggern keine elektrische Energie bzw. keine elektrischen Komponenten im Unterwagen vorgesehen. Die zum Betrieb notwendige Hochdruck- und Steuerdruckhydraulik wird durch eine Drehdurchführung vom Ober- in den Unterwagen geführt. Im Unterwagen sind mindestens zwei Hochdruckverbraucher (Hydromotor für den Fahrantrieb und Planierschild bzw. Abstützung). Zudem muss die Druckversorgung für die meist zweikreisige hydraulische Fremdkraftbremse sowie für die Lenkung ebenfalls vom Ober- zum Unterwagen geführt werden. Des weiteren werden Steuersignalleitungen für die Getriebe- und Hydromotorkriechgangschaltung sowie die Pendelachssperre benötigt, die auch durch die Drehdurchführung geführt werden. Dies resultiert in einer aufwendigen und teuren Verschlauchung für die oben genannten Funktionen.
  • Die DE 199 56 402 A1 offenbart einen Mobilbagger, bei dem das zur Steuerung der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs benötigte Steuerventil im Bereich des Unterwagens angeordnet ist. Dadurch reduziert sich die Anzahl der hydraulischen Verbindungen für den Antrieb auf zwei Leitungen, nämlich eine Förderleitung und eine Behälterleitung. Dennoch bleibt die Anzahl der durch die Drehdurchführung zu führenden weiteren Leitungen hoch.
  • Bei Umschlagmaschinen oder Industriegeräten werden oft elektrische Einrichtungen im Unterwagen eingesetzt. Die Anzahl an zusätzlichen Steuer- und Überwachungssignalen kann bei diesen Geräten nicht mehr hydraulisch erfolgen, so dass in diesem Fall digitale bzw. elektrische Steuer- und Überwachungssignale durch die Drehdurchführung vom Oberzum Unterwagen übertragen werden. Nach dem Stand der Technik sind im Unterwagen keine Elektronik-Komponenten vorgesehen.
  • Üblicherweise wird heutzutage für den Fahrantrieb standardmäßig ein hochdruckabhängig stufenlos verstellbarer Axialkolbenhydromotor mit aufgebautem Bremsventil und sekundär sitzenden Druckbegrenzungsventilen eingesetzt. Der Motor steht bis zum Erreichen eines Regelhochdruckes auf kleinem Schluckvolumen (qMin). Bei konstantem Hochdruck wird der Motor vom kleinen (qMin) zum großen (qMax) Schluckvolumen verstellt, wodurch das Drehmoment erhöht wird. Der integrierte, hochdruckabhängige Regler wird nur im Zugbetrieb vom Zulaufhochdruck angesteuert. Im Bremsbetrieb wiederum steht der Motor auf kleinem Schluckvolumen (qMin).
  • Durch dieses Steuerungssystem bedingt, ist das hydraulische Bremsmoment auf kleine Werte begrenzt. In der Regel bremst ein Gerät mit einem solchen Steuerungskonzept mit einer maximalen Verzögerung von ca. 10-12% ab. Dies bedeutet, dass es Situationen geben kann, bei denen das Bremsvermögen nicht ausreicht, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Dies kann beispielsweise bei Talfahrt im Schubbetrieb der Fall sein, wenn das Gefälle steiler ist, als das Bremsvermögen des Hydromotors, wodurch die Gefahr des Übertourens für den gesamten Antriebstrang besteht.
  • Dies kann durch das loslassen des Fahrpedals durch den Fahrer nicht vermieden werden; hierbei wird das Gerät nicht abgebremst, sondern beschleunigt. Hinzu kommt, daß bei nicht betätigtem Fahrpedal kein Hochdrucköl von der Pumpe zum Hydromotor gefördert wird. Das vom Hydromotor auf qMin geförderte Öl kann nicht durch das Bremsventil zum Tank abfließen, sondern spritzt an den Sekundärventilen zur Niederdruckseite ab. Das sehr kleine Ölvolumen im Hydromotor wird dadurch sehr schnell erwärmt und kann somit den Hydromotor und in manchen Fällen auch das angebaute Getriebe zerstören.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsmaschine, insbesondere einen Mobilbagger anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll die Anzahl der Leitungen zwischen ober- und Unterwagen reduziert werden und die Sicherheit sowie der Fahrkomfort verbessert werden. Zudem soll die Möglichkeit gegeben sein, Diagnosen der eingesetzten Komponenten durchzuführen, was nach dem heutigen Stand der Technik nicht möglich ist.
  • Des weiteren soll die Funktionalität der Arbeitsmaschine ohne großen Bauaufwand erweiterbar sein, bei einer gleichzeitigen Senkung der Herstellungskosten.
  • Des weiteren soll ein Verfahren zum Betreiben der Arbeitsmaschine vorgestellt werden.
  • Diese Aufgabe wird für eine Arbeitsmaschine durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Das Verfahren ist Gegenstand des Patentanspruchs 26. Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird vorgeschlagen, im Unterwagen eine oder mehrere Elektronikkomponenten einzusetzen, die der Steuerung und/oder Regelung der Unterwagenkomponenten dienen.
  • Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäß eingesetzte Unterwagenelektronik gemäß der Erfindung über eine Kommunikationsverbindung (beispielsweise CAN oder DC-Bus) mit der Bordelektronik im Oberwagen mittels einer Drehdurchführung verbunden. Die Versorgungsspannung für die Unterwagenelektronik erfolgt ebenfalls über die Drehdurchführung.
  • Durch die vorgeschlagene Verwendung von Elektronikkomponenten im Unterwagen, können sehr viele hydraulische Verbindungen zwischen Ober- und Unterwagen entfallen. Die Komponenten im Unterwagen werden elektrisch und/oder hydraulisch direkt angesteuert und überwacht. Dadurch wird auch eine Diagnose der Komponenten im Unterwagen ermöglicht, da durch die Unterwagenelektronik beliebige Aktuatoren und Sensoren diagnostizierbar sind.
  • Außerdem kann durch die erfindungsgemäße Konstruktion ein erweitertes Funktionsangebot realisiert werden, wie im folgenden detailliert beschrieben wird.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • In dieser stellen dar:
  • Fig. 1 Ein Blockdiagramm eines Mobilbaggers nach dem Stand der Technik;
  • Fig. 2 Ein Blockdiagramm eines Mobilbaggers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
  • Fig. 3 Ein Blockdiagramm eines Mobilbaggers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • In allen Figuren ist die Trennung zwischen Ober- und Unterwagen durch die gestrichelte Linie verdeutlicht.
  • Im Oberwagen einer Arbeitsmaschine nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 sind am Verbrennungsmotor bis zu 4 Pumpen angebaut. Außer der Hauptarbeitspumpe 1 existieren eine Vorsteuerpumpe 2, eine Bremspumpe 3 und eine Lenkpumpe 4.
  • Die Hauptarbeitspumpe 1 versorgt alle Hochdruckverbraucher (Zylinder, Hydromotore) in einem offenen Hydraulikkreislauf. Alle Hochdruckverbraucher die im Unterwagen sind, wie beispielsweise Hydromotor, Planierschild, Abstützung, müssen durch die Drehdurchführung versorgt werden. Teilweise wird heute die Schwenkfunktion mit einer weiteren Pumpe im geschlossenen Kreislauf betrieben.
  • Die Vorsteuerpumpe 2 fördert das Öl für die gesamte hydraulische Vorsteuerung. Die Vorsteuerventile beeinflussen die verschiedenen Hauptsteuerventile sowohl im Oberwagen (Baum, Stiel, Löffel, Drehwerk, . . .) als auch im Unterwagen (Fahrmotor, Planierschild, Abstützung, etc.) direkt. Die hydraulischen Steuerfunktionen im Unterwagen für die Getriebeschaltung, Hydromotorumschaltung (Kriechgang), Pendelachssperre usw. werden einzeln durch die Drehdurchführung geleitet.
  • Im Bremskompaktblock 5 werden mit einer Speicherladeeinheit Blasenspeicher befüllt, die beim Ausfall der Druckversorgung einen vorgeschriebenen Notbetrieb zulassen. Der Bremskompaktblock 5 ist im Oberwagen angeordnet, derart, dass die beiden Bremskreise von diesem Block durch die Drehdurchführung hydraulisch angesteuert werden.
  • Die hydraulische Lenkeinheit 6 ist direkt am Lenkrad 7 in der Kabine angeordnet und wird von der Lenkpumpe 4 mit Öl versorgt, wobei von der hydraulischen Lenkeinheit 6 zwei Leitungen über die Drehdurchführung zum doppelt wirkenden Lenkzylinder geführt werden.
  • Nach dem Stand der Technik ist am Getriebe 8 eine hydraulische Rückschaltsperre vorgesehen, die bei hoher Fahrgeschwindigkeit eine Rückschaltung und damit ein Übertouren des Hydromotors verhindert.
  • In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Mobilbaggers dargestellt.
  • Demnach entfallen alle - bis auf eine - Steuerleitungen zwischen Ober- und Unterwagen. Erfindungsgemäß werden die Steuersignale für Getriebeschaltung, Fahrpedal, Hydromotor und Pendelachssperre durch elektrische Schaltersignale (analog und digital) an die Oberwagenelektronik geleitet; von dort gelangen die Steuersignale über eine Kommunikationsverbindung 9 zur Unterwagenelektronik 10. Somit können die Magnetventile vorteilhafterweise im Unterwagen untergebracht werden; deren Ansteuerung erfolgt mittels der Unterwagenelektronik 10.
  • Es ist vorgesehen, den Getriebesteuerblock 11 direkt am Getriebe 8 oder an einem anderen, geeigneten Platz im Unterwagen anzuordnen. Besonders vorteilhaft ist die Implementierung einer zusätzlichen Funktion "Vorderachsabschaltung" über ein im Getriebesteuerblock vorgesehenes Magnetventil, welches von der Unterwagenelektronik elektrisch ansteuerbar ist.
  • Am Getriebe wird die An- und/oder die Abtriebsdrehzahl durch einen Drehzahlsensor 12 gemessen, wobei dieses Signal durch die Unterwagenelektronik 10 verarbeitet wird, so dass mittels dieser Drehzahlinformation die Rückschaltsperre elektronisch erfolgt.
  • Im Rahmen einer Variante der Erfindung ist eine automatische Gangschaltung vorgesehen. Zu diesem Zweck werden die Signale des Drehzahlgebers und der Schluckvolumeneinstellung, d. h. des Ventilstroms zum Hydromotorproportionalventil, von der Unterwagenelektronik 10 ausgewertet.
  • Die Anzahl der Verbindungen zwischen Ober- und Unterwagen ist gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert, wobei zusätzliche Funktionen im Unterwagen, wie z. B. die beschriebene Vorderachsabschaltung, ohne zusätzliche Verbindungen zwischen Ober- und Unterwagen möglich sind.
  • Durch den erfindungsgemäßen Einsatz der Unterwagenelektronik werden die Funktionen im Unterwagen logisch verknüpft. Dies resultiert in einer signifikanten Aufwandsreduzierung und in einer Erhöhung der Sicherheit während des Betriebs. Beispielsweise müssen bei einem Mobilbagger mit langem Ausleger und vier-Punkt-Abstützung die Abstützungen ausgefahren und verriegelt sein, bevor mit dem Ausleger gearbeitet werden darf.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform wird vorgeschlagen, anstatt des heute verwendeten hochdruckabhängig verstellbaren Hydromotors, einen elektrisch proportional verstellbaren Hydromotor mit überlagerter Druckregelung einzusetzen, dessen Proportionalventil von der Unterwagenelektronik 10 ansteuerbar ist. Der Motor verfügt über ein Bremsventil, wobei sekundär wirkende Druckbegrenzungsventile zwischen Motor und Bremsventil vorgesehen sind. Beim Anfahren steht dieser Motor auf maximalem Schluckvolumen und folglich Drehmoment und erlaubt somit eine bessere Beschleunigung der Maschine aus dem Stand. Die Verstellung des Motors auf kleineres Schluckvolumen kann demnach abhängig von der Fahrpedalstellung und von der Antriebsdrehzahl des Getriebes gesteuert werden. Zu diesem Zweck ist ein analoger Sensor am Fahrpedal vorgesehen. Die Fahrpedalstellung kann auch mittels eines Drucksensors zwischen "Fahrpedal" und "Schieber fahren" erkannt werden.
  • Dieses Konzept weist zudem den Vorteil auf, dass der Motor im Bremsbetrieb gezielt auf größeres Schluckvolumen verstellt werden kann, wodurch ein Übertouren bei Talfahrt verhindert wird. Wird bei Talfahrt das Fahrpedal zurückgenommen, steigt das Bremsmoment aufgrund der Verstellung des Hydromotors auf größeres Schluckvolumen über eine vorzugebende Zeit stetig an und die Maschine kommt zum Stehen. Ein Übertouren kann damit nahezu ausgeschlossen werden. Bei einer Talfahrt wird damit der Fahrer gezwungen, das Fahrpedal zu betätigen, um fahren zu können. Das vom Hydromotor zum Tank geförderte Öl wird gekühlt, so dass ein Überhitzen der Einheiten im Unterwagen weitestgehend vermieden wird.
  • Eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung, die Gegenstand der Fig. 3 ist, sieht vor, auch die hydraulischen Verbindungen zwischen Ober- und Unterwagen auf eine Verbindung zu reduzieren. Somit beschränkt sich die Anzahl der Leitungsverbindungen zwischen Ober- und Unterwagen auf drei, nämlich eine hydraulische, eine elektrische und eine Kommunikationsverbindung. Dadurch gestaltet sich der gesamte Unterwagen als ein geschlossenes System.
  • Die Anzahl der Ölpumpen im Oberwagen ist demgemäß von vier auf eine Hauptarbeitspumpe 1' reduziert. Alle Steuerbefehle gehen in Form von elektrischen digitalen oder analogen Signalen an die Bordelektronik im Oberwagen und von dort über die Kommunikationsverbindung zur Unterwagenelektronik 10, die die Steuersignale an die Aktuatoren weiterleitet. Des weiteren werden wichtige Zustands- und Diagnosedaten von den Aktuatoren und Sensoren aus dem Unterwagen in der Unterwagenelektronik 10 diagnostiziert und über die Kommunikationsverbindung 9 zur Bordelektronik im Oberwagen gemeldet ("Faultmanagement"), wobei nach der Auswertung Notfahr- bzw. Notbetriebprogramme ausgeführt werden können.
  • Zur Realisierung einer Load-Sensing-Regelung (hochdruckunabhängige Bedarfsstromregelung) der im Oberwagen angeordneten Hauptarbeitspumpe 1' wird der Druck des lasthöchsten Verbrauchers vom Unter- zum Oberwagen gemeldet. Zudem wird beim Erreichen der Leistungsgrenze der Ölstrom im Oberwagen zu allen Arbeitsverbrauchern gleichmäßig reduziert, wobei der Ölstrom zu den Verbrauchern im Unterwagen von der Unterwagenelektronik 10 bestimmt wird. Dies ist insbesondere wichtig, für den Fall, dass im Arbeitseinsatz gleichzeitig mehrere Verbraucher benötigt werden (z. B. Hydromotor, Planierschild etc.).
  • Zur Erkennung des lasthöchsten Verbrauchers wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, mittels Drucksensoren in den lastdruckführenden Leitungen entsprechende Signale über die Unterwagenelektronik 10 an die Oberwagenelektronik zu übermitteln, die zur Pumpenregelung verwendet werden. Diese Konstruktion weist den Vorteil auf, dass keine zusätzliche Verbindung zwischen Ober- und Unterwagen benötigt wird.
  • Eine weitere Variante zur Erkennung des lasthöchsten Verbrauchers sieht vor, verschaltete Rückschlagventile zu verwenden, die den Lastdruck des lasthöchsten Verbrauchers über eine hydraulische Meldeleitung zum Oberwagen führen. Im Gegensatz zu der ersten Variante wird hierfür eine zusätzliche hydraulische Verbindung zwischen Ober- und Unterwagen benötigt.
  • Die hydraulische Leistung für Bremse, Lenkung, Hydromotor und Planierschild wird aus der zentralen Druckölversorgung des Unterwagens abgezweigt. Das Steueröl wird bevorzugterweise durch eine Steueröleinheit aus der Hochdruckversorgung des Unterwagens durch eine Druckminderung abgezweigt. Die Ansteuerung aller Verbraucher im Unterwagen erfolgt somit durch die Unterwagenelektronik 10.
  • Besonders vorteilhaft ist die Realisierung X-by Wire Systemen, also von elektronischen Systemen, die vollständig ohne mechanische Rückfallebene arbeiten, für Lenkung und Bremse (Steer-by-wire, Brake-by-wire), um die aktive Sicherheit zu erhöhen.
  • Zu diesem Zweck sind gemäß der Erfindung eine proportional-elektrohydraulische Steer-by-wire Einheit 13 und eine Brake-by-wire Einheit 14 im Unterwagen untergebracht, wobei die entsprechende elektronische Steuerung in der Unterwagenelektronik 10 integriert oder in getrennten Komponenten untergebracht ist.
  • Die Steer-by-wire Komponente funktioniert wie folgt:
    Die Lenkradbewegungen werden in der Steer-by-wire Einheit im Oberwagen in elektrische Signale umgesetzt und zur Oberwagenelektronik geführt. Von dort gelangt diese Information über die Kommunikationsverbindung 9 zur Unterwagenelektronik 10. Diese wiederum steuert dann die hydraulische Steerby-wire Einheit 13 elektrisch an. In der Steer-by-wire Einheit werden die elektrischen in hydraulische Signale umgewandelt und an den Lenkzylinder weitergegeben.
  • In der Steer-by-wire Einheit 13 im Unterwagen sind hydraulische Speicher für einen Notbetrieb vorgesehen. Die Steer-by-wire Einheit 13 kann sowohl direkt an der Achse oder an einem geeigneten Platz im Unterwagen angebaut sein.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, in der Steer-by-wire Einheit im Oberwagen durch einen Elektromotor Lenkkräfte auf das Lenkrad zu simulieren, um das Fahrgefühl zu verbessern.
  • Mittels einer derartigen Lenkeinrichtung wäre es möglich, diese beim Fahren auf der Baustelle aus dem Sichtfeld des Fahrers zu klappen und die Lenkung über zusätzliche Joysticks zu bedienen. Dies würde die Sichtverhältnisse beim Arbeiten wesentlich verbessern und zur Erhöhung der Sicherheit beitragen. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, bei der Lenkeinrichtung ein Rückstellverhalten beim Loslassen des Lenkrads in einer Kurvenfahrt zu realisieren. Ein weiterer Vorteil des Steer-by-wire Systems besteht darin, dass störende Hydraulikgeräusche aus der Fahrerkabine verbannt werden.
  • Zur Implementierung des Brake-by-wire Systems sind Sensoren vorgesehen, welche die Bremspedalbewegungen erfassen und in elektrische Signale umsetzen, die an die Oberwagenelektronik weitergeleitet werden. Anschließend gelangt diese Information über die Kommunikationsverbindung zur Unterwagenelektronik, welche die hydraulische Brake-by-wire Einheit 14 elektrisch ansteuert, wobei in der Brake-by-wire Einheit die elektrischen Signale in hydraulische Signale umgewandelt und zu Bremszylindern weitergegeben werden.
  • In der Brake-by-wire 14 Einheit im Unterwagen sind außerdem hydraulische Speicher für einen Notbetrieb vorgesehen. Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung sind Raddrehzahlsensoren vorgesehen, um Funktionen wie ABS, ASR, etc. realisieren zu können. Bezugszeichen 1, 1' Hauptarbeitspumpe
    2 Vorsteuerpumpe
    3 Bremspumpe
    4 Lenkpumpe
    5 Bremskompaktblock
    6 Lenkeinheit
    7 Lenkrad
    8 Getriebe
    9 Kommunikationsverbindung
    10 Unterwagenelektronik
    11 Getriebesteuerblock
    12 Drehzahlsensor
    13 Steer-by-wire Einheit
    14 Brake-by-wire Einheit

Claims (33)

1. Arbeitsmaschine mit einem hydrostatischen Fahrantrieb, insbesondere Mobilbagger, mit einem Unterwagen, in dem ein Fahrmotor zum Antrieb der Räder vorgesehen ist und einem auf dem Unterwagen drehbar angeordneten Oberwagen, der eine Pumpe zur Versorgung des Fahrantriebs mit Druckmittel umfasst, wobei zwischen Ober- und Unterwagen eine Drehdurchführung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Unterwagen eine oder mehrere Elektronikkomponenten als Unterwagenelektronik (10) vorgesehen sind, die der Steuerung und/oder Regelung der Unterwagenkomponenten dienen.
2. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterwagenelektronik (10) über eine Kommunikationsverbindung (9) mit der Bordelektronik im Oberwagen mittels der Drehdurchführung verbunden ist, wobei die Versorgungsspannung für die Unterwagenelektronik (10) über die Drehdurchführung erfolgt.
3. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ober- und Unterwagen eine Steuerleitung vorgesehen ist.
4. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten, insbesondere Sensoren und Aktuatoren im Unterwagen von der Unterwagenelektronik (10) elektrisch und/oder hydraulisch direkt ansteuerbar und diagnostizierbar sind.
5. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebesteuerblock (11) direkt am Getriebe (8) im Unterwagen angeordnet ist.
6. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktion "Vorderachsabschaltung" über ein im Getriebesteuerblock (11) vorgesehenes Magnetventil, welches von der Unterwagenelektronik (10) elektrisch ansteuerbar ist, vorgesehen ist.
7. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückschaltsperre vorgesehen ist, die von der Unterwagenelektronik (10) elektronisch ansteuerbar ist, wobei die An- und/oder Abtriebsdrehzahl durch einen vorgesehenen Drehzahlsensor (12) messbar und von der Unterwagenelektronik (10) auswertbar ist.
8. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Gangschaltung vorgesehen ist, die von der Unterwagenelektronik (10) anhand von Signalen des Drehzahlgebers und der Schluckvolumeneinstellung ansteuerbar ist.
9. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen im Unterwagen über die Unterwagenelektronik (10) logisch verknüpft sind.
10. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch proportional verstellbarer Hydromotor mit überlagerter Druckregelung vorgesehen ist, dessen Proportionalventil von der Unterwagenelektronik (10) ansteuerbar ist, wobei der Motor über ein Bremsventil verfügt und wobei sekundär wirkende Druckbegrenzungsventile zwischen Motor und Bremsventil vorgesehen sind.
11. Arbeitsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung des Motors auf kleineres Schluckvolumen abhängig von der Fahrpedalstellung und der An- und/oder Abtriebsdrehzahl des Getriebes steuerbar ist.
12. Arbeitsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Fahrpedal ein analoger Sensor vorgesehen ist. Oder wie bei 1. Ausführung durch einen Steuerdrucksensor zwischen Fahrpedal und "Schieber fahren"
13. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Verbindungen zwischen Ober- und Unterwagen auf eine Verbindung reduziert sind, wodurch die Anzahl der Leitungsverbindungen zwischen Ober- und Unterwagen auf drei, nämlich eine hydraulische, eine elektrische und eine Kommunikationsverbindung (9) beschränkt ist.
14. Arbeitsmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberwagen lediglich eine Hauptarbeitspumpe 1' angeordnet ist.
15. Arbeitsmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptarbeitspumpe 1' über eine hochdruckunabhängige Bedarfsstromregelung verfügt.
16. Arbeitsmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in den lastdruckführenden Leitungen Drucksensoren vorgesehen sind, deren Signale über die Unterwagenelektronik (10) an die Oberwagenelektronik zum Zweck der Hauptpumpenregelung übermittelbar sind.
17. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für Lenkung und/oder Bremse Steer-by-wire bzw. Brake-by-wire Systeme vorgesehen sind.
18. Arbeitsmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Unterwagen eine proportional-elektrohydraulische Steer-by-wire Einheit (13) und/oder eine Brake-by-wire Einheit (14) angeordnet ist.
19. Arbeitsmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass elektronische Steuerung der Steer-by-wire Einheit (13) und der Brake-by-wire Einheit (14) in der Unterwagenelektronik (10) integriert oder in getrennten Komponenten untergebracht ist.
20. Arbeitsmaschine nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steer-by-wire Einheit im Oberwagen durch einen vorgesehenen Elektromotor Lenkkräfte auf das Lenkrad (7) simulierbar sind.
21. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkung optional mittels Joysticks bedienbar ist.
22. Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren vorgesehen sind, welche die Bremspedalbewegungen erfassen und in elektrische Signale umsetzen, die zur Steuerung der Brake-by-wire Einheit (14) an die Unterwagenelektronik (10) weiterleitbar sind.
23. Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in der Brake-by-wire Einheit (14) im Unterwagen hydraulische Speicher für einen Notbetrieb vorgesehen sind.
24. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung von ABS bzw. ASR-Systemen Raddrehzahlsensoren vorgesehen sind.
25. Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Leistung für Bremse, Lenkung, Hydromotor und weitere Verbraucher aus der zentralen Druckölversorgung des Unterwagens abgezweigt wird, wobei die Ansteuerung aller Verbraucher im Unterwagen durch die Unterwagenelektronik (10) erfolgt.
26. Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine mit einem hydrostatischen Fahrantrieb, insbesondere eines Mobilbaggers, mit einem Unterwagen, in dem ein Fahrmotor zum Antrieb der Räder vorgesehen ist und einem auf dem Unterwagen drehbar angeordneten Oberwagen, der eine Pumpe zur Versorgung des Fahrantriebs mit Druckmittel umfasst, wobei zwischen Ober- und Unterwagen eine Drehdurchführung angeordnet ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass im Unterwagen eine oder mehrere Elektronikkomponenten als Unterwagenelektronik (10) eingesetzt werden, die der Steuerung und/oder Regelung der Unterwagenkomponenten dienen.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren und Aktuatoren im Unterwagen von der Unterwagenelektronik elektrisch und/oder hydraulisch direkt angesteuert und diagnostiziert werden.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen im Unterwagen über die Unterwagenelektronik (10) logisch verknüpft werden.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26-28, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Leistung für Bremse, Lenkung, Hydromotor und weitere Verbraucher aus der zentralen Druckölversorgung des Unterwagens abgezweigt wird, die Ansteuerung aller Verbraucher im Unterwagen durch die Unterwagenelektronik (10) erfolgt.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26-29, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptarbeitspumpe (1, 1') über eine hochdruckunabhängige Bedarfsstromregelung verfügt, wobei der Druck des lasthöchsten Verbrauchers vom Unterzum Oberwagen gemeldet wird und beim Erreichen der Leistungsgrenze der Ölstrom zu den Verbrauchern gleichmäßig reduziert wird und wobei der Ölstrom zu den Verbrauchern im Unterwagen von der Unterwagenelektronik (10) bestimmt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung des lasthöchsten Verbrauchers von in den lastdruckführenden Leitungen vorgesehenen Sensoren über die Unterwagenelektronik (10) an die Oberwagenelektronik übermittelt werden.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 26-31, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor abhängig von der Fahrpedalstellung und der An- und/oder Abtriebsdrehzahl des Getriebes (8) gesteuert wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 26-32, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkung optional über Joysticks erfolgt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005040510A1 (de) * 2003-09-23 2005-05-06 Zf Friedrichshafen Ag Berührungslose datenübertragung

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100655330B1 (ko) * 2005-12-23 2006-12-08 두산인프라코어 주식회사 전동 지게차의 경사 작업시 자동 정지장치
DE202008008044U1 (de) * 2008-06-16 2009-11-05 Liebherr-Hydraulikbagger Gmbh Verfahrbares Arbeitsgerät
NL1040157C2 (nl) * 2013-04-12 2014-10-14 Hudson Bay Holding B V Mobiele inrichting met besturingssysteem.
US9567730B2 (en) * 2013-08-30 2017-02-14 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Work machine
CN104691529A (zh) * 2014-01-23 2015-06-10 青岛科瑞特激光设备有限公司 自走式谷物联合收割机液压驱动桥行车制动电液控制装置
SE543708C2 (en) * 2019-08-23 2021-06-22 Epiroc Rock Drills Ab Method and system for controlling a machine behaviour of a mining and/or construction machine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3701554A1 (de) * 1987-01-21 1988-08-04 Duerr Gmbh & Co Maschinenanlage mit mehreren aktoren
US4811561A (en) * 1986-04-08 1989-03-14 Vickers, Incorporated Power transmission
DE19538416A1 (de) * 1995-09-11 1997-03-13 Orenstein & Koppel Ag Verfahren und Einrichtung zur lastabhängigen automatischen Umschaltung von Fahrmotoren
DE19647394A1 (de) * 1996-11-08 1998-05-20 Samsung Heavy Ind Verteiltes Steuersystem für eine schwere Baumaschine

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5018384A (en) * 1989-07-21 1991-05-28 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Rotational speed detector
US6336067B1 (en) * 1998-08-12 2002-01-01 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Electronic control system and control device for construction machine
DE19850902C2 (de) * 1998-11-05 2001-07-12 Manfred Scherger Baumaschinen Schnellmontagebaugruppe für einen Turmdrehkran
US6278204B1 (en) * 1999-06-18 2001-08-21 Eugene Roland Frenette Method of converting internal combustion engine into electrically driven engine
DE19956402A1 (de) * 1999-11-24 2001-05-31 Linde Ag Fahrzeug, insbesondere Mobilbagger
EP1257903A4 (de) * 2000-02-01 2004-10-13 Delphi Tech Inc Multimodul-control-by-wire-architektur
DE10037676C1 (de) * 2000-07-26 2002-05-23 Jungheinrich Ag Vorrichtung zur Regelung eines Antriebssystems für ein Flurförderzeug
WO2002016181A1 (de) * 2000-08-22 2002-02-28 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugregelungssystems und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
US6695748B2 (en) * 2000-09-08 2004-02-24 Borgwarner Inc. Transmission control apparatus
DE10128209A1 (de) * 2001-06-11 2003-01-09 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Hydrostatische Kolbenmaschine und Übertragungssystem

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4811561A (en) * 1986-04-08 1989-03-14 Vickers, Incorporated Power transmission
DE3701554A1 (de) * 1987-01-21 1988-08-04 Duerr Gmbh & Co Maschinenanlage mit mehreren aktoren
DE19538416A1 (de) * 1995-09-11 1997-03-13 Orenstein & Koppel Ag Verfahren und Einrichtung zur lastabhängigen automatischen Umschaltung von Fahrmotoren
DE19647394A1 (de) * 1996-11-08 1998-05-20 Samsung Heavy Ind Verteiltes Steuersystem für eine schwere Baumaschine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 10131233 A.,In: Patent Abstracts of Japan *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005040510A1 (de) * 2003-09-23 2005-05-06 Zf Friedrichshafen Ag Berührungslose datenübertragung

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