DE19635200A1 - Fahrbare Dickstoffpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fahrbare Dickstoffpumpe, insbesondere eine Betonpumpe, mit einem einen Fahrzeug­ motor und ein Wechselgetriebe aufweisenden Fahrantrieb, mindestens einer mit einer Abtriebswelle des Wechselge­ triebes ggf. unter Zwischenschaltung eines Verteilerge­ triebes kuppelbaren Hydraulikpumpe für den Antrieb und die Steuerung der Dickstoffpumpe sowie einer Drehzahl­ begrenzungseinrichtung zur Einstellung einer maximalen Motordrehzahl beim Pumpbetrieb.

Bei fahrbaren Betonpumpen ist es bekannt, beim Pumpbe­ trieb den vorhandenen Fahrzeugmotor und das Fahrzeug­ getriebe für den Antrieb der Hydraulikpumpen zu verwen­ den. Zu diesem Zweck ist üblicherweise ein Verteiler­ getriebe im Kardanwellenstrang des Fahrzeugs angeord­ net, das wahlweise auf Fahrbetrieb und auf Pumpbetrieb umgeschaltet werden kann. Beim Fahrbetrieb ist die Ab­ triebswelle des Wechselgetriebes über einen Durchtrieb des Verteilergetriebes auf die Antriebsachsen des Fahr­ zeugs durchgeschaltet, während beim Pumpbetrieb eine Umsteuerung auf die Hydraulikpumpen erfolgt. Im letzte­ ren Falle ist die Übersetzung des Verteilergetriebes so ausgelegt, daß in der Übersetzungsstufe des Wechselge­ triebes mit direkter Übersetzung (i=1) und annähernd mit Nenndrehzahl betriebenem Motor die maximal zulässi­ ge Pumpendrehzahl erreicht wird. Bei vielen Fahrzeugge­ trieben ist die direkte Übersetzung zugleich die schnellste Übersetzung des Fahrzeuggetriebes und ent­ spricht daher dem höchsten Gang. Im Prinzip ist es mög­ lich, auch in einem niedereren Gang zu pumpen. Bei ei­ ner Begrenzung der maximalen Motordrehzahl im Direkt­ gang auf die Nenndrehzahl des Motors wird hierbei je­ doch die maximale Drehzahl der Hydraulikpumpe und damit die maximale Fördermenge nicht erreicht. Manche Fahr­ zeuggetriebe verfügen auch über eine Übersetzungsstufe mit einer Übersetzung ins Schnelle (Overdrive - i<1), bei der die Drehzahl am Getriebeausgang höher ist als die Motordrehzahl. Sie wird häufig durch eine Vor- oder Nachschaltgruppe oder durch einen zusätzlichen Gang des Wechselgetriebes verwirklicht und dient als Spar- oder Schongang bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit.

Beim Betrieb der bekannten Betonpumpen wird als nach­ teilig empfunden, daß die Drehzahlarretierung im Be­ reich der leistungsgünstigen Nenndrehzahl mit einer ho­ hen Schallemission und einem hohen Kraftstoffverbrauch verbunden ist.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, die bekannte fahrbare Dickstoffpumpe dahinge­ hend zu verbessern, daß bei gegebener Pumpdrehzahl die Schallemission und der Kraftstoffverbrauch des Fahr­ zeugmotors reduziert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrun­ de, daß das Wechselgetriebe mindestens zwei Überset­ zungsstufen aufweist, bei deren Auswahl unterschiedli­ che maximale Motordrehzahlen über die Drehzahlbegren­ zungseinrichtung einstellbar sind. Es ist dabei beson­ ders vorteilhaft, wenn zwei ausgewählten Übersetzungs­ stufen mit direkter Übersetzung und mit Übersetzung ins Schnelle (Overdrive) je eine nach Maßgabe der Überset­ zung unterschiedliche maximale Motordrehzahl zugeordnet ist. Wenn in diesem Falle bei eingeschalteter direkter Übersetzung die leistungsgünstige Nenndrehzahl des Mo­ tors als maximale Motordrehzahl eingestellt wird, so wird bei einer Umschaltung auf die Übersetzung ins Schnelle und konstanter Übersetzung im Verteilergetrie­ be die maximale Motordrehzahl zweckmäßig so weit redu­ ziert, daß die maximal zulässige Pumpdrehzahl nicht überschritten wird. Man erhält hier also mit kleinerer Motordrehzahl und dadurch geringerer Geräuschentwick­ lung und kleinerem Kraftstoffbedarf die Möglichkeit, die optimale Pumpfrequenz voll auszuschöpfen. Dies ist der Fall, wenn die den verschiedenen Übersetzungsstufen zugeordneten maximalen Motordrehzahlen im wesentlichen proportional zu deren Übersetzung gewählt sind.

Die maximalen Motordrehzahlen können entweder mit me­ chanischen oder elektronischen Mitteln eingestellt wer­ den. Im ersteren Falle weist die Drehzahlbegrenzungs­ einrichtung zweckmäßig einen verstellbaren mechanischen Endanschlag an einem Verstellmechanismus zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor auf, während im letzteren Falle die Drehzahlbegrenzungseinrichtung eine Mikroprozessorschaltung zur Begrenzung der Motordreh­ zahl nach Maßgabe der jeweils eingeschalteten Überset­ zungsstufe umfassen kann.

Eine besonders einfache Handhabung ist gewährleistet, wenn ein auf die Schaltstellung des Wechselgetriebes ansprechender Sensor zur Ansteuerung der Drehzahlbe­ grenzungseinrichtung vorgesehen ist.

Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht wird er­ reicht, wenn eine auf Fernsteuersignale einer Pumpen­ fernsteuerung ansprechende Schalteinrichtung zur Fern­ schaltung des Wechselgetriebes und zur entsprechenden Ansteuerung der Drehzahlbegrenzungseinrichtung vorgese­ hen ist. Anstelle oder in Verbindung mit der Fernschal­ tung kann auch eine Steuereinrichtung zur automatischen Umschaltung der Übersetzungsstufen und der zugehörigen maximalen Motordrehzahlen vorgesehen werden, die entwe­ der auf das Unterschreiten oder Überschreiten eines vorgegebenen Pumpendrucks oder einer vorgegebenen Min­ destdrehzahl oder einer hieraus abgeleiteten Meßgröße anspricht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer fahrbaren Betonpumpe mit Betonverteilermast im zusammengefalteten Zustand;

Fig. 2 ein Schema des Fahr- und Pumpantriebs der fahr­ baren Betonpumpe nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte fahrbare Betonpumpe weist ein Fahrgestell 10, einen in der Nähe der Vorderachse 12 und des Führerhauses 14 des Fahrgestells 10 angeordne­ ten Drehlagerbock 16, einen am Drehlagerbock 16 um eine vertikale Achse 18 um 360° drehbaren Verteilermast 20, eine über einen Materialaufgabebehälter 22 mit Beton beaufschlagbare, hydraulisch angetriebene Betonpumpe 24 und eine über eine Rohrweiche 26 an die Betonpumpe 24 angeschlossene Förderleitung 28 auf. Die fünf Mastarme 1, 2, 3, 4 und 5 des Verteilermasts 20 sind an dem Drehgelenk A mit dem Drehlagerbock 16 und an den Knick­ gelenken B, C, D und E miteinander verbunden. Das Ein- und Ausfalten der Mastarme 1 bis 5 um die Gelenke A bis E erfolgt hydraulisch mittels doppelt wirkender Hydro­ zylinder 30, die mit ihren freien zylinderseitigen und stangenseitigen Enden an Auslegern bzw. Umlegebügeln der Mastarme 1 bis 5 und des Drehlagerbocks 16 ange­ lenkt sind.

Der unter dem Führerhaus 14 angeordnete Fahrzeugmotor 40 ist über das Wechselgetriebe 42 sowohl für den Fahr­ antrieb als auch für den Antrieb der Betonpumpe 24 be­ stimmt. Zu diesem Zweck ist im Bereich des Kardanwel­ lenstrangs 44 ein eingangsseitig mit der Abtriebswelle 46 des Wechselgetriebes 42 verbundenes Verteilergetrie­ be 48 angeordnet, das zwischen einem zur Hinterachse 50 führenden Durchtrieb 52 für den Fahrantrieb und einer mit den Hydraulikpumpen 54 verbundenen Verteilergruppe 53 mit definierter Übersetzung umschaltbar ist. Die Hy­ draulikpumpen 54 sind über Hydraulikleitungen 56 mit einem Hydraulikblock 58 der Betonpumpe 24 verbunden, der u. a. an die hydraulischen Antriebszylinder 60 und die in der Zeichnung nicht dargestellten Umsteuerzylin­ der für die Rohrweiche 26 angeschlossen ist.

Zur Ansteuerung der Hydraulikpumpen 54 im Pumpbetrieb weist das Wechselgetriebe 42 zwei ausgewählte Überset­ zungsstufen auf, von denen die eine mit direkter Über­ setzung (i=1) und die andere als Overdrive mit Überset­ zung ins Schnelle (i<1) ausgestaltet ist. Die Umschal­ tung erfolgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel über einen Schalthebel 62 oder eine Steuereinrichtung 64. Die Steuereinrichtung 64 kann entweder als kabelgebun­ denes oder drahtloses Fernsteuergerät ausgebildet sein, das beispielsweise in einer Fernbedienungseinrichtung für die Betonpumpe untergebracht ist. Andererseits kann sie auch als Schaltautomatik ausgebildet sein, die bei­ spielsweise auf die über die Signalleitung 66 abgegrif­ fene Motordrehzahl oder auf den über die Signalleitung 68 abgegriffenen Pumpendruck anspricht und bei Unter- oder Überschreiten eines vorgegebenen Sollschwellwerts einen Schaltvorgang auslöst. Weiter ist eine mechani­ sche oder elektronische Drehzahlbegrenzungseinrichtung 70 vorgesehen, die nach Maßgabe der beispielsweise am Schalthebel 62 abgegriffenen Schaltstellung des Wech­ selgetriebes 40 eine unterschiedliche maximale Motor­ drehzahl einstellt. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß unabhängig von der eingeschalteten Übersetzungsstu­ fe (Gang) die Hydraulikpumpen 54 über das Verteilerge­ triebe 48 mit der jeweils gleichen maximalen Pumpdreh­ zahl antreibbar sind. Die auf die Nenndrehzahl des Fahrzeugmotors 40 abgestimmte höhere maximale Motor­ drehzahl von beispielsweise 1800 Umdrehungen pro Minute im direkten Gang ermöglicht zwar eine höhere Leistungs­ abnahme, verursacht jedoch eine höhere Schallemission und einen höheren Kraftstoffverbrauch. Bei der niedri­ geren maximalen Motordrehzahl im Overdrive von z. B. 1350 Umdrehungen pro Minute wird die Schallemission und der Verbrauch auf Kosten einer Leistungsabnahme redu­ ziert. In beiden Fällen werden die Hydraulikpumpen 54 mit gleicher Drehzahl betrieben, so daß ein optimaler Pumpenbetrieb gewährleistet ist. Der Overdrive-Betrieb kommt vor allem in Betracht, wenn die Antriebsleistung des Motors nicht voll ausgeschöpft werden muß und wenn beispielsweise bei Nachtbetrieb oder in Lärmschutzge­ bieten eine geringe Geräuschbelastung erwünscht ist.

Wenn das Wechselgetriebe 42 im Fahrzeug nicht mit einem Overdrive, sondern nur mit direkter Übersetzung (i=1) und mit langsameren Übersetzungen (i<1) ausgerüstet ist, kann das Verteilergetriebe 48 mit einer auf den zweitschnellsten Gang abgestimmten höheren Übersetzung ausgestattet werden. Hierdurch wird die zur Verringe­ rung der Geräuschemission und des Kraftstoffverbrauchs erforderliche kleinere Motordrehzahl durch Umschalten des Wechselgetriebes vom zweitschnellsten Gang (i<1) in den schnellsten Gang (i=1) erzielt, wobei der zweitschnellste Gang des Wechselgetriebes die Abnahme der annähernd vollen Motorleistung etwa bei Nenndreh­ zahl des Motors erlaubt, während die Motordrehzahl im schnellsten Gang auf einen gegenüber der Nenndrehzahl niedrigeren Wert begrenzt wird.

Eine weitere Möglichkeit, die Betonpumpe mit verschie­ denen Motordrehzahlen bei gleichbleibender maximaler Fördermenge zu betreiben besteht auch dann, wenn die Hydraulikpumpe über einen schaltbaren Nebenabtrieb des Wechselgetriebes anstelle des Verteilergetriebes ange­ trieben wird. In diesem Falle ist die Drehzahlbegren­ zung im Sinne der vorstehenden Ausführungen an die Übersetzungen des Nebenabtriebes anzupassen.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf eine fahrbare Dickstoffpumpe mit einem einen Fahrzeugmotor 40 und ein Wechselgetriebe 42 aufweisenden Fahrantrieb, mindestens einer mit einer Abtriebswelle 46 des Wechselgetriebes gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Verteilergetriebes 48 kuppelbaren Hydraulikpumpe 54 für den Antrieb der Dick­ stoffpumpe 24 sowie einer Drehzahlbegrenzungseinrich­ tung zur Einstellung einer maximalen Motordrehzahl beim Pumpbetrieb. Um wahlweise auch bei geringer Geräusch­ emission einen optimalen Pumpbetrieb zu gewährleisten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Wech­ selgetriebe mindestens zwei Übersetzungsstufen auf­ weist, bei deren Einschaltung unterschiedliche maximale Motordrehzahlen über die Drehzahlbegrenzungseinrichtung 70 einstellbar sind.

Claims (9)

1. Fahrbare Dickstoffpumpe mit einem einen Fahrzeug­ motor (40) und ein Wechselgetriebe (42) aufweisen­ den Fahrantrieb, mindestens einer mit einer Ab­ triebswelle (46) des Wechselgetriebes (42) ggf. unter Zwischenschaltung eines Verteilergetriebes (48) kuppelbaren Hydraulikpumpe (54) für den An­ trieb der Dickstoffpumpe (24) sowie einer Dreh­ zahlbegrenzungseinrichtung (70) zur Einstellung einer maximalen Motordrehzahl beim Pumpbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselgetriebe (42) mindestens zwei Übersetzungsstufen aufweist, bei deren Einschaltung unterschiedliche maximale Motordrehzahlen über die Drehzahlbegrenzungsein­ richtung (70) einstellbar sind.

2. Fahrbare Dickstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ausgewählten Überset­ zungsstufen mit direkter Übersetzung (i=1) und mit Übersetzung ins Schnelle (i<1) je eine nach Maßga­ be der Übersetzung (i) unterschiedliche maximale Motordrehzahl zugeordnet ist.

3. Fahrbare Dickstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den verschiedenen Übersetzungsstufen zugeordneten maximalen Motor­ drehzahlen im wesentlichen proportional zu deren Übersetzung sind.

4. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen die Schaltstellung des Wechselgetriebes (42) ansprechenden Sensor zur An­ steuerung der Drehzahlbegrenzungseinrichtung (70).

5. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine auf Fernsteuersignale ansprechende Schalteinrichtung (64) zur Fernschal­ tung des Wechselgetriebes (42) und zur entspre­ chenden Ansteuerung der Drehzahlbegrenzungsein­ richtung (70).

6. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine auf das Unterschreiten oder Überschreiten eines jeweils vorgegebenen Pum­ pendrucks oder einer daraus abgeleiteten Meßgröße ansprechenden Schalteinrichtung (64) zur automati­ schen Umschaltung der Übersetzungsstufen und der zugehörigen maximalen Motordrehzahlen.

7. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein auf das Unterschreiten oder Überschreiten einer jeweils vorgegebenen Min­ destdrehzahl oder einer daraus abgeleiteten Meß­ größe ansprechende Schalteinrichtung zur automati­ schen Umschaltung der Übersetzungsstufen und der zugehörigen maximalen Motordrehzahlen.

8. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlbegren­ zungseinrichtung (70) einen verstellbaren mechani­ schen Endanschlag an einem Verstellmechanismus zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor aufweist.

9. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlbegren­ zungseinrichtung (70) eine Mikroprozessorschaltung zur Begrenzung der Motordrehzahl nach Maßgabe der eingeschalteten Übersetzungsstufe umfaßt.