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1. (DE000019635200) Fahrbare Dickstoffpumpe
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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine fahrbare Dickstoffpumpe, insbesondere eine Betonpumpe, mit einem einen Fahrzeugmotor und ein Wechselgetriebe aufweisenden Fahrantrieb, mindestens einer mit einer Abtriebswelle des Wechselgetriebes ggf. unter Zwischenschaltung eines Verteilergetriebes kuppelbaren Hydraulikpumpe für den Antrieb und die Steuerung der Dickstoffpumpe sowie einer Drehzahlbegrenzungseinrichtung zur Einstellung einer maximalen Motordrehzahl beim Pumpbetrieb.
Bei fahrbaren Betonpumpen ist es bekannt, beim Pumpbetrieb den vorhandenen Fahrzeugmotor und das Fahrzeuggetriebe für den Antrieb der Hydraulikpumpen zu verwenden. Zu diesem Zweck ist üblicherweise ein Verteilergetriebe im Kardanwellenstrang des Fahrzeugs angeordnet, das wahlweise auf Fahrbetrieb und auf Pumpbetrieb umgeschaltet werden kann. Beim Fahrbetrieb ist die Abtriebswelle des Wechselgetriebes über einen Durchtrieb des Verteilergetriebes auf die Antriebsachsen des Fahrzeugs durchgeschaltet, während beim Pumpbetrieb eine Umsteuerung auf die Hydraulikpumpen erfolgt. Im letzteren Falle ist die Übersetzung des Verteilergetriebes so ausgelegt, daß in der Übersetzungsstufe des Wechselgetriebes mit direkter Übersetzung (i=1) und annähernd mit Nenndrehzahl betriebenem Motor die maximal zulässige Pumpendrehzahl erreicht wird. Bei vielen Fahrzeuggetrieben ist die direkte Übersetzung zugleich die schnellste Übersetzung des Fahrzeuggetriebes und entspricht daher dem höchsten Gang. Im Prinzip ist es möglich, auch in einem niedereren Gang zu pumpen. Bei einer Begrenzung der maximalen Motordrehzahl im Direktgang auf die Nenndrehzahl des Motors wird hierbei jedoch die maximale Drehzahl der Hydraulikpumpe und damit die maximale Fördermenge nicht erreicht. Manche Fahrzeuggetriebe 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 nachteilig empfunden, daß die Drehzahlarretierung im Bereich der leistungsgünstigen Nenndrehzahl mit einer hohen Schallemission und einem hohen Kraftstoffverbrauch verbunden ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte fahrbare Dickstoffpumpe dahingehend zu verbessern, daß bei gegebener Pumpdrehzahl die Schallemission und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugmotors reduziert werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, daß das Wechselgetriebe mindestens zwei Übersetzungsstufen aufweist, bei deren Auswahl unterschiedliche maximale Motordrehzahlen über die Drehzahlbegrenzungseinrichtung einstellbar sind. Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn zwei ausgewählten Übersetzungsstufen mit direkter Übersetzung und mit Übersetzung ins Schnelle (Overdrive) je eine nach Maßgabe der Übersetzung unterschiedliche maximale Motordrehzahl zugeordnet ist. Wenn in diesem Falle bei eingeschalteter direkter Übersetzung die leistungsgünstige Nenndrehzahl des Motors als maximale Motordrehzahl eingestellt wird, so wird bei einer Umschaltung auf die Übersetzung ins Schnelle und konstanter Übersetzung im Verteilergetriebe die maximale Motordrehzahl zweckmäßig so weit reduziert, daß die maximal zulässige Pumpdrehzahl nicht überschritten wird. Man erhält hier also mit kleinerer Motordrehzahl und dadurch geringerer Geräuschentwicklung 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 mechanischen oder elektronischen Mitteln eingestellt werden. Im ersteren Falle weist die Drehzahlbegrenzungseinrichtung 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 Motordrehzahl nach Maßgabe der jeweils eingeschalteten Übersetzungsstufe umfassen kann.
Eine besonders einfache Handhabung ist gewährleistet, wenn ein auf die Schaltstellung des Wechselgetriebes ansprechender Sensor zur Ansteuerung der Drehzahlbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist.
Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht wird erreicht, wenn eine auf Fernsteuersignale einer Pumpenfernsteuerung ansprechende Schalteinrichtung zur Fernschaltung des Wechselgetriebes und zur entsprechenden Ansteuerung der Drehzahlbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist. Anstelle oder in Verbindung mit der Fernschaltung kann auch eine Steuereinrichtung zur automatischen Umschaltung der Übersetzungsstufen und der zugehörigen maximalen Motordrehzahlen vorgesehen werden, die entweder auf das Unterschreiten oder Überschreiten eines vorgegebenen Pumpendrucks oder einer vorgegebenen Mindestdrehzahl oder einer hieraus abgeleiteten Meßgröße anspricht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels 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 fahrbaren 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 angeordneten 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 Knickgelenken 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 Hydrozylinder 30, die mit ihren freien zylinderseitigen und stangenseitigen Enden an Auslegern bzw. Umlegebügeln der Mastarme 1 bis 5 und des Drehlagerbocks 16 angelenkt sind.
Der unter dem Führerhaus 14 angeordnete Fahrzeugmotor 40 ist über das Wechselgetriebe 42 sowohl für den Fahrantrieb als auch für den Antrieb der Betonpumpe 24 bestimmt. Zu diesem Zweck ist im Bereich des Kardanwellenstrangs 44 ein eingangsseitig mit der Abtriebswelle 46 des Wechselgetriebes 42 verbundenes Verteilergetriebe 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 Hydraulikpumpen 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 Umsteuerzylinder für die Rohrweiche 26 angeschlossen ist.
Zur Ansteuerung der Hydraulikpumpen 54 im Pumpbetrieb weist das Wechselgetriebe 42 zwei ausgewählte Übersetzungsstufen auf, von denen die eine mit direkter Übersetzung (i=1) und die andere als Overdrive mit Übersetzung ins Schnelle (i<1) ausgestaltet ist. Die Umschaltung erfolgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel über einen Schalthebel 62 oder eine Steuereinrichtung 64. Die Steuereinrichtung 64 kann entweder als kabelgebundenes oder drahtloses Fernsteuergerät ausgebildet sein, das beispielsweise in einer Fernbedienungseinrichtung für die Betonpumpe untergebracht ist. Andererseits kann sie auch als Schaltautomatik ausgebildet sein, die beispielsweise auf die über die Signalleitung 66 abgegriffene 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 mechanische oder elektronische Drehzahlbegrenzungseinrichtung 70 vorgesehen, die nach Maßgabe der beispielsweise am Schalthebel 62 abgegriffenen Schaltstellung des Wechselgetriebes 40 eine unterschiedliche maximale Motordrehzahl einstellt. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß unabhängig von der eingeschalteten Übersetzungsstufe (Gang) die Hydraulikpumpen 54 über das Verteilergetriebe 48 mit der jeweils gleichen maximalen Pumpdrehzahl antreibbar sind. Die auf die Nenndrehzahl des Fahrzeugmotors 40 abgestimmte höhere maximale Motordrehzahl von beispielsweise 1800 Umdrehungen pro Minute im direkten Gang ermöglicht zwar eine höhere Leistungsabnahme, verursacht jedoch eine höhere Schallemission und einen höheren Kraftstoffverbrauch. Bei der niedrigeren maximalen Motordrehzahl im Overdrive von z. B. 1350 Umdrehungen pro Minute wird die Schallemission und der Verbrauch auf Kosten einer Leistungsabnahme reduziert. 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 Lärmschutzgebieten 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 Verringerung 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 Nenndrehzahl des Motors erlaubt, während die Motordrehzahl im schnellsten Gang auf einen gegenüber der Nenndrehzahl niedrigeren Wert begrenzt wird.
Eine weitere Möglichkeit, die Betonpumpe mit verschiedenen Motordrehzahlen bei gleichbleibender maximaler Fördermenge zu betreiben besteht auch dann, wenn die Hydraulikpumpe über einen schaltbaren Nebenabtrieb des Wechselgetriebes anstelle des Verteilergetriebes angetrieben wird. In diesem Falle ist die Drehzahlbegrenzung im Sinne der vorstehenden Ausführungen an die Übersetzungen des Nebenabtriebes anzupassen.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung 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 Dickstoffpumpe 24 sowie einer Drehzahlbegrenzungseinrichtung zur Einstellung einer maximalen Motordrehzahl beim Pumpbetrieb. Um wahlweise auch bei geringer Geräuschemission einen optimalen Pumpbetrieb zu gewährleisten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Wechselgetriebe mindestens zwei Übersetzungsstufen aufweist, bei deren Einschaltung unterschiedliche maximale Motordrehzahlen über die Drehzahlbegrenzungseinrichtung 70 einstellbar sind.