Die Erfindung betrifft ein Anthebssystem zum Antrieb eines Brechers einer Materialzerkleinerungsanlage mit einem Hauptantrieb und einem von dem Hauptantrieb angetriebenen Verteilergetriebe, wobei das Verteilergetriebe zumindest einen Generator und eine schaltbar mit dem Verteilergetriebe verbundene erste Hydraulikpumpe antreibt.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines Brechers einer Materialzerkleinerungsanlage mit einem den Brecher antreibenden Antriebssystem, wobei das Antriebssystem zumindest einen Hauptantrieb und ein Verteilergetriebe aufweist. Solche Brecher werden in Materialzerkleinerungsanlagen als mobile oder stationäre Einheiten zur Zerkleinerung, beispielsweise von Naturstein oder von Recyclingmaterialien, wie Beton, Ziegeln, Bauschutt und dergleichen, eingesetzt. Das auf eine vorgegebene Größe zu zerkleinernde Material wird dem Brecher zugeführt. Dieser kann als Prallbrecher ausgebildet sein. Bei einem solchen Prallbrecher wird das Brechgut von einem schnell laufenden Rotor erfasst, beschleunigt und so lange auf ein feststehendes Prallwerk geschleudert, bis es auf die gewünschte Korngröße zerkleinert ist. Bei einem Kegelbrecher findet die Zerkleinerung in einem sich umlaufend öffnenden und schließenden Brechspalt zwischen einem Brechmantel und deinem Brechkegel statt. Dabei rotiert der Brechkegel auf einer exzentrisch verlaufenden Bahn. Ebenfalls verwendet werden Backenbrecher, bei denen die Zerkleinerung des Brechtguts in einem keilförmigen Schlitz zwischen einer festen und einer von einer Exzenterwelle bewegten Brechbacke erfolgt.

Gemeinsam ist solchen Brechern, dass sie hohe Kräfte zum Zerkleinern der Materialien aufbringen müssen. Sie sind entsprechend mechanisch stabil ausgeführt. Dies führt zu großen zu bewegenden Massen mit entsprechend großen Massenträgheitsmomenten. Der Antrieb der Brecher erfolgt über daran angepasste, leistungsstarke Antriebe, ggf. unter Zwischenschaltung einer mechanischen Übersetzung. Um ein Starten des Antriebs, der beispielsweise als Dieselmotor ausgeführt ist, zu ermöglichen, ist zwischen dem Antrieb und dem Brecher eine Kupplung, beispielsweise eine kraftschlüssige Kupplung, vorgesehen, durch welche die Moment- und Leistungsübertragung unterbrochen und geschlossen werden kann. Die Kupplung kann auch im Falle einer Blockade des Brechers betätigt werden. Das Anfahren des Brechers führt zu einer hohen mechanischen und thermischen Belastung der Kupplung, wenn diese geschlossen und die Drehzahl des Brechers langsam an die Drehzahl des Antriebs oder einer Getriebeabgangswelle eines zwischengeschalteten Getriebes angepasst wird.

Die DE 1020151 18398 A1 beschreibt eine Antriebseinrichtung und eine Arbeitsmaschineneinrichtung sowie ein Verfahren zum Anfahren der Antriebseinrichtung und der Arbeitsmaschineneinrichtung. Die Arbeitsmaschine kann dabei ein Brecher sein, der über einen Riemenantrieb von der Antriebseinrichtung angetrieben wird. Ein beispielsweise als Dieselmotor ausgebildeter Hauptantrieb ist über eine Getriebeeingangswelle mit einem Getriebe verbunden. Dem Getriebe ist eine schaltbare Kupplung nachgeschaltet, von der es über eine Getriebeabgangswelle mit dem Riemenantrieb verbunden ist. Durch Betätigung der schaltbaren Kupplung kann der Drehmomentfluss zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeabgangswelle unterbrochen bzw. verbunden werden. Die Kupplung kann beispielsweise mittels hydraulischem oder pneumatischem Druck, elektromagnetischer Kraft, Federkraft oder mechanischer Betätigung geschaltet werden. Der Antriebseinrichtung bzw. der Arbeitsmaschineneinrichtung ist ein Hilfsantrieb zugeordnet, welcher zum Antrieb der Getriebeabgangswelle eingerichtet ist. Zum Anfahren der Antriebseinrichtung bzw. der Arbeitsmaschineneinrichtung kann bei geöffneter Kupplung der Hauptantrieb gestartet und auf eine vorgegebene Drehzahl hochgefahren werden. Gleichzeitig kann der Hilfsantrieb die Getriebewelle und damit die Arbeitsmaschine auf eine vorgegebene Einschaltdrehzahl beschleunigen. Ist diese erreicht, wird die Kupplung geschlossen und der Hilfsantrieb abgeschaltet. Die Arbeitsmaschine wird dann von dem Hauptantrieb angetrieben. An dem Getriebe sind direkt oder über jeweilige Kupplungen schaltbar Hydraulikpumpen angeschlossen, welche von dem Hauptantrieb über das Getriebe angetrieben werden.

Durch den Hilfsantrieb wird demnach die hohe Masse der Arbeitsmaschine beschleunigt, bevor diese an den Hauptantrieb angekoppelt wird. Dadurch kann eine hohe Belastung der Kupplung beim Schließen der Kupplung vermieden werden. Nachteilig ist jedoch neben dem Hauptantrieb zwingend ein weiterer Antrieb (Hilfsantrieb) erforderlich. Dies führt zu einem erhöhten Bauteilebedarf und damit einem erhöhten Kostenaufwand. Weiterhin muss innerhalb der Arbeitsmaschineneinrichtung entsprechend Raum für den Hilfsantrieb vorgesehen werden, was insbesondere bei räumlich beengt ausgeführten, mobilen Arbeitsmaschineneinrichtungen nicht immer möglich ist.

Aus der EP 2 500 100 A1 sind eine Antriebseinrichtung für eine Arbeitsmaschineneinrichtung sowie die zugehörige Arbeitsmaschineneinrichtung bekannt. Die Antriebseinrichtung umfasst zumindest ein Antriebsmittel, ein Pumpenverteilergetriebe, eine Hydraulikpumpe, eine Strömungskupplung und eine Keilscheibe. Das Antriebsmittel treibt das Pumpenverteilergetriebe und darüber die Hydraulikpumpe und die Keilscheibe an. Zwischen dem Pumpenverteilergetriebe und der Keilscheibe sind eine Schaltkupplung und die Strömungskupplung zwischengeschaltet. Der Strömungskupplung ist die Schaltkupplung vorgeschaltet. Bei der anzutreibenden Arbeitsmaschine kann es sich beispielsweise um einen Brecher einer Baumaschine handeln. Die Arbeitsmaschine weist somit eine hohe Massenträgheit auf. Die schaltbare Kupplung dient der Unterbrechung bzw. der Verbindung des Drehmomentenflusses zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeabgangswelle des Pumpenverteilergetriebes. Sie kann durch hydraulischen oder pneumatischen Druck, durch eine elektromagnetische Kraft, eine Federkraft oder eine mechanische Betätigung geschaltet werden. Die in Reihe zu der schaltbaren Kupplung angeordnete Strömungskupplung arbeitet nach dem Föttinger- Prinzip. Durch die Strömungskupplung können die nachfolgenden Bauteile, welche eine hohe Massenträgheit aufweisen, bei geringer Belastung der Schaltkupplung schonend beschleunigt werden. Nachteilig bei dieser Anordnung ist es, dass zwei Kupplungen, nämlich die Schaltkupplung und die Strömungskupplung, vorgesehen sind. Dies führt zu erhöhten Herstellung- sowie Betriebs- und Wartungskosten der Arbeitsmaschineneinrichtung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Antriebssystem für einen Brecher bereitzustellen, welches bei reduzierter Anzahl erforderlicher Komponenten ein schonendes Anfahren des Brechers sowie eine Unterbrechung der Moment- und Leistungsübertragung ermöglicht.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb eines Brechers bereitzustellen.

Die das Antriebssystem betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in die Übertragungsstrecke von dem Verteilergetriebe zu dem Brecher eine schaltbare Fluidkupplung geschaltet ist, dass die schaltbare Fluidkupplung und eine Pumpe in einem Pumpkreislauf strömungstechnisch miteinander verbunden sind und dass der schaltbaren Fluidkupplung mittels der Pumpe ein Fluid zuführbar ist. Durch Öffnen der schaltbaren Fluidkupplung kann die Moment- und Leistungsübertragung von dem Hauptantrieb zu dem Brecher unterbrochen werden. Dies ermöglicht den Start des Hauptantriebs ohne Leistungsabgabe an den Brecher. Durch Schließen der schaltbaren Fluidkupplung wird das Moment und/oder die Leistung von dem Hauptantrieb über das Verteilergetriebe zu dem Brecher geleitet. Die schaltbare Fluidkupplung ermöglicht dabei einen sanften Anlauf des Brechers. Extreme Lastspitzen und Drehschwingungen werden von der schaltbaren Fluidkupplung abgefangen. Bei Überlast- oder Blockadesituationen kann die schaltbare Fluidkupplung schnell geöffnet werden. Es ergibt sich so ein wirkungsvoller Überlastschutz. Die schaltbare Fluidkupplung vereint so die Vorteile einer schaltbaren, kraftschlüssigen Kupplung und einer nachfolgend angeordneten, nicht schaltbaren Fluidkupplung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, in einem Bauteil.

Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Moment- und/oder Leistungsübertragung der schaltbaren Fluidkupplung durch Einstellen der Füllmenge des Fluids in der schaltbaren Fluidkupplung einstellbar ist. Neben dem reinen Schaltvorgang für die Moment- und Leistungsübertragung kann so durch entsprechende Einstellung des Füllstandes des Fluid in der schaltbaren Fluidkupplung vorgegeben werden, welches Drehmoment von der Kupplung ohne Schlupf bzw. mit minimalem Schlupf übertragen wird. Dabei ermöglicht ein höherer Füllstand die Übertragung eines größeren Drehmoments.

Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass in einem ersten Betriebszustand des Antriebssystems der der Fluidkupplung zugeführte Volumenstrom des Fluids größer ist als der abgeführte Volumenstrom, dass in einem zweiten Betriebszustand des Antriebssystems der Volumenstrom des zugeführten und des abgeführten Fluids gleich groß ist und dass in einem dritten Betriebszustand der der Fluidkupplung zugeführte Volumenstrom kleiner ist als der abgeführte Volumenstrom. Dabei kann der Zu- bzw. Ablauf des Fluids in die bzw. aus der Pumpe auch jeweils vollständig unterbrochen sein. Ist der der Fluidkupplung zugeführte Volumenstronn größer als der abgeführte, so steigt der Füllstand innerhalb der schaltbaren Fluidkupplung. Dadurch kann von der schaltbaren Fluidkupplung ein größeres Drehmoment übertragen werden. Sind der zugeführte und der abgeführte Volumenstrom gleich groß, bleibt das von der Fluidkupplung übertragbare Drehmoment gleich. Für die zu- und abgeführten Volumenströme kann dabei jeweils ein Volumenstrom von 0 m ³ /min oder ein von 0 m ³ /min abweichender, jedoch gleicher Volumenstrom vorgesehen werden. Ist der abgeführte Volumenstrom größer als der zugeführte Volumenstrom gewählt, so kann das übertragbare Drehmoment reduziert werden. Dabei kann bei einer vollständigen oder zumindest annähernd vollständigen Entleerung der schaltbaren Fluidkupplung die Moment- und/oder Leistungsübertragung unterbrochen werden.

Eine einfache und zuverlässige Unterbrechung des Zu- oder Abflusses des Fluids zu bzw. von der schalbaren Fluidkupplung kann dadurch erreicht werden, dass zumindest ein Ventil zur Unterbrechung der Strömung in dem Pumpkreislauf des Fluids angeordnet ist. Ist es beispielsweise vorgesehen, dass ein Ventil in der Zuleitung der schaltbaren Fluidkupplung angeordnet ist, so kann die Zuführung des Fluids zu der schaltbaren Fluidkupplung unterbrochen werden. Bei gleichbleibendem Abfluss des Fluids aus der schaltbaren Fluidkupplung kann auf diese Weise der Füllstand des Fluids innerhalb der schaltbaren Fluidkupplung schnell reduziert und damit die Moment- bzw. Leistungsübertragung reduziert oder unterbrochen werden.

Vorteilhaft kann es vorgesehen sein, dass die Pumpe von dem Verteilergetriebe angetrieben wird oder dass die Pumpe von der Antriebswelle des Hauptantriebs angetrieben wird. Die Pumpe wird so bei laufendem Hauptantrieb unabhängig von dem Füllstand der schaltbaren Fluidkupplung stetig angetrieben. Dadurch kann der Füllstand der schaltbaren Fluidkupplung in allen Betriebssituationen, in denen der Hauptantrieb läuft, eingestellt werden. Eine von dem Verteilergetriebe angetriebene Pumpe ist besser zugängig, wodurch die Montage und die Wartung vereinfacht werden.

Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die schaltbare Fluidkupplung Bohrungen aufweist, durch welche das Fluid auf Grund der innerhalb der schaltbaren Fluidkupplung vorliegenden Zentrifugalkraft aus der schaltbaren Fluidkupplung geleitet und nachfolgend zur Pumpe geführt wird. Bei drehendem Hauptantrieb und damit drehender schaltbare Fluidkupplung wird auf diese Weise permanent Fluid aus der schaltbaren Fluidkupplung abgeleitet. Der Füllstand innerhalb der schaltbaren Fluidkupplung kann durch Steuerung des Fluidzuflusses eingestellt werden.

Um den Füllstand innerhalb der schaltbaren Fluidkupplung erhöhen zu können kann es vorgesehen sein, dass die Fördermenge der Pumpe größer als der durch die Zentrifugalkraft bewirkte Volumenstrom durch die Bohrungen der schaltbaren Fluidkupplung ist. Damit ist es möglich, trotz permanentem Abfluss des Fluids aus der schaltbaren Fluidkupplung den Füllstand des Fluids innerhalb der schaltbaren Fluidkupplung zu erhöhen. Durch Reduzierung der Fördermenge der Pumpe kann der Füllstand innerhalb der schaltbaren Fluidkupplung verringert werden. Besonders vorteilhaft kann der Zufluss des Fluids zu der schaltbaren Fluidkupplung durch ein Ventil, welches zwischen der Pumpe und der schaltbaren Fluidkupplung angeordnet ist, gesteuert oder geregelt werden. Die Pumpe kann dann mit konstanter Pumpleistung betrieben werden. Die Einstellung des Füllstandes erfolgt durch entsprechende Steuerung bzw. Regelung des der schaltbaren Fluidkupplung zugeführten Volumenstroms mittels des Ventils. Im einfachsten Fall kann ein Schaltventil mit binärem Schaltverhalten vorgesehen sein, welches zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung umschaltbar ist. Durch Öffnen des Ventils wird der Füllstand in der schaltbaren Fluidkupplung und damit deren Fähigkeit zur Moment- und Leistungsübertragung erhöht. Durch Schließen des Ventils wird der Füllstand entsprechend dem Abfluss des Fluids aus der schaltbaren Fluidkupplung schnell verringert. Dies ermöglicht beispielsweise eine schnelle Unterbrechung der Moment- und/oder Leistungsübertragung im Falle einer Blockade des Brechers. Mit einem Schaltventil kann einfach ein minimaler und ein maximaler Füllstand in der schaltbaren Fluidkupplung eingestellt werden. Es ist auch denkbar, durch eine entsprechend getaktete Ansteuerung des Schaltventils Zwischen-Füllstände und somit ein gewünschtes Moment- bzw. Leistungs-Übertragungsvermögen der schaltbaren Fluidkupplung einzustellen. Es ist auch möglich, ein Proportionalventil in der Förderstrecke zwischen der Pumpe und der schaltbaren Fluidkupplung vorzusehen. Mit einem solchen Proportionalventil kann der Füllstand der schaltbaren Fluidkupplung einfach auf einen maximalen, einen minimalen sowie auf dazwischen angeordnete Füllstände eingestellt werden.

Um im Falle einer Überlast- oder Blockadesituation des Brechers die Moment- und/oder Leistungsübertragung von dem Hauptantrieb zu dem Brecher schnell zu unterbrechen und dadurch ein Absterben des Hauptantriebs oder eine Beschädigung der blockierten Komponenten des Antriebssystems oder des Brechers zu vermeiden kann es vorgesehen sein, dass dem Antriebssystem eine Steuereinheit zugeordnet ist und dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine Überlastung und/oder eine Blockade des Brechers zu erkennen und bei einer erkannten Überlastung und/oder Blockade ein Steuersignal, welches eine Abschaltung der Pumpe und/oder eine Unterbrechung der Fluidzufuhr zu der schaltbaren Fluidkupplung bewirkt, auszugeben.

Ein sicherer Start des Hauptantriebs sowie ein sanftes Anfahren des Brechers kann dadurch erreicht werden, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Pumpe und/oder das Ventil derart anzusteuern, dass die Füllmenge des Fluids in der schaltbaren Fluidkupplung beim Hochfahren der Drehzahl des Hauptantriebs nach dessen Start und/oder beim Hochfahren der Drehzahl des Brechers ansteigt. Durch den Anstieg der Füllmenge wird die Moment- und/oder Leistungsübertragung der schaltbaren Fluidkupplung stetig erhöht, wodurch eine Überlastung des Hauptantriebs sicher vermieden wird. Vorzugsweise erfolgt die vollständige Befüllung der zuvor entleerten, schaltbaren Fluidkupplung in einem Zeitraum von 5 bis 60s, besonders bevorzugt in einem Zeitraum von 10 bis 20s.

Um weitere Aggregate, beispielsweise einen Hydraulikmotor zur Fortbewegung einer mobilen Materialzerkleinerungsanlage, in welche die Antriebseinheit und der Brecher integriert sind, antreiben zu können kann es vorgesehen sein, dass zumindest eine zweite Hydraulikpumpe nicht schaltbar mit dem Verteilergetriebe verbunden und von diesem angetrieben ist. Besonders vorteilhaft kann es vorgesehen sein, dass das Ant ebssystem den Brecher über einen Riemenantrieb antreibt und dass eine Antriebsriemenscheibe des Riemenantriebs mit der schaltbaren Fluidkupplung des Antriebssystems verbunden ist. Der Riemenantrieb kann das Moment bzw. die Leistung über eine ausreichend große Strecke von dem Verteilergetriebe zu dem Brecher übertragen. Es ermöglicht die Einstellung eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses, gleicht Stoßbelastungen aus und ist einfach zu montieren und zu warten. Es ist jedoch auch denkbar, andere Übertragungselemente zwischen dem Antriebssystem und dem Brecher vorzusehen, beispielsweise ein Zahnradgetriebe, ein Kettenantrieb, eine Welle oder dergleichen.

Ist es vorgesehen, dass dem Antriebssystem ein Hilfsantrieb zugeordnet ist, der in Kraftübertragungsrichtung des Hauptantriebs nach der schaltbaren Fluidkupplung mittelbar oder unmittelbar mit dem Brecher in Wirkverbindung steht, so kann, beispielsweise im Falle einer Blockade oder zur Wartung, der Brecher in gegenüber der Arbeitsrichtung umgedrehter Richtung betrieben werden. Auch ist es denkbar, dass Anfahren des Brechers mit dem Hilfsantrieb zu unterstützen.

Eine einfache Ausgestaltung des Hilfsantriebs kann dadurch gereicht werden, dass der Hilfsantrieb als Hydraulikmotor ausgebildet ist und dass der Hydraulikmotor durch eine von dem Verteilergetriebe angetriebenen Hydraulikpumpe angetrieben wird. Die Energieversorgung des Hilfsantriebs ist somit durch den Hauptantrieb gegeben.

Eine übermäßige Erwärmung des Fluid kann dadurch vermieden werden, dass in dem Pumpkreislauf des Fluids der schaltbaren Fluidkupplung ein Kühler angeordnet ist, der von dem Fluid durchströmt wird. Dies stellt einen großen Vorteil gegenüber nicht schaltbaren, konstant gefüllten Fluidkupplung in da, bei denen eine effiziente Kühlung des verwendeten Fluids nicht oder nur eingeschränkt möglich ist.

Um durch entsprechende Variation des Zu- und/oder Ablaufes des Fluids in die und aus der schaltbaren Fluidkupplung die Einstellung des Füllstandes des Fluids innerhalb der schaltbaren Fluidkupplung zu ermöglichen kann es vorgesehen sein, dass in dem Pumpkreislauf des Fluids, insbesondere im Rückfluss des Fluids von der schaltbaren Fluidkupplung zu der Pumpe, ein Zwischenspeicher für das Fluid angeordnet ist. Bei beispielsweise einer Unterbrechung des Zulaufes zu der schaltbaren Fluidkupplung kann das Fluid aus der schaltbaren Fluidkupplung ablaufen und wird in dem Zwischenspeicher aufgefangen. Die schaltbare Fluidkupplung kann so entleert werden. Entsprechend kann zum Füllen der schaltbaren Fluidkupplung Fluid aus dem Zwischenspeicher entnommen und der schaltbaren Fluidkupplung zugeführt werden.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass zwischen dem Verteilergetriebe und dem Brecher eine schaltbare Fluidkupplung angeordnet ist, dass der Füllstand des Fluids in der schaltbaren Fluidkupplung bei einer Blockade des Brechers und/oder zum Starten des Hauptantriebs verringert wird und dass der Füllstand des Fluids während des Anfahrens des Brechers erhöht wird. Durch das Verringern des Füllstandes kann die Moment- und/oder Leistungsübertragung der schaltbaren Fluidkupplung beeinflusst werden. Durch Ablassen des Fluids aus der schaltbaren Fluidkupplung kann die Moment- und/oder Leistungsübertragung vollständig unterbrochen werden. Dies ermöglicht den Start und das Hochlaufen des Hauptantriebs, der beispielsweise als Dieselmotor ausgebildet sein kann. Durch Anheben des Füllstandes innerhalb der schaltbaren Fluidkupplung kann ihre Moment- und/oder Leistungsübertragung kontinuierlich erhöht werden. Dies ermöglicht einen sanften Anlauf des Brechers. Im Falle einer Überlastung oder Blockade des Brechers kann das Fluid schnell aus der schaltbaren Fluidkupplung abgeführt werden. Dadurch wird die Moment- und/oder Leistungsübertragung reduziert bzw. unterbrochen. Durch diese Maßnahme kann ein Absterben des Hauptantriebs vermieden und eine Beschädigung des Hauptantriebs, des Brechers oder einer sonstigen Komponente im Falle einer Blockade vermieden werden. Die schaltbare Fluidkupplung übernimmt somit die Aufgabe einer bekannten Kombination aus einer Schaltkupplung und einer nachgeschalteten, konstant gefüllten Strömungskupplung.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Antriebssystem für einen Brecher und Figur 2 das in Figur 1 gezeigte Anthebssystem mit einem zusätzlichen

Hilfsantrieb.

Figur 1 zeigt ein Antriebssystem 1 für einen Brecher 50. Der Brecher 50 dient der Materialzerkleinerung, insbesondere von Gesteinsgut wie Naturstein, Beton, Ziegeln, Bauschutt und dergleichen. Er ist vorliegend als Prallbrecher ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, andersartige Brecher vorzusehen, beispielsweise Kegelbrecher, Backenbrecher und dergleichen.

Der Brecher 50 und das Antriebssystem 1 sind vorliegend Teil einer nicht dargestellten, mobilen Brechanlage. Zum Antrieb des Brechers 50 ist ein Hauptantrieb 2 vorgesehen. Dieser ist mit einem Verteilergetriebe 10 verbunden. Dabei ist der Hauptantrieb 2 über eine entsprechende Antriebswelle mit einem ersten Zahnrad 12.1 des Verteilergetriebes 10 gekoppelt. In einem Gehäuse 1 1 des Verteilergetriebes 10 sind weitere ineinandergreifende Zahnräder 12.1 , 12.2, 12.3 angeordnet. Von dem Verteilergetriebe 10 sind vorliegend eine erste Hydraulikpumpe 21 und ein Generator 20 angetrieben. Dazu ist die erste Hydraulikpumpe 21 über eine Schaltkupplung 13 an ein zweites Zahnrad 12.2 des Verteilergetriebes 10 angeschlossen. Der Generator 20 ist über ein Verbindungselement 20.1 mit einem dritten Zahnrad 12.3 des Verteilergetriebes 10 verbunden. Bei dem Verbindungselement 20.1 kann es sich um eine Gelenkwelle oder eine Kupplung handeln.

Von dem Verteilergetriebe 10 ist eine Antriebsriemenscheibe 41 eines Riemenantriebs 40 angetrieben. Dabei ist in der Übertragung von dem Hauptantrieb 2 zu dem Riemenantrieb 40 eine Übersetzung mit einem Übersetzungsverhältnis von eins vorgegeben. In die Moment- und/oder Leistungs-Übertragungsstrecke von dem Verteilergetriebe 10 zu der Antriebsriemenscheibe 41 ist eine schaltbare Fluidkupplung 30 zwischengeschaltet. Der schaltbaren Fluidkupplung 30 ist eine Pumpe 31 zugeordnet. Die schaltbare Fluidkupplung 30 und die Pumpe 31 sind in einem Pumpkreislauf strömungstechnisch miteinander verbunden. In dem Pumpkreislauf ist ein Fluid geführt. Innerhalb des Pumpkreislaufes ist ein Kühler 33 angeordnet. Weiterhin ist in dem Pumpkreislauf ein Zwischenspeicher 34 zur Aufnahme des in dem Pumpkreislauf geführten Fluids vorgesehen. Ausgangsseitig ist die schaltbare Fluidkupplung 30 über eine Abtriebswelle 32 mit der Antriebsriemenscheibe 41 verbunden.

Die Antriebsriemenscheibe 41 treibt über einen Riementrieb 42 eine Abtriebsriemenscheibe 43 des Riemenantriebs 40 an. Eine Welle 51 verbindet die Abtriebsriemenscheibe 43 mit dem Brecher 50.

Der Hauptantrieb 2 ist vorliegend als Dieselmotor ausgebildet. Es können jedoch auch andere Motorarten vorgesehen sein, beispielsweise ein Elektromotor.

Die schaltbare Fluidkupplung arbeitet nach dem Föttinger-Prinzip. Der Hauptantrieb 2 treibt über das Verteilergetriebe 10 ein nicht gezeigtes Pumpenrad der schaltbaren Fluidkupplung 30 an. Das Pumpenrad fördert ein Fluid, vorzugsweise ein Öl, zu einem Turbinenrad der schaltbaren Fluidkupplung 30 und treibt dieses an. Das Turbinenrad ist mit der Abtriebswelle 32 verbunden. Die Abtriebswelle 32 wird somit von dem Turbinenrad angetrieben. Die Drehbewegung der Abtriebswelle 32 wird über die Antriebsriemenscheibe 41 und den Riementrieb 42 auf die Abtriebsriemenscheibe 43 des Riemenantriebs 40 übertragen. Diese treibt über die Welle 51 den Brecher 50 an.

Die Menge des in der schaltbaren Fluidkupplung 30 vorrätigen Fluids ist nicht konstant. Sie kann gezielt eingestellt werden. Durch Veränderung des Füllstandes des Fluids in der schaltbaren Fluidkupplung 30 kann deren Vermögen zur Moment- und/oder Leistungsübertragung verändert werden. Bei vollständig oder nahezu vollständig entleerter schaltbarer Fluidkupplung 30 wird von ihr kein Moment und/oder keine Leistung übertragen. Der Brecher 50 ist dann von dem Hauptantrieb 2 und dem Verteilergetriebe 10 abgekoppelt. Bei vollständig gefüllter schaltbarer Fluidkupplung 30 können Drehmomente und/oder Leistungen mit einem Wirkungsgrad von größer 95 % übertragen werden. Dabei weist die schaltbare Fluidkupplung 30 nur einen geringen Schlupf auf. Bei einer teilbefüllten schaltbaren Fluidkupplung 30 ist ihr Vermögen zur Moment- und/oder Leistungsübertragung eingeschränkt. Je höher der Füllstand des Fluids in der schaltbaren Fluidkupplung 30 ist, desto mehr Leistung und/oder Drehmoment kann die schaltbare Fluidkupplung 30 ohne Schlupf oder mit nur geringem Schlupf übertragen. Dabei bildet sich aufgrund der Zentrifugalkräfte ein Fluid-Ring an der Außenseite der schaltbaren Fluidkupplung 30 aus, welcher das Turbinenrad antreibt.

Die Pumpe 31 ist vorliegend als Zahnradpumpe ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, andere Pumpenarten zu verwenden. Die Pumpe 31 fördert das Fluid in die schaltbare Fluidkupplung 30. Am äußeren Umfang der schaltbaren Fluidkupplung 30 sind Bohrungen angebracht. Aufgrund der herrschenden Fliehkräfte fließt das Fluid stetig durch die Bohrungen aus der schaltbaren Fluidkupplung 30 ab. Die schaltbare Fluidkupplung 30 wird somit bei laufendem Hauptantrieb 2 und damit Verteilergetriebe 10 stetig entleert. Die Pumpe 31 ist derart ausgebildet, dass sie mehr Fluid in die schaltbare Fluidkupplung 30 einpumpt, als durch die Bohrungen aus dieser abfließt. Durch Einschalten der Pumpe 31 kann somit ein Befüllen der schaltbaren Fluidkupplung 30 erreicht werden. Entsprechend kann durch Abschalten der Pumpe 31 ein Entleervorgang der schaltbaren Fluidkupplung 30 eingeleitet werden.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Pumpe 31 dauerhaft mit dem Verteilergetriebe 10 verbunden und bei laufendem Hauptantrieb 2 von diesem angetrieben. Zwischen dem Ausgang der Pumpe 31 und dem Eingang der schaltbaren Fluidkupplung 30 ist ein nicht dargestelltes Ventil in dem Pumpkreislauf angeordnet. Mit Hilfe des Ventils kann der Fluidzufluss zu der schaltbaren Fluidkupplung 30 unterbrochen oder aufrechterhalten werden. Das Ventil ist vorliegend als Magnetventil ausgebildet. Es weist zwei Schaltstellung, nämlich eine geöffnete und eine geschlossene Stellung, auf. Bei geöffnetem Ventil wird die schaltbare Fluidkupplung 30 gefüllt und bei geschlossenem Ventil, bedingt durch den Abfluss des Fluids aus den Bohrungen der schaltbaren Fluidkupplung 30, geleert. Dabei dient der Zwischenspeicher 34 zur Aufnahme des aus der schaltbaren Fluidkupplung 30 abgeführten Fluids. Entsprechend wird bei offenem Ventil das Fluid von dem Zwischenspeicher 34 entnommen und zu der schaltbaren Fluidkupplung 30 gepumpt.

Anstelle des Schaltventils ist es auch denkbar, ein Proportionalventil im Zulauf der schaltbaren Fluidkupplung 30 in dem Pumpkreislauf vorzusehen. Mit Hilfe des Proportionalventils kann die Fluidzufuhr zu der schaltbaren Fluidkupplung 30 unterbrochen werden. Es ermöglicht es weiterhin, den der schaltbaren Fluidkupplung 30 zugeführten Volumenstrom an Fluid kontinuierlich vorzugeben. Damit können ein gewünschter Füllstand und damit ein gewünschtes Übertragungsverhalten der schaltbaren Fluidkupplung 30 eingestellt werden.

Auf Grund der hohen, von der schaltbaren Fluidkupplung 30 übertragenen Momente und/oder Leistungen und der damit verbundenen, hohen Belastung des Fluids wird dieses stark erwärmt. Dadurch ändern sich seine Viskosität und damit seine Übertragungseigenschaften. Erfindungsgemäß kann in dem Pumpkreislauf der Kühler 33 mittelbar oder unmittelbar der Fluidkupplung zugeordnet sein. Dieser bewirkt, dass die Temperatur des Fluids in einem vorgegebenen Temperaturbereich verbleibt und damit eine vorgegebene Viskosität nicht unterschritten wird. Die Übertragungseigenschaften der schaltbaren Fluidkupplung 30 bleiben somit erhalten. Dieser Kühler 33 kann insbesondere als separate Baueinheit ausgebildet sein. An ihm können neben der Fluidkupplung 30 auch andere zu kühlende Baugruppen angeschlossen sein.

Es ist denkbar, die schaltbare Fluidkupplung 30 ohne die beschriebenen Bohrungen auszubilden. Das Fluid kann dann von der Pumpe 31 aus der schaltbaren Fluidkupplung 30 abgesaugt werden. Auch ist es denkbar, zum Abpumpen des Fluids eine gesonderte Fluidpumpe vorzusehen. Zur Einstellung des Füllstandes können sowohl im Zulauf als auch im Ablauf der schaltbaren Fluidkupplung Ventile vorgesehen sein. Auch ist es möglich, den Füllstand in der schaltbaren Fluidkupplung 30 durch entsprechende Ansteuerung der Pumpe 31 oder der Pumpe 31 und der im Rücklauf angeordneten Fluidpumpe einzustellen. Der Startvorgang des Antriebssystems 1 erfolgt wie nachfolgend beschrieben. Zunächst wird der Hauptantrieb 2 bei leerer oder nahezu leerer schaltbare Fluidkupplung 30 gestartet und auf eine gewünschte Drehzahl hochgefahren. Dabei dreht das Pumpenrad der schaltbaren Fluidkupplung 30 mit. Ist die schaltbare Fluidkupplung 30, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, ohne zusätzliche Übersetzung mit dem Hauptantrieb 2 gekoppelt, so dreht das Pumpenrad mit der gleichen Drehzahl wie der Hauptantrieb 2. Es ist jedoch auch denkbar, zwischen dem Hauptantrieb 2 und der schaltbaren Fluidkupplung 30 eine Übersetzung ungleich 1 vorzusehen, sodass beide mit unterschiedlicher Drehzahl drehen. Auch die Pumpe 31 ist über das Verteilergetriebe 10 oder direkt von dem Hauptantrieb 2 angetrieben. Das zwischen der Pumpe 31 und dem Zulauf der schaltbaren Fluidkupplung 30 in dem Pumpkreislauf angeordnet Ventil ist geschlossen, sodass kein Fluid in die schaltbare Fluidkupplung 30 eingepumpt wird. Nachdem der Hauptantrieb 2 die gewünschte Drehzahl erreicht hat, wird Fluid in die schaltbare Fluidkupplung 30 gepumpt. Dazu wird das Ventil durch ein entsprechendes Steuersignal geöffnet. Da der der schaltbaren Fluidkupplung 30 zugeführte Volumenstrom an Fluid größer ist als der abgeführte Volumenstrom füllt sich die schaltbare Fluidkupplung 30 langsam. Dadurch steigt das von dem Pumpenrad auf das Turbinenrad übertragene Moment. Ist das Losbrechmoment des Abtriebsstranges erreicht, beginnen das Turbinenrad und der damit verbundene Abtriebsstrang zu drehen. Der Abtriebsstrang umfasst dabei alle der Abtriebswelle 32 nachfolgenden und bewegten Komponenten. Mit steigendem Füllstand wird das Turbinenrad langsam auf die Drehzahl des Pumpenrades beschleunigt. Dadurch steigt auch die Drehzahl des Brechers 50 langsam an. Sind die Drehzahl des Pumpenrates und des Turbinenrades gleich oder zumindest in etwa gleich, kann durch Erhöhen der Drehzahl des Hauptantriebs 2 die Drehzahl des Brechers 50 weiter erhöht werden.

Im Falle einer Überlastung oder Blockade des Brechers 50 wird der Füllstand in der schaltbaren Fluidkupplung 30 reduziert. Dazu wird bei einer erkannten Blockade oder Überlastung das zwischen der Pumpe 31 und der schaltbaren Fluidkupplung 30 vorgesehener Ventil geschlossen. Ohne Zufluss von Fluid entleert sich die schaltbare Fluidkupplung 30. Schon bei teilweise abgelassenem Fluid ist die Moment- und Leistungsübertragung der schaltbaren Fluidkupplung 30 deutlich reduziert ist. Dadurch wird bereits kurz nach dem Schließen des Ventils ein Schutz des blockierten Brechers 50 erreicht. Es wird ein Schlupf zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad ermöglicht, wodurch der Brecher 50 und der Hauptantrieb 2 teilweise entkoppelt sind. Eine Blockade des Brechers 50 führt somit schon bei teilweise abgelassenem Fluid nicht mehr zu einem Absterben des Hauptantriebs 2. Die schaltbare Fluidkupplung 30 ist derart konstruiert, dass sie sich ohne zugeführtes Fluid schnell entleert. Dadurch findet in kurzer Zeit eine Entkopplung des Turbinenrad von dem Pumpenrad statt.

Die schaltbare Fluidkupplung 30 verbindet demnach mehrere Funktionen in einem Bauteil. Beim Anlaufen des Brechers 50 dauert es einige Zeit, bis, bedingt durch den steigenden Füllstand und die hohe Viskosität des Fluids, das träge Turbinenrad mit dem daran gekoppelten Abtriebsstrang auf die Drehzahl der Antriebswelle 32 beschleunigt wird. Dies bewirkt einen sanften Anlauf des Brechers 50. Weiterhin werden die antreibenden Komponenten (Hauptantrieb 2, Antriebswelle, gegebenenfalls vorgesehene Drehschwingungskupplungen 3, 4 (siehe Figur 2), Verteilergetriebe 10 etc.) geschont, da sie in Rückwirkung von dem Brecher 50 durch die entkoppelnde Wirkung der schaltbaren Fluidkupplung 30 nicht schlagartig belastet werden. Die Moment- und/oder Leistungsübertragung von dem Hauptantrieb 2 zu dem Brecher 50 kann durch die schaltbare Fluidkupplung 30 unterbrochen werden. Dies ermöglicht den Start und das Hochfahren des Hauptantriebs 2. Es ermöglicht weiterhin eine schnelle Entkopplung des Hauptantriebs 2 von dem Brecher 50, beispielsweise bei einer Blockade oder Überlastung des Brechers 50. Eine Beschädigung des Brechers 50 und des Antriebssystems 1 kann so vermieden werden.

Figur 2 zeigt das in Figur 1 gezeigte Antriebssystem 1 mit einem zusätzlichen Hilfsantrieb 60. Zusätzlich sind im Vergleich zu dem in Figur 1 gezeigten Antriebssystems eine zweite, eine dritte und eine vierte Hydraulikpumpe 22, 23, 24 mit dem Verteilergetriebe 10 verbunden. Dabei sind die zweite und die vierte Hydraulikpumpe 22, 24 direkt an das dritte Zahnrad 12.3 des Verteilergetriebes 10 angekoppelt, während die erste und die dritte Hydraulikpumpe 21 , 23 über die Schaltkupplung 13 an- und abschaltbar an das zweite Zahnrad 12.2 des Verteilergetriebes 10 angekoppelt sind. Der Hauptantrieb 2 und die schaltbare Fluidkupplung 30 sind jeweils über eine Drehschwingkupplung 3, 4 an dem Gehäuse 1 1 des Verteilergetriebes 10 befestigt. Die Drehschwingkupplungen 3, 4 wirken in Umfangsrichtung dämpfend und gleichen kleine Versätze in der Achsausrichtung aus.

Der Hilfsantrieb 60 ist vorliegend als Hydraulikmotor ausgebildet. Er wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von der schaltbaren dritten Hydraulikpumpe 23 angetrieben. Durch entsprechende Betätigung der Schaltkupplung 13 kann der Hilfsantrieb 60 ein- und ausgeschaltet werden. Der Hilfsantrieb 60 wirkt über eine Riemenscheibe 61 auf den Riementrieb 42 des Riemenantriebs 40. Bei entkoppelter schaltbarer Fluidkupplung 30 kann somit der Riemenantrieb 40 und dadurch der mit dem Riemenantrieb 40 verbundene Brecher 50 mit Hilfe des Hilfsantriebs 60 bewegt werden. Dadurch kann der Brecher 50 beispielsweise in eine geeignete Wartungsposition gedreht werden. Auch ist es möglich, den Brecher 50 entgegen seiner durch die Drehrichtung des Hauptantriebs 2 vorgegebenen Arbeitsrichtung zu drehen. Auf diese Weise kann beispielsweise eine zuvor erfolgte Blockade des Brechers 50 aufgehoben werden. Der Hilfsantrieb 60 kann auch dazu verwendet werden, dass Anfahren des Brechers 50 zu unterstützen. Dazu kann der Brecher 50 mit Hilfe des Hilfsantriebs 60 vor und/oder während des Befüllens der schaltbaren Fluidkupplung 30 auf eine vorgegebene Drehzahl beschleunigt werden.