CH703923A1

CH703923A1 - Mobile working machine.

Info

Publication number: CH703923A1
Application number: CH01676/10A
Authority: CH
Inventors: Gerd Dr Schlager; Marcus Dr Quasthoff
Original assignee: Liebherr Machines Bulle Sa
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2012-04-13
Also published as: EP2441611A1

Abstract

Mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Mobilkran, mit mindestens zwei Antriebseinheiten, insbesondere mit wenigstens einer Fahrantriebseinheit und wenigstens einer Arbeitsgerätantriebseinheit, wobei zumindest ein Teil der Systeme, Subsysteme und Antriebskomponenten der mindestens zwei Antriebseinheiten alternierend und/oder gemeinsam von den Antriebseinheiten nutzbar ist.Mobile work machine, in particular mobile crane, with at least two drive units, in particular with at least one drive unit and at least one implement drive unit, wherein at least a part of the systems, subsystems and drive components of the at least two drive units can be used alternately and / or jointly by the drive units.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere einen Mobilkran, mit mindestens zwei Antriebseinheiten. The invention relates to a mobile work machine, in particular a mobile crane, with at least two drive units.

[0002] Mobile Arbeitsmaschinen weisen zumindest einen Antrieb zur Fortbewegung des Fahrzeugs auf der Strasse oder im Gelände auf. Darüber hinaus benötigt ein montiertes Anbaugerät bzw. Arbeitsgerät ebenfalls Antriebskräfte für den ordnungsgemässen Betrieb. Ab einer bestimmten Traglastkapazität bzw. einer vorausgesetzten Reichweite sind in der Regel separate Antriebsaggregate für den Betrieb des Arbeitsgerätes und zum Verfahren der Arbeitsmaschinen zwingend notwendig. Mobile work machines have at least one drive for locomotion of the vehicle on the road or in the field. In addition, a mounted implement or implement also requires drive forces for proper operation. From a certain load capacity or a presumed range separate drive units for the operation of the implement and for moving the work machines are usually mandatory.

[0003] So ist beispielsweise bei einem Mobilkran mit Ober- und Unterwagen eine erste Verbrennungskraftmaschine im Unterwagen zur Bereitstellung der Traktionsleistung für den Fahrbetrieb des Mobilkrans integriert. Zum Bewegen des Drehkranzes sowie zum Bewirken einer Hubleistung am Kranarm und der Last wird eine separate sich im Oberwagen befindende Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. Die Verwendung von zwei separaten Verbrennungskraftmaschinen führt aber üblicherweise dazu, dass zahlreiche Systeme doppelt ausgeführt sind. For example, in a mobile crane with upper and lower car, a first internal combustion engine in the undercarriage for providing the traction power for driving the mobile crane integrated. To move the turntable and to effect a lifting power on the crane arm and the load, a separate internal combustion engine located in the superstructure is used. However, the use of two separate internal combustion engines usually results in numerous systems being duplicated.

[0004] Bei einem derartigen Mobilkran werden in der Regel beide Verbrennungskraftmaschinen niemals gleichzeitig in Betrieb genommen oder laufen zumindest nur kurzzeitig im zeitlichen Parallelbetrieb. In such a mobile crane usually both internal combustion engines are never put into operation at the same time or run at least only briefly in time parallel operation.

[0005] Eine Reduzierung des jeweils inaktiven Systems ist aber bisher nur bei einem sehr kleinen Mobilkran darstellbar. Hier wird üblicherweise der Mobilkran mit einer Verbrennungskraftmaschine im Oberwagen ausgestattet und der Fahrantrieb erfolgt hydrostatisch. Ein solcher Fahrantrieb bietet aber für höhere Geschwindigkeiten einen nur sehr geringen Wirkungsgrad. However, a reduction of each inactive system is so far only in a very small mobile crane representable. Here, the mobile crane is usually equipped with an internal combustion engine in the superstructure and the traction drive is hydrostatic. However, such a drive provides only very low efficiency for higher speeds.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine mobile Arbeitsmaschine mit wenigstens zwei Antriebseinheiten kostengünstiger zu produzieren und deren Energieverbrauch massgeblich zu reduzieren. Object of the present invention is therefore to produce a mobile machine with at least two drive units more cost-effective and to reduce their energy consumption significantly.

[0007] Diese Aufgabe wird durch eine mobile Arbeitsmaschine gemäss den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche 2 bis 11. This object is achieved by a mobile machine according to the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent subclaims 2 to 11.

[0008] Die im Folgenden beschriebenen Überlegungen beschränken sich nicht auf die Anwendung bei Mobilkranen, sondern können allgemein auf Systeme mit mehreren Antriebseinheiten angewendet werden. Beispielhaft seien Baumaschinen, Erdbewegungsmaschinen oder Hubgeräte genannt, die zumindest zwei Antriebseinheiten aufweisen. The considerations described below are not limited to the application in mobile cranes, but can generally be applied to systems with multiple drive units. By way of example, construction machines, earthmoving machines or lifting devices may be mentioned which have at least two drive units.

[0009] Die erfindungsgemässe Idee besteht nun darin, dass zumindest ein Teil der unterschiedlichen Systeme, Subsysteme und Antriebskomponenten der mindestens zwei Antriebseinheiten alternierend und/oder gemeinsam von beiden Antriebseinheiten nutzbar ist. Anstatt wie bisher üblich bei der Verwendung von mindestens zwei Antriebseinheiten bestimmte Systeme, Subsysteme oder Antriebskomponenten doppelt zu installieren, sind bestimmte Systeme, Subsysteme oder Antriebskomponenten lediglich einfach ausgeführt und werden alternierend und in Ausnahmefällen kurzzeitig durch zumindest zwei Antriebseinheiten im Betrieb genutzt. The idea according to the invention consists in the fact that at least part of the different systems, subsystems and drive components of the at least two drive units can be used alternately and / or jointly by the two drive units. Instead of double-installing certain systems, subsystems or drive components when using at least two drive units, certain systems, subsystems or drive components are simply designed and used alternately and in exceptional cases for a short time by at least two drive units in operation.

[0010] Die Reduzierung der erforderlichen Subsysteme und Komponenten führt zu einer spürbaren Produktionskostensenkung und zu einer Einsparung an Bauraum. Ferner lassen sich messbare Gewichtseinsparungen erzielen, was gleichfalls zu einer positiven Energiebilanz führt. Der Energieverbrauch sowie die Schadstoffemission können erheblich reduziert werden. The reduction of the required subsystems and components leads to a significant reduction in production costs and to a saving of space. Furthermore, measurable weight savings can be achieved, which also leads to a positive energy balance. Energy consumption and pollutant emission can be significantly reduced.

[0011] Die einzelnen Antriebseinheiten umfassen in üblicher Weise eine unbestimmte Anzahl an Motoren, Generatoren, Nebenaggregate, Kühlkomponenten, Energiespeicher oder Steuerelektronikmodule. The individual drive units comprise in the usual way an indefinite number of motors, generators, ancillaries, cooling components, energy storage or control electronics modules.

[0012] Bevorzugt ist zumindest eine Antriebseinheit als Verbrennungskraftantriebseinheit ausgeführt. Hierunter wird ein konventioneller Antrieb verstanden, der ausschliesslich auf die Antriebsenergie des Verbrennungsmotors zurückgreift. Preferably, at least one drive unit is designed as an internal combustion engine drive unit. This is understood to mean a conventional drive which exclusively uses the drive energy of the internal combustion engine.

[0013] Ebenso ist es möglich, dass zumindest eine Antriebseinheit eine Hybridantriebseinheit ist. Hierunter fallen beispielsweise diesel-elektrische Antriebe, dieselhydraulische Antriebe oder vergleichbare Ausführungen. It is also possible that at least one drive unit is a hybrid drive unit. These include, for example, diesel-electric drives, diesel-hydraulic drives or comparable designs.

[0014] Denkbar sind verschiedene Antriebskombinationen zum Betrieb der mobilen Arbeitsmaschine. So kann beispielsweise ein Teil der Antriebseinheiten als Hybridantrieb ausgeführt sein, wobei der verbleibende Teil der Antriebseinheiten als konventionelle Verbrennungskraftantriebseinheit ausgeführt ist. Vorstellbar sind mobile Arbeitsmaschinen mit konventionellen Verbrennungskraftmaschinen oder Hybridantrieben oder Mischformen; z.B.: konventioneller Antrieb im Unterwagen und Hybridantrieb im Oberwagen. Der erfindungsgemässe Gedanke ist unabhängig von der Ausführung der einzelnen Antriebseinheiten anwendbar und führt zu einer Reduzierung von doppelt ausgeführten Komponenten ohne Einschränkung der Funktionalität, sowie zur Reduzierung der Herstellungskosten, zur Reduzierung des Bauraumes, zur Gewichtsreduzierung und zur Senkung des Energieverbrauchs bzw. gegebenenfalls vorhandener Schadstoffemissionen. Conceivable are various drive combinations for operating the mobile machine. Thus, for example, a part of the drive units may be designed as a hybrid drive, wherein the remaining part of the drive units is designed as a conventional internal combustion engine drive unit. Conceivable are mobile machines with conventional internal combustion engines or hybrid drives or hybrid forms; For example: conventional drive in the undercarriage and hybrid drive in the superstructure. The inventive concept is applicable regardless of the design of the individual drive units and leads to a reduction of doubly executed components without limitation of functionality, as well as to reduce manufacturing costs, to reduce space, to reduce weight and to reduce energy consumption or any existing pollutant emissions.

[0015] Auch ist die konkrete Ausführung der Hybridantriebseinheit irrelevant. Dies gilt unabhängig von der verwendeten Art, z.B. diesel-elektrisch oder diesel-hydraulisch etc., unabhängig von der Topologie des Hybridantriebs bzw. des Hybridisierungsgrades. Hybridantriebseinheiten mit Mikro-, Mild- oder Vollhybridausbaustufe sind gleichermassen einsetzbar. Also, the specific embodiment of the hybrid drive unit is irrelevant. This applies regardless of the type used, e.g. diesel-electric or diesel-hydraulic, etc., regardless of the topology of the hybrid drive or the degree of hybridization. Hybrid drive units with micro, mild or full hybrid expansion can be used equally.

[0016] Vorteilhafterweise können anwendungsspezifisch unterschiedliche Systeme, Subsysteme und Komponenten von mindestens zwei Antriebseinheiten alternierend oder kurzzeitig gemeinsam genutzt werden. Als vorteilhaft erweist sich die Verwendung eines gemeinsamen Kühlsystems für mindestens zwei Antriebseinheiten. Hierdurch können elektrifizierte Kühlwasserpumpen und vorgesehene Wärmetauscher gemeinsam verwendet werden. Dies spart Bauraum und führt zu einer Kostensenkung. Advantageously, application-specific different systems, subsystems and components of at least two drive units can be used alternately or briefly together. It proves to be advantageous to use a common cooling system for at least two drive units. As a result, electrified cooling water pumps and provided heat exchangers can be used together. This saves space and leads to a reduction in costs.

[0017] Massgeblich für die Auslegung eines gemeinsamen Kühlkreislaufs ist die zu kühlende Antriebseinheit mit den höheren Anforderungen bezüglich Volumenstrom und Vorlauftemperatur. Das gemeinsame Kühlsystem kann ein oder mehrere unabhängige Kühlkreisläufe aufweisen, die unter Umständen zumindest teilweise gemeinsam durch mindestens zwei Antriebseinheiten nutzbar sind. Decisive for the design of a common cooling circuit is the drive unit to be cooled with the higher requirements in terms of flow and flow temperature. The common cooling system may include one or more independent cooling circuits, which may be at least partially shared by at least two drive units.

[0018] Bei der Auslegung der Antriebseinheiten als diesel-elektrische Hybridantriebe sind insbesondere elektrische Maschinen, die Leistungselektronikmodule und Nebenaggregate oder auch die verwendeten Energiespeicher zu kühlen. In the design of the drive units as diesel-electric hybrid drives in particular electrical machines to cool the power electronics modules and ancillaries or the energy storage used.

[0019] Ein weiterer Vorteil gemeinsamer Kühlsysteme besteht darin, dass die potentielle Wärmeentnahme zur Bereitstellung von Wärmeenergie für bestimmte Applikationen effektiver ist. Die Wärmeentnahme ist nicht auf eine bestimmte Antriebseinheit beschränkt. Bei der gemeinsamen Nutzung eines Kühlsystems wächst die Wahrscheinlichkeit, dass sich zumindest eine Antriebseinheit in Betrieb befindet und eine ausreichende Abwärmeentnahme zwecks Wärmerekuperation aus dem Kühlsystem gewährleistet. Another advantage of common cooling systems is that the potential extraction of heat to provide heat energy for certain applications is more effective. The heat removal is not limited to a specific drive unit. When sharing a cooling system increases the likelihood that at least one drive unit is in operation and ensures sufficient heat recovery for the purpose of heat recovery from the cooling system.

[0020] Mögliche Applikationen sind insbesondere die Einbringung einer Heizleistung in den Innenraum der Fahrerkabine oder die Aufheizung eines Ölkreislaufs, zum Beispiel Hydrauliköl, Getriebeöl, Motorenöl, der stillstehenden Antriebseinheit. Gleiches gilt prinzipiell für beliebige Antriebskomponenten des Antriebsstrangs, wie Getriebeeinheiten, etc.. Die oftmals erforderliche Warmlaufphase von Triebstrangkomponenten wird merklich verkürzt. Possible applications are in particular the introduction of a heating power in the interior of the driver's cab or the heating of an oil circuit, for example hydraulic oil, gear oil, engine oil, the stationary drive unit. The same applies in principle to any drive components of the drive train, such as gear units, etc .. The often required warm-up phase of powertrain components is significantly reduced.

[0021] Ein weiterer Vorteil aus der gemeinsamen Nutzung eines Kühlsystems ergibt sich daraus, dass eine abgeschaltete Antriebseinheit oder eine andere abgeschaltete oder inaktive Komponente, die an selben Kühlkreislauf angeschlossen ist, als zusätzliche Wärmesenke für die Wärmeabfuhr aus dem Kühlsystem an die Umgebung nutzbar ist. Der vorgesehenen Luftwärmetauscher/Kühler lässt sich vergleichsweise kleiner dimensionieren. Andere aktive Komponenten des Kühlkreislaufs (Pumpen, Ventilatoren, etc.) können verkleinert oder im Fall einer bedarfsgerechten Regelung mit geringerem Energieeinsatz betrieben werden. Another advantage of the common use of a cooling system results from the fact that a disconnected drive unit or another disconnected or inactive component which is connected to the same cooling circuit can be used as an additional heat sink for the heat dissipation from the cooling system to the environment. The intended air heat exchanger / cooler can be dimensioned comparatively smaller. Other active components of the cooling circuit (pumps, fans, etc.) can be downsized or, if required, operated with lower energy input.

[0022] Ebenso ist die gemeinsame Verwendung von elektrifizierten Nebenaggregaten durch mindestens zwei Antriebseinheiten möglich. Eine gemeinsame Verwendung kann entweder im Fahrbetrieb oder auch im Arbeitsbetrieb der mobilen Arbeitsmaschine stattfinden. Likewise, the joint use of electrified auxiliary units by at least two drive units is possible. A common use can take place either while driving or in the working mode of the mobile machine.

[0023] Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der gemeinsamen Verwendung von einem oder mehreren gemeinsamen Energiequellen bzw. Energiespeichern durch mindestens zwei Antriebseinheiten oder sonstigen Aggregaten der mobilen Arbeitsmaschine. Insbesondere beim Einsatz wenigstens einer Hybridantriebseinheit werden ein oder mehrere elektrische Energiespeicher, Druckspeicher oder dergleichen notwendig. Sind mehrere Hybridantriebseinheiten in der mobilen Arbeitsmaschine vorgesehen, so ist es denkbar, die erforderlichen Energiespeicher bzw. Energiequellen gemeinsam entweder gleichzeitig oder alternierend zu nutzen. Das Prinzip ist unabhängig von der Ausführung des Hybridantriebs und der Topologie bzw. dem Hybridisierungsgrad des Antriebs. In diesem Zusammenhang erweist sich auch die gemeinsame Nutzung eines gemeinsamen Kraftstofftanks für die Versorgung der Verbrennungskraftmaschinen als sinnvoll. Auch ist die gemeinsame Nutzung einer Verbrennungskraftmaschine für mindestens zwei Antriebseinheiten, insbesondere Hybridantriebseinheiten denkbar. Another aspect of the invention is the common use of one or more common energy sources or energy storage by at least two drive units or other aggregates of the mobile machine. In particular, when using at least one hybrid drive unit, one or more electrical energy storage, accumulator or the like are necessary. If a plurality of hybrid drive units are provided in the mobile work machine, it is conceivable to use the required energy stores or energy sources together either simultaneously or alternately. The principle is independent of the design of the hybrid drive and the topology or the degree of hybridization of the drive. In this context, the common use of a common fuel tank for the supply of internal combustion engines proves useful. Also, the common use of an internal combustion engine for at least two drive units, in particular hybrid drive units is conceivable.

[0024] Die Integration eines gemeinsamen Bordnetzes für die Versorgung elektrischer Komponenten der einzelnen Antriebseinheiten erzielt ebenso Kosten- und Gewichtseinsparungen. The integration of a common electrical system for the supply of electrical components of the individual drive units also achieves cost and weight savings.

[0025] Ein oder mehrere Antriebseinheiten können ferner hydraulische oder pneumatische Systeme aufweisen. In diesem Zusammenhang ist auch eine gemeinsame Nutzung bestimmter hydraulischer und/oder pneumatischer Komponenten der einzelnen Antriebseinheiten sinnvoll. Besonders zu erwähnen sind Hydraulik oder Pneumatikpumpen bzw. Ventile, sonstige Steuer oder Leitungskomponenten. One or more drive units may further comprise hydraulic or pneumatic systems. In this context, a common use of certain hydraulic and / or pneumatic components of the individual drive units makes sense. Particularly noteworthy are hydraulic or pneumatic pumps or valves, other control or line components.

[0026] Ein besonders wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei der Verwendung von zwei oder mehreren Hybridantriebseinheiten bevorzugt eine Kopplung zwischen den Subantrieben von mindestens zwei Hybridantriebseinheiten vorgesehen ist. Diese eröffnet beispielsweise die Möglichkeit, dass eine Subeinheit einer Hybridantriebseinheit die Subantriebseinheit eine andere Hybridantriebseinheit bedarfsweise unterstützt. Überschreitet beispielsweise die Leistungsanforderung an eine Antriebseinheit einen maximalen Grenzwert bzw. die Volllast, so kann unter Umständen eine weitere Antriebseinheit unterstützend eingekoppelt werden. Insbesondere ist die Kopplung der elektrischen und/oder hydraulischen Komponenten der jeweiligen Hybridantriebseinheiten besonders vorteilhaft. Beispielsweise kann bei einem diesel-elektrischen Antrieb der Elektromotor alternativ im Generatorbetrieb arbeiten und den Elektromotor eines weiteren Hybridantriebes zusätzlich mit elektrischer Energie speisen. Die vorteilhafte Ausführungsvariante ermöglicht ein Downsizing bestimmter Antriebskomponenten. A particularly significant advantage of the invention is that when using two or more hybrid drive units preferably a coupling between the sub-drives of at least two hybrid drive units is provided. This opens, for example, the possibility that a subunit of a hybrid drive unit supports the sub drive unit, if necessary, another hybrid drive unit. If, for example, the power requirement on a drive unit exceeds a maximum limit value or the full load, under certain circumstances a further drive unit can be coupled in supportively. In particular, the coupling of the electrical and / or hydraulic components of the respective hybrid drive units is particularly advantageous. For example, in a diesel-electric drive, the electric motor may alternatively operate in generator mode and feed the electric motor of another hybrid drive additionally with electrical energy. The advantageous embodiment variant enables a downsizing of certain drive components.

[0027] Vorteilhafterweise umfasst die mobile Arbeitsmaschine einen Unterwagen und einen Oberwagen, wobei eine erste Antriebseinheit am Unterwagen angeordnet ist und eine weitere Antriebseinheit dem Oberwagen zugeordnet ist. Vorzugsweise dient die Antriebseinheit im Unterwagen als Fahrantrieb und die Antriebseinheit im Oberwagen treibt ein daran befestigtes Arbeitsgerät an. Zweckmässig ist eine Drehdurchführung durch die Drehverbindung des Ober- und Unterwagens vorgesehen, durch die die erforderlichen Verbindungen für die Kopplung bzw. die gemeinsame Nutzung bestimmter Subsysteme und Komponenten der einzelnen Antriebseinheiten verlegt sind. Advantageously, the mobile work machine comprises an undercarriage and a superstructure, wherein a first drive unit is arranged on the undercarriage and a further drive unit is assigned to the superstructure. Preferably, the drive unit in the undercarriage serves as a traction drive and the drive unit in the superstructure drives a working device fastened thereto. Appropriately, a rotary feedthrough is provided by the rotary joint of the upper and lower car, through which the necessary connections for the coupling or sharing of certain subsystems and components of the individual drive units are laid.

[0028] Die vorliegende Erfindung soll im Folgenden ausführlich anhand eines Mobilkrans näher erläutert werden. Der erfindungsgemässe Mobilkran besteht aus einem Unterwagen und einem gegenüber dem Unterwagen drehbaren Oberwagen. In Unterwagen ist eine Antriebseinheit integriert, die eine Verbrennungskraftmaschine umfasst. Das erzeugte Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine wird über Antriebskomponenten, wie beispielsweise Getriebeeinheiten, auf das Fahrwerk des Unterwagens übertragen. The present invention will be explained in detail below with reference to a mobile crane. The mobile crane according to the invention consists of an undercarriage and a superstructure rotatable relative to the undercarriage. In undercarriage, a drive unit is integrated, which includes an internal combustion engine. The generated torque of the internal combustion engine is transmitted via drive components, such as gear units, to the chassis of the undercarriage.

[0029] Die im Oberwagen vorgesehene Antriebseinheit umfasst ebenfalls eine Verbrennungskraftmaschine, die ein Hydraulik- oder Pneumatiksystem eines montierten Arbeitsgerätes antreibt. Beide Verbrennungskraftmaschinen sind als Dieselmotoren ausgeführt. The provided in the superstructure drive unit also includes an internal combustion engine that drives a hydraulic or pneumatic system of a mounted implement. Both internal combustion engines are designed as diesel engines.

[0030] Erfindungsgemäss soll eine Kosteneinsparung bei der Herstellung des Mobilkrans durch die Reduzierung bzw. den Wegfall von doppelten Komponenten erzielt werden. Die resultierende Gewichtseinsparung führt weiterhin zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemission. According to the invention, a cost saving in the manufacture of the mobile crane by the reduction or elimination of duplicate components should be achieved. The resulting weight saving also leads to a reduction in fuel consumption and pollutant emissions.

[0031] In dem erfindungsgemässen Mobilkran kann eine Niedertemperaturwasserkühlung integriert sein, die im Bereich der Ladeluftkühlung beider Verbrennungskraftmaschinen angeordnet ist und eine ausreichende Kühlung der Aggregate bewirkt. Die Kühlleitungen sind durch Drehdurchführungen in der Drehverbindung zwischen Unter- und Oberwagen geführt und verbinden die beiden Antriebseinheiten miteinander. In the inventive mobile crane, a low-temperature water cooling can be integrated, which is arranged in the intercooler of both internal combustion engines and causes sufficient cooling of the aggregates. The cooling lines are guided by rotary feedthroughs in the rotary connection between the lower and upper carriages and connect the two drive units with each other.

[0032] Die erforderliche Anzahl an Kühlkreislaufkomponenten, wie Wärmetauscher und Umwälzpumpen reduziert sich im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen. Die Auslegung der erforderlichen Kreislaufkomponenten ist auf die Verbrennungskraftmaschine mit den höchsten Anforderungen hinsichtlich dem Volumenstrom und der Vorlauftemperatur abgestimmt. Werden pro Verbrennungskraftmaschine mehrere Kühlkreisläufe mit unterschiedlichen Temperaturniveaus benötigt, so bietet sich auch eine gemeinsame Nutzung der separaten Kühlkreisläufe für sämtliche Verbrennungskraftmaschinen an. The required number of cooling circuit components, such as heat exchangers and circulating pumps is reduced compared to conventional solutions. The design of the required circuit components is tuned to the internal combustion engine with the highest requirements in terms of volume flow and flow temperature. If several cooling circuits with different temperature levels are required per internal combustion engine, it is also advisable to share the separate cooling circuits for all internal combustion engines.

[0033] Innerhalb des Kühlkreislaufes ist ein Wasser-Luft-Wärmetauscher vorgesehen, der eine Wärmeabgabe aus dem Kühlkreislaufsystem an die Umgebung ermöglicht. Ferner wird die jeweilige stillstehende Verbrennungskraftmaschine als zusätzliche Wärmesenke benutzt. Within the cooling circuit, a water-air heat exchanger is provided, which allows a heat transfer from the cooling circuit system to the environment. Furthermore, the respective stationary internal combustion engine is used as an additional heat sink.

[0034] Bevor ein Kühlungsbedarf für die aktive Verbrennungskraftmaschine besteht, kann das Kühlwasser durch einen Bypass an der abgeschalteten Verbrennungskraftmaschine vorbeigeleitet werden. Erfordert das erreichte Temperaturniveau der aktiven Verbrennungskraftmaschine eine Kühlung, wird das besagte Bypassventil umgeschaltet und der Kühlwasserstrom durchströmt folglich den Kühlwasserkanal innerhalb der abgeschalteten Verbrennungskraftmaschine. Before there is a cooling requirement for the active internal combustion engine, the cooling water can be bypassed by a bypass on the disconnected internal combustion engine. If the achieved temperature level of the active internal combustion engine requires cooling, the said bypass valve is switched over and the cooling water flow thus flows through the cooling water channel within the switched-off internal combustion engine.

[0035] Der Einsatz eines gemeinsamen Kühlsystems für beide Verbrennungskraftmaschinen erweist sich auch bei der Erbringung der erforderlichen Heizleistung für eine Fahrerkabine des Mobilkrans als besonders vorteilhaft. Der gemeinsame Kühlkreislauf ermöglicht es, die Fahrerkabine des Oberwagens bei bestehender Restwärme der ersten Verbrennungskraftmaschine sofort zu beheizen, bevor sich die zweite Verbrennungskraftmaschine erwärmt hat. The use of a common cooling system for both internal combustion engines proves to be particularly advantageous in the provision of the required heating power for a cab of the mobile crane. The common cooling circuit makes it possible to heat the driver's cab of the superstructure immediately with existing residual heat of the first internal combustion engine before the second internal combustion engine has warmed up.

[0036] Gleiches gilt für die optionale Aufheizung eines Ölkreislaufs der Verbrennungskraftmaschinen vor deren Kaltstart. Beispielsweise kann das Hydrauliköl des noch unbenutzten Verbrennungsmotors des Oberwagens schneller auf die erforderliche Betriebstemperatur gebracht werden, indem die Restwärme der Verbrennungskraftmaschine des Unterwagens genutzt wird. Die Betriebstemperatur charakterisiert den Temperaturkorridor, indem das Öl eine für den Einsatz besonders günstige Viskosität aufweist. The same applies to the optional heating of an oil circuit of the internal combustion engines before their cold start. For example, the hydraulic oil of the still unused internal combustion engine of the superstructure can be brought faster to the required operating temperature by the residual heat of the internal combustion engine of the undercarriage is used. The operating temperature characterizes the temperature corridor in that the oil has a particularly favorable viscosity for use.

[0037] Die abgeschaltete Verbrennungskraftmaschine wird ebenso durch die Abwärme der aktiven Verbrennungskraftmaschine aufgewärmt, was die oftmals erforderliche Warmlaufphase von Dieselmotoren deutlich verkürzt. The switched-off internal combustion engine is also warmed up by the waste heat of the active internal combustion engine, which significantly shortens the often required warm-up phase of diesel engines.

[0038] Eine mögliche alternative Ausführung des erfindungsgemässen Mobilkrans besteht darin, die Antriebseinheiten im Ober- und Unterwagen jeweils als Hybridantriebseinheiten auszulegen, insbesondere als diesel-elektrische Antriebseinheiten, die nach dem Arbeitsprinzip eines Seriellhybrids aufgebaut sind. Beide Antriebseinheiten bestehen im Wesentlichen aus einer Verbrennungskraftmaschine, deren Drehmoment eine Elektrische Maschine antreibt (Generatorbetrieb). Die erzeugte elektrische Energie lädt entweder einen Energiespeicher auf oder speist eine angeschlossenen elektrische Maschine (Motorbetrieb). Für beide Antriebseinheiten ist erfindungsgemäss ein gemeinsamer Energiespeicher verbaut und genutzt. Das vorgestellte erfindungsgemässe Prinzip kann selbstverständlich gleichermassen auf Hybridantriebseinheiten angewendeten werden, die nach dem Prinzip eines Parallelhybrids arbeiten. Auch ist eine Mischform darstellbar; z. B. Parallelhybrid im Unterwagen und Seriellhybrid im Oberwagen. A possible alternative embodiment of the mobile crane according to the invention is to design the drive units in the upper and lower carriages in each case as hybrid drive units, in particular as diesel-electric drive units which are constructed according to the operating principle of a serial hybrid. Both drive units consist essentially of an internal combustion engine whose torque drives an electric machine (generator operation). The generated electrical energy either charges an energy store or feeds a connected electric machine (motor operation). For both drive units according to the invention a common energy storage is installed and used. The proposed principle according to the invention can, of course, equally be applied to hybrid drive units which operate on the principle of a parallel hybrid. Also, a mixed form can be displayed; z. B. Parallel hybrid in the undercarriage and serial hybrid in the superstructure.

[0039] Der Grundgedanke der Erfindung ist also unabhängig von der jeweiligen Topologie der Hybridantriebe sowie deren Hybridisierungsgrad. Beispielsweise ist der Fahrantrieb im Unterwagen des Mobilkrans als Mildhybrid ausgeführt, der eine begrenzte Rekuperation beim Bremsen und eine Start-Stop-Automatik umfasst. Die durch die Energierückgewinnung erzeugte elektrische Energie sowie die erforderliche elektrische Energie für die Start-Stop-Automatik werden in dem gemeinsam genutzten elektrischen Energiespeicher gespeichert bzw. aus diesem bezogen. Dies erlaubt erhebliche Kosteneinsparungen bei der Produktion sowie Gewichtseinsparungen am Mobilkran. Die Energierückgewinnung kann gleichermassen für beide Antriebseinheiten aufgewendet werden. The basic idea of the invention is thus independent of the particular topology of the hybrid drives and their degree of hybridization. For example, the traction drive in the undercarriage of the mobile crane is designed as a mild hybrid, which includes a limited recuperation during braking and a start-stop system. The electrical energy generated by the energy recovery and the required electrical energy for the start-stop system are stored in the shared electrical energy storage or related to this. This allows significant cost savings in production as well as weight savings on the mobile crane. The energy recovery can be used equally for both drive units.

[0040] Zusätzlich besteht eine Kopplung zwischen den elektrischen Komponenten der einzelnen Hybridantriebe des Ober- und Unterwagens. Übersteigt die an den einen Hybridantrieb gestellte Leistungsanforderung den maximal möglichen Wert, so kann der zusätzliche Leistungsbedarf über die elektrische Kopplung zu dem anderen Hybridantrieb durch diesen abgedeckt werden. In addition, there is a coupling between the electrical components of the individual hybrid drives of the upper and lower car. If the power requirement imposed on one hybrid drive exceeds the maximum possible value, the additional power requirement can be covered by the electrical coupling to the other hybrid drive.

[0041] Ein mögliches Einsatzszenario in der Praxis stellt das Anfahren am Berg dar. Kann die Verbrennungskraftmaschine im Unterwagen nicht die zum Anfahren erforderliche Leistung abgeben, kann die im Motorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine im Unterwagen den Anfahrvorgang unterstützen. Sofern der elektrische Energiespeicher entladen ist, kann über die besagte Kopplung die Mehrleistung durch die Hybridantriebseinheit des Oberwagens bereitgestellt werden. Die Verbrennungskraftmaschine des Oberwagens wird aktiviert und die angeflanschte Elektrische Maschine wird generatorisch betrieben. Die hierdurch zusätzlich bereitgestellte elektrische Leistung speist nunmehr die Elektrische Maschine im Unterwagen und befriedigt den erforderlichen Leistungsbedarf. In Summe kann die erforderliche Traktionsleistung für die Anfahrt am Berg erbracht werden. Bevor die Elektrische Maschine im Oberwagen als Generator verwendet wird, müssen die einzelnen Abtriebe, beispielsweise zum Bewegen des Drehkranzes, des Hebearms und zum Drehen der Seilwinde, allerdings mechanisch entkoppelt sein. Die vorgestellte Ausführung des Mobilkrans erlaubt ein gezieltes Downsizing bestimmter Antriebskomponenten, insbesondere der Verbrennungskraftmaschinen der beiden Hybridantriebseinheiten, da die gestellten Leistungsanforderungen an einen Antrieb optional durch den gemeinsamen Einsatz der beiden Antriebseinheiten erfüllt werden können. A possible application scenario in practice is the start on the mountain. If the internal combustion engine in the undercarriage can not deliver the power required for starting, the working in engine operation electric machine in the undercarriage can support the starting process. If the electrical energy store is discharged, the additional power can be provided by the hybrid drive unit of the upper carriage via said coupling. The internal combustion engine of the superstructure is activated and the flanged electric machine is operated as a generator. The additionally provided by this electric power now feeds the electric machine in the undercarriage and satisfies the required power requirements. In total, the required traction power for the approach on the mountain can be provided. Before the electric machine is used in the superstructure as a generator, the individual outputs, for example, for moving the turntable, the lifting arm and for rotating the winch, but must be mechanically decoupled. The presented embodiment of the mobile crane allows a targeted downsizing certain drive components, in particular the internal combustion engines of the two hybrid drive units, since the performance requirements made of a drive can optionally be met by the joint use of the two drive units.

[0042] Es ist selbstverständlich denkbar, dass nur eine einzige Verbrennungskraftmaschine für die Antriebseinheiten im Ober- und Unterwagen bereitgestellt ist. In diesem Fall kann die Antriebseinheit im Unterwagen als Parallelhybrid ausgeführt sein. Auf eine Verbrennungskraftmaschine im Oberwagen wird verzichtet. Das dort vorhandene Arbeitsgerät bezieht stattdessen die erforderliche Leistung aus einer dort installierten Elektrischen Maschine. Die elektrischen Maschinen des Ober- und Unterwagens sind über ein gemeinsames Hochvoltbordnetz elektrisch gekoppelt. An diesem Hochvoltbordnetz befindet sich ein elektrischer Energiespeicher. Dadurch sind die bekannten Hybridfunktionen sowohl für den Fahrbetrieb und den Arbeitsbetrieb nutzbar. Die Antriebskomponenten (Verbrennungskraftmaschine, Elektrische Maschine, Leistungselektronik) müssen entsprechend dimensioniert werden, um alle Lastanforderungen, zum Beispiel Anfahren am Berg, Anheben der maximalen Last, etc., abzudecken. It is of course conceivable that only a single internal combustion engine for the drive units in the upper and undercarriage is provided. In this case, the drive unit in the undercarriage can be designed as a parallel hybrid. On an internal combustion engine in the superstructure is omitted. Instead, the working equipment available there derives the required power from an electrical machine installed there. The electric machines of the upper and lower car are electrically coupled via a common high-voltage on-board electrical system. At this high-voltage vehicle electrical system is an electrical energy storage. As a result, the known hybrid functions can be used both for the driving operation and the working operation. The drive components (internal combustion engine, electrical machine, power electronics) must be dimensioned accordingly to cover all load requirements, for example starting on the mountain, raising the maximum load, etc.

[0043] Auch sind diesel-elektrische Antriebsstrang-Konfigurationen mit einer Verbrennungskraftmaschine und ohne elektrischen Energiespeicher (Hochvolt-Energiespeicher) darstellbar, indem mindestens eine Elektrische Maschine mechanisch mit einer Verbrennungskraftmaschine verbunden ist. Vorzugsweise können an einer oder an mehreren Antriebsachsen/Antriebsrädern des Mobilkrans elektrische Maschinen als Fahrantrieb installiert sein. Weiterhin sind eine oder mehrere elektrische Maschinen an einem oder mehreren Arbeitsgeräten installiert. Bei einem solchen Konzept stehen die bekannten Hybridfunktionen nicht zur Verfügung, jedoch werden die anfallenden Mehrkosten, das Mehrgewicht und der zusätzliche Bauraum, etc. einer sonst erforderlichen Traktionsbatterie vermieden. Also, diesel-electric powertrain configurations with an internal combustion engine and without electrical energy storage (high-voltage energy storage) can be represented by at least one electric machine is mechanically connected to an internal combustion engine. Preferably, electrical machines can be installed as travel drive on one or more drive axles / drive wheels of the mobile crane. Furthermore, one or more electrical machines are installed on one or more implements. In such a concept, the known hybrid functions are not available, but the additional costs incurred, the extra weight and the additional space, etc. of an otherwise required traction battery are avoided.

Claims

1. Mobile work machine, in particular mobile crane, with at least two drive units, in particular with at least one drive unit and at least one implement drive unit, characterized in that at least part of the systems, subsystems and drive components of the at least two drive units is alternately and / or shared by the drive units ,

2. Mobile work machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one drive unit is an internal combustion power drive unit.

3. Mobile work machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one drive unit is a hybrid drive unit.

4. Mobile work machine according to claim 1, characterized in that at least one common cooling system is provided for the at least two drive units.

5. Mobile work machine according to one of the preceding claims, characterized in that one or more common electrified auxiliary units are provided for at least two drive units.

6. Mobile work machine according to one of the preceding claims, characterized in that one or more common energy sources / energy storage are provided for the at least two drive units.

7. Mobile work machine according to one of the preceding claims, characterized in that one or more common board networks are provided for the at least two drive units.

8. Mobile work machine according to one of the preceding claims, characterized in that one or more common hydraulic and / or pneumatic systems are provided for the at least two drive units.

9. Mobile work machine according to one of claims 3 to 8, characterized in that a coupling between the sub-drives of at least two hybrid drive units is provided.

10. Mobile work machine, in particular mobile crane, according to one of claims 1 to 9, characterized in that the working machine has a superstructure and an undercarriage, wherein at least one drive unit in the superstructure and at least one drive unit is arranged in the undercarriage.

11. Mobile work machine according to claim 10, characterized in that the connections required for a coupling or the sharing of certain subsystem and components are at least partially laid by a rotary feedthrough of the rotary connection of the upper and lower car.