DE102012201141A1 - Mobile Arbeitsmaschine - Google Patents

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DE102012201141A1
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Mark Mohr
Uwe Wohanka
Manuel Götz
Martin Fellmann
Johannes Schaefer
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Es wird eine mobile Arbeitsmaschine mit einem Unterwagen (1), der als Primärenergiequelle zumindest einen Verbrennungsmotor als mechanischen Fahrantrieb umfasst, der mit einem Getriebe (4) des Antriebsstranges gekoppelt ist, und mit einem drehbar an dem Unterwagen (1) angeordneten Oberwagen (2) vorgeschlagen, der eine Primärenergiequelle zum Antrieb von Arbeits- und Komfortfunktionen umfasst, wobei zumindest eine elektrische Maschine (7, 11, 13) vorgesehen ist, die mit zumindest einer der Primärantriebsquellen gekoppelt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine mit einem Unterwagen und einem Oberwagen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Aus der Fahrzeugtechnik sind mobile Arbeitsmaschinen mit einem Unterwagen und mit einem auf diesem schwenkbar bzw. Drehbar gelagerten Oberwagen bekannt. Beispielsweise können diese Arbeitsmaschinen im Unterwagen einen hydraulischen Fahrantrieb aufweisen. Wenn diese Arbeitsmaschinen jedoch hohe Fahrgeschwindigkeiten bei hoher Fahrzeugmasse, wie zum Beispiel bei einem Kranwagen, erreichen sollen, wird als primäre Energiequelle im Unterwagen ein Verbrennungsmotor als mechanischer Fahrantrieb vorgesehen. Der Fahrzeugstrang umfasst somit einen Verbrennungsmotor und ein Fahrgetriebe, welches als Handschaltgetriebe oder als automatisiertes Schaltgetriebe, Lastschaltgetriebe oder Stufenlosgetriebe mit oder ohne Wandler ausgerüstet ist. Ferner können in dem Antriebsstrang eine Reversiermoduleinrichtung zum schnellen Wechsel zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt, Anfahrkupplungen und auch zumindest ein weiteres Verteilergetriebe zum Antrieb der Arbeitsmaschine vorgesehen sein.
  • Zusätzlich ist eine weitere Primärenergiequelle im Oberwagen vorgesehen, die Arbeitsfunktionen und Komfortfunktionen im Oberwagen versorgt. Mit der Primärquelle im Oberwagen ist z. B. eine Arbeitshydraulik gekoppelt, die Arbeitsantriebe antreibt.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass sich bei derartigen Arbeitsmaschinen ein hoher Leistungsbedarf ergibt, so dass der Verbrennungsmotor entsprechen Ausgelegt werden muss. Dadurch werden nicht nur die Herstellungs- und Betriebskosten sondern auch das Gewicht der Arbeitsmaschine erhöht. Außerdem wird beispielsweise während bestimmten Betriebszuständen, wie zum Beispiel bei Positionierarbeiten der Verbrennungsmotor in Teillast- oder Niedriglastzuständen ineffizient betrieben. Des Weiteren sind aufgrund von Abgasvorschriften notwendige Infrastrukturen sowohl im Unterwagen als auch am Oberwagen nötig, um z. B. die aufwändige Abgasnachbehandlung vorzusehen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine mobile Arbeitsmaschine der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, mit der der geforderte Leistungsbedarf mit verbessertem Wirkungsgrad aufgebracht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen sowie der Beschreibung ergeben.
  • Somit wird eine mobile Arbeitsmaschine, wie zum Beispiel ein Mobilbagger, Kranwagen oder dergleichen mit einem Unterwagen und einem Oberwagen vorgeschlagen, wobei im Unterwagen als Primärenergiequelle ein Verbrennungsmotor als mechanischer Fahrantrieb vorgesehen ist, der mit einem Getriebe des Antriebsstranges gekoppelt ist. Der Oberwagen ist drehbar bzw. schwenkbar auf dem Unterwagen gelagert und umfasst ebenfalls eine Primärenergiequelle zum Antrieb von Arbeits- und Komfortfunktionen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine elektrische Maschine oder dergleichen vorgesehen ist, die mit zumindest einer der Primärenergiequellen der Arbeitsmaschine gekoppelt ist.
  • Auf diese Weise werden mithilfe der zumindest einen elektrischen Maschine, die sowohl als Generator und/oder auch als Motor eingesetzt werden kann, neue Freiheitsgrade in der Arbeitsmaschine realisiert, so dass zum Beispiel bei der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine ausreichend elektrische Energie zur Verfügung steht, um zum Beispiel Nebenaggregate in dem Unterwagen und/ oder auch im Oberwagen zu elektrifizieren. Beispielsweise können somit über die elektrische Maschine Motorlüfter, Klimakompressoren, Hydraulikpumpen oder auch andere Arbeitsund Komfortfunktionen elektrisch angetrieben werden. Daraus ergibt sich eine Unabhängigkeit zwischen den elektrisch angetriebenen Aggregaten und der Motordrehzahl der Primärenergiequellen. Mithilfe der Elektrifizierung können auch so genannte On-Demand-Betätigungen elektrisch realisiert werden. Somit kann zum einen der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors deutlich reduziert und die Fahrzeugleistung sowie der Komfort bei der Arbeitsmaschine deutlich gesteigert werden.
  • Zusätzlich ergeben sich neue Möglichkeiten zur Gesamtsystemsoptimierung zum Beispiel über ein elektrisches Heizen und/oder auch ein elektrisches oder elektromechanisches Kühlen unterschiedlicher Kreisläufe, beispielsweise der Kreisläufe des Motors, des Getriebes, der Achsen, der Arbeitshydraulik, der Fahrerkabine oder dergleichen. Darüber hinaus kann durch die Elektrifizierung auch das Abgasnachbehandlungssystem optimiert werden. Zudem kann mithilfe der zumindest einen als Generator ausgeführten elektrischen Maschine eine sinnvolle Nutzung von Bremsenergie realisiert werden. Ferner können durch eine optimierte Koppelung der Elektrifizierung des Unterwagens und des Oberwagens zusätzliche Freiheitsgrade für die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine genutzt werden.
  • Im Rahmen einer möglichen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Hybridisierung des Unterwagens zumindest eine im Unterwagen vorgesehene elektrische Maschine im Antriebsstrang des mechanischen Fahrantriebes angeordnet ist. Hierbei ergeben sich unterschiedliche Anordnungsvarianten der zumindest einen elektrischen Maschine. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die elektrische Maschine auch bei Fahrzeugstillstand angetrieben werden kann. Beispielsweise kann die elektrische Maschine dazu zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe direkt an der Kurbelwelle oder mit einer Trennkupplung oder dergleichen und/oder mit einer Übersetzung angeordnet sein. Die elektrische Maschine kann auch mit oder ohne Trennkupplung und mit oder ohne Übersetzung in das Getriebe integriert sein. Beispielsweise kann die elektrische Maschine vor oder nach einem Reversiermodul und/oder einem Anfahrelement in den Antriebsstrang integriert werden. Zudem ist es möglich, dass die elektrische Maschine auch an einem Nebenabtrieb angebunden ist.
  • Darüber hinaus kann die elektrische Maschine im Unterwagen auch mit oder ohne Übersetzung mit einer Trennkupplung an dem Abtrieb des Getriebes angebunden sein. Somit ist zum Verteilergetriebe ein entkoppelbarer oder neutral gestellter Fahrantrieb angebunden. Zudem kann die elektrische Maschine mit oder ohne Übersetzung zwischen dem Getriebe und dem Verteilergetriebe am Antriebsstrang angeordnet werden, so dass eine Entkopplung des Verteilergetriebeeingangs und -ausgangs zum Beispiel durch eine Neutralstellung ermöglicht wird. Ferner ist es möglich, dass die elektrische Maschine auch in das Verteilergetriebe integriert wird, so dass ein Antrieb bei stehendem Fahrzeug möglich ist. Auch ist eine Anbindung der elektrischen Maschine an den Abtrieb des Verteilergetriebes mit oder ohne Übersetzung zum Beispiel über eine Trennkupplung zu den angetriebenen Achsen der Arbeitsmaschine denkbar. Auf diese Weise ist es möglich, dass die mit dem Verbrennungsmotor verbundene elektrische Maschine zusätzlich Energie für den Antrieb von mindestens einer Antriebsachse der Arbeitsmaschine entweder als Achsantrieb oder als Einzelradantrieb über mindestens eine elektrische Maschine mit oder ohne Trennkupplung bereitstellt.
  • Bei der Anordnung der elektrischen Maschine im Unterwagen kann berücksichtigt werden, dass die elektrische Maschine neben dem Antrieb von elektrischen Arbeitsfunktionen und Komfortfunktionen auch den Start des Verbrennungsmotors beispielsweise über die konventionelle Bordbatterie ermöglicht.
  • Um beispielsweise auch elektrische Komponenten, wie Zusatzbeleuchtung, elektrischer Klimakompressor, elektrische Heizung und dergleichen im Oberwagen mit der elektrischen Maschine im Unterwagen betreiben zu können, ist gemäß einer nächsten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass ein zum Beispiel elektrischer Drehübertrager oder dergleichen vorgesehen ist. Hierbei ist der Begriff Drehübertrager als Oberbegriff für sämtliche Übertragungsmöglichkeiten auch mit Hilfe von Frequenzübertragung zu verstehen. Dadurch, dass die elektrische Leistung aus dem Unterwagen in den Oberwagen übertragbar ist, können die Systeme im Oberwagen auch ohne Betrieb der Primärquelle im Oberwagen betrieben werden.
  • Unabhängig von den vorgeschlagenen Anordnungspositionen können mehrere elektrische Maschinen in dem Unterwagen miteinander kombiniert werden, um eine Optimierung der Energieversorgung bzw. der Hybridisierung des Unterwagens der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine zu realisieren.
  • Im Rahmen einer nächsten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest eine elektrische Maschine zusätzlich oder alternativ zu der im Unterwagen vorgesehenen Maschine im Oberwagen angeordnet ist, um alternativ oder zusätzlich eine Hybridisierung des Oberwagens zu realisieren. Somit ist es möglich nur den Unterwagen oder auch nur den Oberwagen oder auch Unterwagen und Oberwagen zu hybridisieren.
  • Beispielsweise kann die zumindest eine elektrische Maschine im Oberwagen direkt oder über eine Übersetzung mit oder ohne Trennkupplung an die Primärquelle im Oberwagen angebunden werden. Auf diese Weise können auch elektrisch betriebene Aggregate im Oberwagen mit elektrischer Energie versorgt werden bzw. angetrieben werden.
  • Vorzugsweise kann als Primärquelle im Oberwagen ein zweiter Verbrennungsmotor vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich, dass als Primärquelle im Oberwagen zum Beispiel eine elektrische Maschine oder auch eine Brennstoffzelle vorgesehen ist.
  • Gemäß einer nächsten Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine im Oberwagen direkt oder indirekt einer Arbeitshydraulikpumpe zum Versorgen von hydraulischen Verbrauchern vorgesehen ist.
  • Ferner kann vorgesehen werden, dass sowohl der Fahrantrieb als auch andere elektrische Verbraucher im Unterwagen mit der Energie der elektrischen Maschine aus dem Oberwagen versorgt bzw. unterstützt werden.
  • Um die von den elektrischen Maschinen im Unterwagen und/oder im Oberwagen erzeugte elektrische Energie speichern zu können und elektrische Komponenten bzw. Aggregate unabhängig von dem Betrieb der Primärenergiequellen mit Energie versorgen zu können, kann gemäß einer nächsten Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest ein elektrischer Speicher, zum Beispiel als Batterie oder dergleichen im Unterwagen und/oder im Oberwagen angeordnet ist und mit zumindest einer der elektrischen Maschinen über das elektrische Netz im Unterwagen und/oder im Oberwagen verbunden ist.
  • Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung kann vorsehen, dass bei der erfindungsgemäßen mobilen Arbeitsmaschine eine hydraulische Energierückgewinnungseinrichtung vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Energierückgewinnungseinrichtung im Unter- oder Oberwagen vorgesehen werden und nicht benötigte aber bereits erzeugte Energie hydraulisch wiedergewinnen. Beispielsweise kann die Energierückgewinnungseinrichtung zumindest einen hydraulischen Speicher und zumindest eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe umfassen, die den Speicher entsprechend auflädt. Es ist auch denkbar, dass die Energierückgewinnungseinrichtung einen elektrisch angetriebenen Hydraulikmotor besitzt, der die in dem hydraulischen Speicher gespeicherte Energie in elektrische Energie umwandelt.
  • Darüber hinaus ist es denkbar, dass zusätzlich zur Primärenergiequelle des Unterwagens oder des Oberwagens eine weitere Energiequelle zum Beispiel ein Verbrennungsmotor mit Generator oder eine Brennstoffzelle oder dergleichen zur Erzeugung von elektrischer Energie vorgesehen wird.
  • Ferner ist es denkbar, dass die Arbeitsmaschine durch eine externe Stromquelle z. B. ohne Unterstützung des Verbrennungsmotors bzw. Dieselmotors betrieben wird. Hierzu kann die Arbeitsmaschine mit oder ohne Speicher ausgeführt sein, wobei ein vorhandener Speicher zum Abfangen von Leistungsspitzen verwendet werden kann. Beispielsweise kann ein elektrischer Speicher direkt in das elektrische Netz der Arbeitsmaschine integriert werden. Der Speicher kann ein hydraulisches oder mechanisches Hybridsystem mit einem elektrischen Antrieb bei einem Spitzenleistungsbedarf entlasten.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert, in denen verschiedene beispielhaft als Kranwagen vorgesehene Ausführungsvarianten dargestellt sind. Es zeigen:
  • 1 bis 21 schematische Ansichten verschiedener Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen mobilen Arbeitsmaschine als Kranwagen.
  • Die erfindungsgemäße mobile Arbeitsmaschine ist in den 1 bis 21 exemplarisch als mobiler Kranwagen mit einem Unterwagen 1 und einem Oberwagen 2 dargestellt. Der Oberwagen 2 ist über einen Drehantrieb 10 drehbar auf dem Unterwagen 1 gelagert. In dem Unterwagen 1 befindet sich der Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor 3 als Primärenergiequelle, mit einem Getriebe 4 und vorzugsweise mit einem Verteilergetriebe 5 zum Darstellen von zusätzlichen Gängen, wie zum Beispiel von Kriechgängen oder dergleichen. Ferner sind mehrere Radachsen vorgesehen, von denen zumindest eine angetrieben ist. Der Oberwagen 2 der Arbeitsmaschine kann als Primärenergiequelle einen Verbrennungsmotor 6 umfassen, mit dem Arbeits- und Komfortfunktionen im Oberwagen 2 angetrieben werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine elektrische Maschine 7, 11, 13 als Generator und/oder als Motor im Unterwagen 1 und/oder im Oberwagen 2 vorgesehen ist, die vorzugsweise mit zumindest einer der Primärantriebsquellen gekoppelt ist, um somit eine Elektrifizierung der Arbeitsmaschine vorzusehen, so dass der Energieverbrauch und die Leistung und damit auch der Wirkungsgrad der Arbeitsmaschine verbessert wird.
  • In 1 ist eine erste Ausführungsvariante der Arbeitsmaschine bzw. des Kranwagens gezeigt, bei der die elektrische Maschine 7 als zusätzliche Antriebsquelle in dem Antriebsstrang zwischen dem Verbrennungsmotor 3 und dem Getriebe 4 angeordnet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die elektrische Maschine 7 möglichst nahe an der Primärenergiequelle des Unterwagens 1 angeordnet ist, um möglichst wenige Verluste in der Energiekette zu erzeugen. Die elektrische Maschine 7 kann direkt oder über eine Übersetzungsstufe mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 3 verbunden werden. Außerdem ist der Einsatz einer Trennkupplung zur Kurbelwelle und/oder einer Trennkupplung zur Getriebeeingangswelle möglich. Es können auch mehrere elektrische Maschinen 7, 11 angebunden werden.
  • Ferner ist in 1 eine Batterie 8 als elektrischer Speicher im Unterwagen 1 vorgesehen. Unabhängig von den jeweiligen Ausführungsvarianten ist ein vorzugsweise elektrischer Drehübertrager 9 zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen dem elektrischen Netz des Unterwagens 1 und dem elektrischen Netz des Oberwagens 2 vorgesehen.
  • Gemäß 2 ist eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine dargestellt, bei der im Unterschied zu der Ausführungsvariante gemäß 1 die elektrische Maschine 7 in das Getriebe 4 integriert ist. Dadurch ist es möglich, die Getriebeinfrastruktur, wie zum Beispiel die Schmierung und Kühlung des Getriebes zu nutzen. Außerdem können vorhandene Übersetzungen des Getriebes Getriebe 4 genutzt werden, um die elektrische Maschine 7 in einem günstigen Drehzahlbereich zu betreiben, ohne eine zusätzliche Übersetzungsstufe vorzusehen.
  • In 3 ist eine dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine dargestellt, bei der im Unterschied zu den vorangehenden Ausführungsvarianten die elektrische Maschine 7 getriebeausgangsseitig vor dem Verteilergetriebe 5 in dem Antriebsstrang angeordnet ist.
  • Eine vierte Ausführungsvariante ist in 4 dargestellt, bei der die zusätzliche elektrische Maschine 7 in das Verteilergetriebe 5 des Antriebsstranges integriert ist.
  • Gemäß 5 ist eine fünfte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine dargestellt, bei der die zusätzliche Antriebsquelle, also die elektrische Maschine 7 ausgangsseitig des Verteilergetriebes 5 angeordnet ist. Dadurch kann die elektrische Maschine 7 direkt die angetriebenen Radachsen der Arbeitsmaschine antreiben.
  • In 6 ist eine sechste Ausführungsvariante dargestellt, bei der mehrere elektrische Maschinen 7, 11 als zusätzliche Antriebsquellen im Unterwagen 1 vorgesehen sind. Eine elektrische Maschine 7 ist dem Antriebsstrang zwischen dem Verbrennungsmotor 3 und dem Getriebe 4, beispielsweise auch integriert in das Getriebe 4, angeordnet. Die zweite elektrische Maschine 11 ist als Achsantrieb oder als Radnabenantrieb den angetriebenen Achsen bzw. der Radnabe der Arbeitsmaschine zugeordnet.
  • Eine siebente Ausführungsvariante ist in 7 dargestellt, bei der im Vergleich zur ersten Ausführungsvariante gemäß 1 ein zusätzlicher elektrischer Speicher in Form einer Batterie 12 im Oberwagen 2 angeordnet ist.
  • Gemäß 8 ist eine achte Ausführungsvariante der Arbeitsmaschine dargestellt, bei der im Vergleich zur ersten Ausführungsvariante gemäß 1 der Antrieb für den Drehantrieb 10 im Unterwagen 1 angeordnet ist.
  • Somit zeigen die 1 bis 8 Ausführungsvarianten der Arbeitsmaschine, bei denen ausschließlich der Unterwagen hybridisiert ist, indem zumindest eine elektrische Maschine 7, 11 im Unterwagen angeordnet ist.
  • In 9 ist eine neunte Ausführungsvariante der Arbeitsmaschine dargestellt, bei der als zusätzliche Antriebsquelle eine elektrische Maschine 13 im Oberwagen 2 angeordnet ist, die parallel zum Verbrennungsmotor und zur Arbeitshydraulik 14 im Oberwagen 2 angeordnet ist, wobei die Arbeitshydraulik 14 ohne Hydraulik mit direkter mechanischer Verbindung von Verbrennungsmotor 6 und Pumpenantrieb angetrieben wird. Ferner ist eine Batterie 12 im Oberwagen 2 angeordnet und mit dem elektrischen Netz des Oberwagens 2 verbunden. Damit ist der Oberwagen 2 hybridisiert.
  • Gemäß 10 ist eine zehnte Ausführungsvariante der Arbeitsmaschine dargestellt, bei der im Unterschied zur neunten Ausführungsvariante zusätzlich die Batterie 8 im Unterwagen 1 vorgesehen ist, die mit dem elektrischen Netz des Unterwagens 1 und über den Drehübertrager 9 auch mit dem elektrischen Netz des Oberwagens 2 verbunden ist.
  • Somit zeigen die 9 und 10 Ausführungsvarianten der Arbeitsmaschine, bei denen ausschließlich der Oberwagen 2 hybridisiert ist, indem zumindest eine elektrische Maschine 13 im Oberwagen 2 angeordnet ist.
  • In 11 ist eine elfte Ausführungsvariante dargestellt, bei der sowohl der Unterwagen 1 als auch der Oberwagen 2 hybridisiert ist, in dem neben der im Oberwagen 2 angeordneten elektrischen Maschine 13 im Unterwagen 1 die elektrische Maschine 7 getriebeeingangsseitig angeordnet ist.
  • Gemäß 12 ist eine zwölfte Ausführungsvariante dargestellt, bei der im Unterschied zur elften Ausführungsvariante die elektrische Maschine 7 in dem Antriebsstrang des Unterwagens 1 in das Getriebe 4 integriert ist.
  • 13 zeigt eine dreizehnte Ausführungsvariante der Arbeitsmaschine, bei der im Unterschied zur zwölften Ausführungsvariante die elektrische Maschine 7 in dem Antriebsstrang des Unterwagens 1 am Ausgang des Getriebes 4 und vor dem Eingang des Verteilergetriebes 5 angeordnet ist.
  • Gemäß 14 wird im Rahmen einer vierzehnten Ausführungsvariante gezeigt, dass im Unterschied zur dreizehnten Ausführungsvariante die elektrische Maschine 7 in das Verteilergetriebe 5 des Antriebsstranges des Unterwagens 1 integriert ist.
  • Im Unterschied zur vierzehnten Ausführungsvariante zeigt die fünfzehnte Ausführungsvariante gemäß 15, dass die elektrische Maschine 7 ausgangsseitig des Verteilergetriebes 5 angeordnet ist.
  • 16 zeigt eine sechzehnte Ausführungsvariante, bei der im Unterschied zur fünfzehnten Ausführungsvariante die elektrische Maschine 11 als Achs- oder Radnabenantrieb ausgebildet ist.
  • Gemäß 17 ist eine siebzehnte Ausführungsvariante gezeigt, bei der zusätzlich zur sechzehnten Ausführungsvariante eine zweite elektrische Maschine 7 in dem Unterwagen 1 im Antriebsstrang zwischen dem Verbrennungsmotor 3 und dem Getriebe 4, beispielsweise auch getriebeintegriert, angeordnet ist.
  • Somit zeigen die 11 bis 17 Ausführungsvarianten der Arbeitsmaschine, bei denen sowohl der Unterwagen 1 als auch der Oberwagen 2 hybridisiert ist, indem im Unterwagen 1 und im Oberwagen 2 jeweils zumindest eine elektrische Maschine 7, 11, 13 angeordnet sind.
  • In 18 ist eine achtzehnte Ausführungsvariante der Arbeitsmaschine dargestellt, bei der auf den Verbrennungsmotor 6 im Oberwagen 2 verzichtet wird und stattdessen die elektrische Maschine 13 zum Antrieb der Arbeitshydraulik 14 vorgesehen wird. Ansonsten entspricht die achtzehnte Ausführungsvariante der elften Ausführungsvariante.
  • Gemäß 19 ist im Gegensatz zur achtzehnten Ausführungsvariante die elektrische Maschine 7 in dem Antriebsstrang des Unterwagens 1 in das Getriebe 4 integriert.
  • Die zwanzigste Ausführungsvariante gemäß 20 zeigt im Unterschied zur neunzehnten Ausführungsvariante, dass die elektrische Maschine 7 ausgangsseitig des Getriebes 4 und eingangsseitig des Verteilergetriebes 5 in dem Antriebsstrang des Unterwagens 1 angeordnet ist.
  • Schließlich zeigt die einundzwanzigste Ausführungsvariante gemäß 21 im Unterschied zur zwanzigsten Ausführungsvariante, dass die elektrische Maschine 7 in das Verteilergetriebe 5 in dem Antriebsstrang des Unterwagens 1 integriert ist.
  • Somit zeigen die 18 bis 21 Ausführungsvarianten der Arbeitsmaschine, bei denen nur der Unterwagen 1 hybridisiert ist, da im Oberwagen 2 auf den Verbrennungsmotor 6 als Primärenergiequelle verzichtet wird und stattdessen als primär Energiequelle die elektrische Maschine 13 vorgesehen ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Unterwagen
    2
    Oberwagen
    3
    Verbrennungsmotors des Unterwagens
    4
    Getriebe
    5
    Verteilergetriebe
    6
    Verbrennungsmotor des Oberwagens
    7
    elektrische Maschine im Unterwagen
    8
    Batterie im Unterwagen
    9
    elektrischer Drehübertrager
    10
    Drehantrieb
    11
    elektrische Maschine im Unterwagen
    12
    Batterie im Oberwagen
    13
    elektrische Maschine im Oberwagen
    14
    Arbeitshydraulik

Claims (19)

  1. Mobile Arbeitsmaschine mit einem Unterwagen (1), der als Primärenergiequelle zumindest einen Verbrennungsmotor (3) als mechanischen Fahrantrieb umfasst, der mit einem Getriebe (4) des Antriebsstranges gekoppelt ist, und mit einem drehbar an dem Unterwagen (1) angeordneten Oberwagen (2), der eine Primärenergiequelle zum Antrieb von Arbeits- und Komfortfunktionen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine elektrische Maschine (7, 11, 13) vorgesehen ist, die mit zumindest einer der Primärantriebsquellen gekoppelt ist.
  2. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Unterwagen (1) vorgesehene elektrische Maschine (7) in Abtriebsrichtung zwischen dem Verbrennungsmotor (3) und dem Getriebe (4) im Antriebsstrang angeordnet ist.
  3. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (7) über eine Trennkupplung und/oder über eine Übersetzung mit dem Antriebsstrang gekoppelt ist.
  4. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Unterwagen (1) vorgesehene elektrische Maschine (7) in das Getriebe integriert ist.
  5. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Unterwagen (1) vorgesehene elektrische Maschine (7) mit einem Reversiermodul und/oder mit einem Anfahrelement und/oder mit einem Nebenabtrieb gekoppelt ist.
  6. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Unterwagen (1) vorgesehene elektrische Maschine (7) getriebeausgangsseitig angeordnet ist.
  7. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Unterwagen (1) vorgesehene elektrische Maschine (7) in ein dem Getriebe (4) nachgeschalteten Verteilergetriebe (5) integriert ist.
  8. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Unterwagen (1) vorgesehene elektrische Maschine (11) mit einer angetriebenen Achse oder einer Radnabe der Arbeitsmaschine gekoppelt ist.
  9. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehantrieb (10) zum Drehen des Oberwagens (2) in dem Unterwagen (1) angeordnet ist.
  10. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Primärenergiequelle im Oberwagen (2) ein Verbrennungsmotor (6) oder eine elektrische Maschine (13) vorgesehen ist.
  11. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine in dem Oberwagen (2) vorgesehene elektrische Maschine (13) über eine Trennkupplung und/oder über eine Übersetzung mit dem Verbrennungsmotor (6) im Oberwagen (2) gekoppelt ist.
  12. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in dem Oberwagen (2) vorgesehene elektrische Maschine (13) mit zumindest einer Arbeitshydraulik (14) gekoppelt ist.
  13. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches Netz im Unterwagen (1) mit einem elektrischen Netz im Oberwagen (2) über einen Drehübertrager (9) miteinander gekoppelt sind.
  14. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein elektrischer Speicher im Unterwagen (1) und/ oder im Oberwagen (2) angeordnet ist und mit zumindest einer elektrischen Maschine (7, 11, 13) verbunden ist.
  15. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine hydraulische Energierückgewinnungseinrichtung vorgesehen ist.
  16. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Energierückgewinnungseinrichtung zumindest einen hydraulischen Speicher umfasst.
  17. Mobile Arbeitsmaschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Energierückgewinnungseinrichtung zumindest eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe oder zumindest einen elektrisch angetriebenen Hydraulikmotor umfasst.
  18. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Primärenergiequellen zumindest eine weitere Energiequelle als Verbrennungsmotor mit Generator oder Brennstoffzelle zur Erzeugung von elektrischer Energie vorgesehen ist.
  19. Mobile Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine als Kranwagen ausgeführt ist.
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