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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Antriebssystem einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs.
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Hydraulische Antriebssysteme umfassen eine Hydraulikpumpe und zumindest einen hydraulischen Verbraucher, wie insbesondere einem Hydraulikzylinder. Dabei wird von einem Vorratsbehälter das Hydraulikfluid durch Druckleitungen zu den Verbrauchern geleitet und von dort zurück in den Vorratsbehälter. Das verwendete Hydraulikfluid erwärmt sich im Betrieb der Arbeitsmaschine. Es entsteht insbesondere dann viel Wärme und wird eine hohe Wärmemenge in das Hydraulikfluid eingeleitet, wenn ein mit Gewicht belasteter Hydraulikantrieb, beispielsweise ein Hubantrieb eines Flurförderzeugs, abgesenkt wird und die potentielle Energie an einer Drosselstelle, beispielsweise einem Wegeventil, in Wärme umgewandelt wird. Die Ursachen der Erwärmung liegen auch in der mechanischen Reibung der bewegten Teile innerhalb der Komponenten, wie der Pumpe, den Ventilen und Zylindern und des Hydraulikfluids selbst.
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Es wird gewünscht, dass das Hydraulikfluid möglichst stets die optimale und gleiche Viskosität aufweist. Bei einer zu hohen Viskosität wird für die Förderung des Fluids zu viel Leistung benötigt und bei einer zu geringen Viskosität kann das Hydraulikfluid nicht mehr seine Schmieraufgabe der bewegten Teile erfüllen, was bedeutet, dass der Verschleiß zunimmt. Da die Viskosität maßgeblich durch die Temperatur beeinflusst wird, wird gefordert, dass die Temperaturschwankungen des Hydraulikfluids möglichst gering sind. Da aber, wie oben erläutert, beim Einsatz des Flurförderzeugs stets Wärme in das Hydraulikfluid eingebracht wird, so muss diese Wärme wieder an die Umgebung abgeführt werden, um eine zu hohe Erwärmung des Hydraulikfluids zu vermeiden. Hierzu kommen bekanntermaßen Ölkühler zum Einsatz, die mit einem Kühlmedium, wie insbesondere der umgebenden Luft, gekühlt werden. Um die Kühlwirkung zu erhöhen ist es bekannt, einen Lüfter einzusetzen, der einen Kühlluftstrom an dem Ölkühler erzeugt. Zum Antrieb des Lüfters ist es bekannt, einen Elektromotor einzusetzen, wobei die elektrische Energie zum Antrieb des Elektromotors des Lüfters von einem Generator erzeugt wird, der von einem Verbrennungsmotor der Arbeitsmaschine angetrieben wird, und/oder aus einem Akkumulator entnommen wird.
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Für den mechanischen Antrieb eines Lüfters, der einen Kühlluftstrom an dem Ölkühler erzeugt, wird somit zusätzliche Energie benötigt und es ist zusätzliche Energie zum Antrieb des Lüfters aufzuwenden, um die Wärmeenergie aus dem Hydraulikfluid abzuführen, was den Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugs reduziert.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Wirkungsgrad des Fahrzeugs zu erhöhen und unnötige Energieverbräuche zu vermeiden bzw. die bereits eingesetzte Energie möglichst gut zu nutzen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
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Ein hydraulisches Antriebssystem einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeug kann zumindest eine Hydraulikpumpe und zumindest einen hydraulischen Verbraucher, insbesondere einen Hydraulikzylinder aufweisen, wobei in dem hydraulischen Antriebssystem ein Thermogenerator vorgesehen ist und der Thermogenerator eingerichtet ist, über die Nutzung einer Temperaturdifferenz des Hydraulikfluids zu einer Bezugstemperatur elektrische oder mechanische Energie zu erzeugen und einem Verbraucher bereitzustellen. Durch die Energiegewinnung aus der genannten Temperaturdifferenz kann der Wirkungsgrad der Arbeitsmaschine erhöht werden. Zudem fließt Wärme aus dem hydraulischen Antriebssystem unmittelbar in den Thermogenerator und von dort in die kühlere Umgebung. Dadurch bewirkt der Thermogenerator selbst eine Kühlung des Hydraulikfluids. Die Kühlwirkung wird verstärkt, wenn die von dem Thermogenerator gewonnene Leistung einen Lüfter zum Betrieb eines in das Antriebssystem eingebundenen Kühlers antreibt.
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Bevorzugt ist der Thermogenerator mit einer Masse der Arbeitsmaschine, insbesondere einer Fahrzeugaußenwand oder einem Gegengewicht, gekoppelt, um die Temperaturdifferenz von der kühleren Masse zu dem wärmeren Hydraulikfluid für die Energieerzeugung zu nutzen. Die Fahrzeugaußenwand steht in Temperaturwechselwirkung mit der Umgebungsluft. Da die Temperatur der Umgebungsluft üblicherweise deutlich niedriger ist als die Arbeitstemperatur des Hydraulikfluids, ergibt sich die benötigte Temperaturdifferenz. Als Gegengewicht eines Gabelstaplers wird häufig ein Metallblock genutzt, der eine entsprechend hohe Wärmekapazität hat, so dass die von dem Thermogenerator aufgenommene Wärme sich gleichmäßig in dessen Masse verteilt und aufgrund seiner großen Oberfläche gut an die Umgebung abgeleitet wird.
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Insbesondere ist der Thermogenerator ein thermoelektrischer Generator. Ein thermoelektrischer Generator wandelt die Temperaturdifferenz direkt in elektrischen Strom um. Durch eine Verbindung in einer Reihen- und/oder einer Parallelschaltung von einer Vielzahl einzelner Generatorelemente kann der Strom und/oder die gewonnene Spannung erhöht werden. Ein thermoelektrischer Generator umfasst keine beweglichen Teile und entsprechend gering ist der Serviceaufwand.
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Alternativ ist der Thermogenerator ein Stirlingmotor, der einen höheren Wirkungsgrad als ein thermoelektrischer Generator aufweist.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die von dem Thermogenerator erzeugte Energie zum Betrieb eines Lüfters und zur Kühlung des Hydraulikfluids verwendet wird. Hierdurch wird erreicht, dass das Hydraulikfluid sich nicht zu sehr erhitzt, was die Viskosität reduzieren und so die Schmierwirkung reduzieren würde. Die zum Kühlen des erwärmten Hydraulikfluids und zum Antrieb des Lüfters erforderliche Energie wird hierbei mit dem Thermogenerator aus der Abwärme des Hydraulikfluids selbst erzeugt.
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Bevorzugt umfasst das Antriebssystem eine Steuerung und einen Akkumulator für die Speicherung von durch den Thermogenerator erzeugter elektrischer Energie. Damit kann die von dem Thermogenerator aus der Abwärme der Hydraulikflüssigkeit erzeugte elektrische Energie zwischengespeichert werden. Sofern die von dem Thermogenerator erzeugte elektrische Energie nicht zum Antrieb des Lüfters und zur Kühlung des Hydraulikfluids benötigt wird, kann die von dem Thermogenerator erzeugte elektrische Energie sonstigen Verbraucher(n), beispielsweise einer Beleuchtung, zur Verfügung gestellt werden. Auch ist es mittels eines Akkumulators möglich, ein Nachlaufen des Lüfters nach dem Abschalten des Flurförderzeugs zu ermöglichen, wenn der Thermogenerator nicht mehr ausreichend Energie bereitstellt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Antriebssystem einen Thermosensor zur Messung der Temperatur des Hydraulikfluids und die Steuerung ist eingerichtet, den Lüfter in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur zu aktivieren. So wird sichergestellt, dass der Lüfter nur dann läuft, wenn er benötigt wird. Bei der Inbetriebnahme des Fahrzeugs ist das Hydraulikfluid kalt. Seine Temperatur entspricht dann der Umgebungstemperatur und die Viskosität ist sehr hoch, was sein Fließen im Hydrauliksystem erschwert. Aufgrund der vom Thermosensor gemessenen Fluidtemperatur wird der Lüfter in diesem Fall nicht aktiviert, so dass das Hydraulikfluid sich schnell erwärmt. Mit der Steuerung, beispielsweise einer elektrischen oder elektronischen Steuerung, kann die Drehzahl des Lüfters in Abhängigkeit von der mittels des Thermosensors gemessenen Temperatur des Hydraulikfluids gesteuert bzw. geregelt werden, so dass die Leistung des Lüfters bedarfsgerecht geregelt werden kann.
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Vorteilhafterweise ist der Thermogenerator in Fluidströmungsrichtung hinter dem zumindest einem hydraulischen Verbraucher angeordnet. Gerade beim Absenken von Lasten, die auf dem Flurförderzeug transportiert werden, wird an der verwendeten Drosselstelle potentielle Energie in Wärmeenergie umgewandelt, die die Erwärmung des Hydraulikfluids bewirkt. Diese Drosselstelle ist bevorzugt in dem nachfolgend erläuterten Wegeventilblock integriert. Somit ist der Thermogenerator vorteilhafter Weise direkt hinter der Stelle der Erwärmung des Hydraulikfluids angeordnet.
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Weiter ist bevorzugt ein Kühler in einer Rücklaufleitung des Fluids in den Vorratsbehälter und in Fluidströmungsrichtung hinter dem Thermogenerator angeordnet. Aus Gründen seines geringen maximal zulässigen Drucks ist der Kühler bevorzugt in der Niederdruckseite, die der Rücklaufleitung entspricht, angeordnet. Auch ist der Kühler bevorzugt hinter dem Thermogenerator angeordnet, so dass eine maximal mögliche Temperaturdifferenz von dem Thermogenerator zu der Umgebung erzielt wird, was die Leistung von dem Thermogenerator erhöht.
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Alternativ treibt die von dem Thermogenerator erzeugte Energie den Verbraucher, insbesondere den Lüfter unmittelbar und ohne Zwischenspeicherung an. Dies beschreibt einen einfachen Aufbau, der es ermöglicht, die Kühlung des Hydraulikfluids ohne eine Steuerung und ohne einen Thermofühler zu betreiben. Bereits der Thermogenerator selbst ist so eingerichtet, dass die von dem Thermogenerator erzeugte Energie mit der Temperatur des Hydraulikfluids steigt. Sofern die von dem Thermogenerator erzeugte Energie zum Antrieb des Lüfters eingesetzt wird, ergeben sich hierdurch besondere Vorteile, da der Lüfter proportional zu der höheren Temperatur des Hydraulikfluids auch stärker angetrieben werden muss. Sofern der Lüfter unmittelbar mit der von dem Thermogenerator erzeugten Energie angetrieben wird, wird somit erzielt, dass der Lüfter umso schneller angetrieben wird, je höher die Temperatur des Hydraulikfluids ist, so dass durch die direkte Kopplung ein vollständiger und selbstregulierender Regelkreis erzielt wird. Dabei kann aber zusätzlich aus dem Bordnetz des Fahrzeugs dann weitere Energie bereitgestellt werden, wenn die vom Thermogenerator bereitgestellte Energie nicht ausreicht.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
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1 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem thermoelektrischen Generator,
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2 eine Alternative der ersten Ausführungsform mit einem Energiespeicher in Form eines Akkumulators,
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3 eine alternative Ausführungsform mit einem Stirling-Motor und einem Akkumulator und
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4 eine weitere Alternative mit einem Stirling-Motor mit einer mechanischen Kopplung zu einem Lüfter.
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In der 1 ist ein schematischer Aufbau des hydraulischen Antriebssystems einer mobilen Arbeitsmaschine gezeigt. Derartige Systeme werden bei Flurförderzeugen, wie insbesondere bei Gabelstaplern, verwendet.
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Eine Antriebsmaschine 1, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, treibt eine Hydraulikpumpe 3 an, die über eine Saugleitung 4 ein Hydraulikfluid aus einem Vorratsbehälter 5 ansaugt und über eine Druckleitung 6 in einen Wegeventilblock 7 fördert. Von dort wird das Hydraulikfluid zu einem oder mehreren hydraulischen Verbrauchern 9 geleitet. Dies geschieht über Druckleitungen 8 und die Verbraucher sind insbesondere Hydraulikzylinder 9. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur ein Hydraulikzylinder 9 gezeigt. Bei Flurförderzeugen werden als Verbraucher der Hubzylinder, zum Heben der Lasten, der Neigeantrieb zur Neigung eines Hubgerüstes sowie gegebenenfalls vorhandene Zusatzantriebe, beispielsweise ein Seitenschieber und eine Zusatzhydraulik, angesehen. Neben Hyraulikzylindern können die Verbraucher auch Hydraulikmotoren sein, wie z.B. für einen hydraulischen Fahrantrieb des Flurförderzeugs. Bei einer alternativen Ausführungsform wird keine Verbrennungskraftmaschine verwendet, sondern es wird ein Elektromotor als Antriebsmaschine 1 zum Antrieb der Hydraulikpumpe 3 genutzt. In diesem Fall umfasst das Fahrzeug einen ausreichend groß dimensionierten Akkumulator. Auch kann ein hybrides Antriebssystem verwendet werden. In letzteren vorstehend genannten Ausführungsformen kann die durch den nachfolgend erläuterten Thermogenerator erzeugte Leistung für den Fahrantrieb des Fahrzeugs genutzt werden.
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Innerhalb des Wegeventilblocks 7 kann eine Umlaufdruckwaage (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Eine Umlaufdruckwaage wird dann verwendet, wenn die Hydraulikpumpe 3 als eine Konstantpumpe ausgebildet ist, also eine Pumpe, die unabhängig von der konkret benötigten Leistung stets das gleiche Fördervolumen bereitstellt. Die Umlaufdruckwaage ist von dem Förderdruck der Hydraulikpumpe 3 und dem höchsten Lastdruck der hydraulischen Verbraucher 9 gesteuert und regelt den von der Hydraulikpumpe 3 erzeugten Förderstrom derart, dass den hydraulischen Verbrauchern 9 der angeforderte Volumenstrom zugeteilt wird und der von der Hydraulikpumpe 3 überschüssig geförderte Volumenstrom über eine Rücklaufleitung 10 in den Vorratsbehälter 5 abgedrosselt wird. Wenn kein Verbraucher 9 betätigt ist, schaltet die Umlaufdruckwaage auf eine Öffnungsstellung und leitet den gesamten von der Hydraulikpumpe 3 bereitgestellten Volumenstrom unmittelbar auf die Rücklaufleitung 10 und in der Folge zurück zu dem Vorratsbehälter 5. Wenn ein oder mehrere Verbraucher 9 betätigt sind, so wird ihnen das benötigte Hydraulikfluid über die Druckleitungen 8 zugeführt bzw. wieder abgeleitet und entsprechend wird das Fluid über die Rücklaufleitung 10 in den Vorratsbehälter 5 zurückgeführt.
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Zur Steuerung der Verbraucher 9 sind in dem Wegeventilblock 7 nicht näher dargestellte Wegeventile angeordnet, die an die Druckleitung 6 und die Rücklaufleitung 10 angeschlossen sind.
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Die Abwärme des in den Vorratsbehälter 5 zurückfließenden Hydraulikfluids wird gemäß 1 von einem als thermoelektrischen Generator 33 ausgebildeten Thermogenerator in elektrische Energie gewandelt. Die erzeugte elektrische Energie dient zum Antrieb eines Verbrauchers 19, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als elektrisch angetriebener Lüfter 19 ausgebildet ist. Der Verbraucher 19 ist über Leitungen 35 mit dem thermoelektrischen Generator 33 verbunden. Der Lüfter 19 erzeugt an einem in der Rücklaufleitung 10 angeordneten Kühler 11 für das Hydraulikfluid einen Kühlluftstrom. Der Kühler 11 und der Lüfter 19 bilden ein Kühlsystem für das Hydraulikfluid des hydraulischen Antriebssystems.
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Ein thermoelektrischer Generator 33 wird auch als ein Thermoelement bezeichnet und nutzt den Seebeck-Effekt. Bei dem Seebeck-Effekt wird an den beiden freien Enden eines Leiters bei einer Temperaturdifferenz entlang des Leiters eine elektrische Spannung erzeugt. Die Potentialdifferenz ist weitgehend proportional zur Temperaturdifferenz und abhängig vom Leitermaterial. Der thermoelektrische Generator 33 weist zwei gegenüberliegende Platten auf, die in Wärmekontakt mit einem kühlen Umgebungsbereich und mit der Rücklaufleitung 10 stehen. Diese Platten werden in der Folge als „heiße Seite“ 30 und „kalte Seite“ 32 bezeichnet. Gebräuchliche Materialien sind Bleitellurid PbTe, Bi2Te3, SiGe, BiSb oder FeSi2. Wirkungsgrade von 3% bis 8% eines thermoelektrischen Generators 33 sind möglich. Um eine ausreichend hohe Spannung zu erhalten, werden mehrere Leiter des entsprechenden Materials zwischen der kalten und der warmen Seite 30, 32 elektrisch in Reihe geschaltet.
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Die heiße Seite 30 ist wärmeleitend mit der Rücklaufleitung 10 verbunden und kann eine Muffe aus einen gut wärmeleitenden Material, wie z.B. Kupfer, umfassen, die um die Rücklaufleitung 10 gelegt ist. Die kalte Seite 32 ist beispielsweise mit einer Fahrzeugaußenwand 34 der mobilen Arbeitsmaschine verbunden. Da die Temperatur der Fahrzeugaußenwand 34 prinzipiell der Umgebungstemperatur entspricht und die Temperatur des Hydraulikfluids ca. 80°C oder höher aufweisen kann, besteht eine ausreichend große Temperaturdifferenz um den thermoelektrischen Generator 33 effizient betreiben zu können. Alternativ und/oder zusätzlich zur Verbindung der kalten Seite 32 zur Fahrzeugaußenwand 34 kann die kalte Seite mit einem Gegengewicht des Flurförderzeugs verbunden sein. Das Gegengewicht ist am Heck des Fahrzeugs montiert und dient dem Ausgleich von auf der Gabel aufgenommenen Lasten. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da das Gegengewicht eine hohe Wärmekapazität aufweist und zu mehreren Seiten der Umgebung(-sluft) ausgesetzt ist.
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Über die elektrischen Leitungen 35 wird die elektrische Leistung zu dem Lüfter 19 geleitet, der Umgebungsluft zu einem Kühler 11 leitet, der in der Rücklaufleitung 10 hinter dem thermoelektrischen Generator 33 und somit in Strömungsrichtung stromab des thermoelektrischen Generators 33 angeordnet ist. So wird die im thermoelektrischen Generator 33 aufgrund der Temperaturdifferenz aus der Abwärme des in der Rücklaufleitung 10 strömenden Hydraulikfluids gewonnene elektrische Energie zur Kühlung des Hydraulikfluids genutzt.
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Je größer die Temperaturdifferenz zwischen der warmen Seite 30 und der kalten Seite 32 des thermoelektrischen Generators 33 ist, desto höher ist die elektrische Energie, die aus der Abwärme des Hydraulikfluids erzeugt wird. In dieser Weise läuft der Lüfter 19 umso schneller, je wärmer die Hydraulikflüssigkeit ist, so dass sich hieraus ein Regelkreis ergibt. Beispielsweise ist das Hydraulikfluid bei der Inbetriebnahme des Flurförderzeugs kalt und hat die Umgebungstemperatur. Da die Fluidtemperatur jetzt unterhalb einer angenommenen Fluidnenntemperatur des Betriebs von bspw. 50°C oder 60°C liegt, soll der Lüfter 19 das Hydraulikfluid nicht kühlen. Da der thermoelektrische Generator 33 in diesem Zustand des Hydraulikfluids noch keine elektrische Energie generiert, läuft der Lüfter 19 noch nicht. Somit besteht ein selbstregulierendes System, welches ohne weitere Komponenten, wie eine (elektronische) Steuerung mit Thermosensoren oder Messfühlern und dergleichen funktioniert.
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2 zeigt eine Weiterentwicklung des in 1 dargestellten Systems. Die im thermoelektrischen Generator 33 aus der Abwärme der Hydraulikflüssigkeit erzeugte elektrische Energie wird in einem Akkumulator 20 gespeichert, der über die Leitungen 35 mit dem thermoelektrischen Generator 33 verbunden ist. Der elektrisch angetriebene Lüfter 19 wird mittels Leitungen 17, 18 aus dem Akkumulator 20 mit elektrischer Energie versorgt. Eine elektrische oder elektronische Steuerung 14 ist mit einem Thermosensor 13 verbunden, der die Temperatur des Hydraulikfluids in der Rücklaufleitung 10 misst. Die Steuerung 14 dient weiterhin zur Ansteuerung des Lüfters 19 und steuert die Versorgung des Lüfters 19 mit der elektrischen Energie aus dem Akkumulator 20. Abhängig von der gemessenen Temperatur wird der im thermoelektrischen Generator 33 erzeugte Strom in den Akkumulator 20 geleitet oder dient direkt dem Antrieb des Lüfters 19. Die Steuerung 14 kann bevorzugt die Drehzahl des Lüfters 19 abhängig von der mit dem Thermosensor 13 erfassten Temperatur der Hydraulikflüssigkeit regeln.
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Bei der 2 ergeben sich als Vorteile, dass die Leistung des Lüfters 19 bedarfsgerecht geregelt werden kann. Weiterhin kann zum Beispiel ein Nachlaufen des Lüfters 19 ermöglicht werden. Auch kann die für die Kühlung des Hydraulikfluids nicht benötigte Energie anderen elektrischen Verbrauchern, wie zum Beispiel der Beleuchtung, zur Verfügung gestellt werden. Es ist nicht notwendig, dass die dem thermoelektrischen Generator 33 zugeordnete Steuerung einen gesonderten Akkumulator 20 umfasst, sondern die elektrische Energie kann auch einem bereits am Fahrzeug vorhandenen Akkumulator zugeleitet werden. Auch kann die Steuerung 14 mit dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs verbunden sein (nicht dargestellt). In diesem Fall kann die Steuerung dem Bordnetz elektrische Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wurde, dann entnehmen, wenn die benötigte Lüfterleistung die von dem Thermogenerator 33 und dem Akkumulator 20 bereitgestellte Leistung übertrifft.
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Die 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung. Dabei wird ein Stirlingmotor 40 als Thermogenerator verwendet.
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Ein Stirlingmotor ist eine Wärmekraftmaschine, in der ein Arbeitsgas wie Luft, Helium oder Wasserstoff in einem abgeschlossenen Volumen von außen in einem ersten Abschnitt erhitzt und in zweiten Abschnitt gekühlt wird, um mechanische Arbeit zu leisten. Entsprechend weist der Stirlingmotor auch eine entsprechende heiße Seite 30 und kalte Seite 32 auf. Die heiße Seite 30 ist von einem Wärmetauscher 41 des Stirlingmotors 40 gebildet, der Abwärme des Hydraulikfluids, das die Rücklaufleitung 10 durchströmt, an einen Zylinder 45 des Stirlingmotors 40 abgibt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Verbindung mit z.B. der Fahrzeugaußenwand oder dem Gegengewicht in 3 und 4 nicht gezeigt.
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Bei dem Stirlingmotor 40 bewegt sich ein Kolben 42 in dem Zylinder 45, der den unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt ist. Der Kolben 42 ist mit einer Kurbelwelle und einem Antrieb 43 zur Umwandlung der Hub- in eine Drehbewegung verbunden.
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Diese Drehbewegung wird in einem Generator 44 in elektrische Energie gewandelt. Der Generator 44 steht entsprechend der 2 mittels der Leitungen 35 mit einem Akkumulator 20 in Verbindung. Entsprechend der in 2 gezeigten Ausführungsform wird der elektrische Lüfter 19 von der Steuerung 14 über die Leitungen 17, 18 mit elektrischer Energie aus dem Akkumulator 20 bzw. der von dem Generator 44 erzeugten elektrischen Energie versorgt. Alternativ zu dieser Ausführungsform kann auch der Generator 44 direkt mit dem elektrisch betriebenen Lüfter 19 gekoppelt sein analog zu der 1. Hierbei wird keine gesonderte elektronische Steuerung 14 benötigt.
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In der in 4 gezeigten Ausführungsform wird ein Stirlingmotor 40 verwendet, der dem in 3 gezeigten Stirlingmotor entspricht. Die vom Stirlingmotor 40 erzeugte Drehbewegung wird aber keinem Generator zugeführt, sondern es besteht eine direkte mechanische Kopplung zu dem Lüfter 19. Anders als bei den anderen Ausführungsformen umfasst dieser Lüfter keinen elektrischen Lüftermotor, sondern das Lüfterrad ist an einer Welle gelagert, die durch die mechanische Kopplung mit dem Stirlingmotor 40 angetrieben wird. Wie es in 4 gezeigt ist, kann diese Kopplung durch einen Riementrieb 48 realisiert werden. Nicht gezeigt ist eine Übersetzungsstufe der Kopplung, der die langsame Drehbewegung des Stirlingmotors 40 in eine hohe Drehgeschwindigkeit des Lüfters 19 wandelt.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebssysteme besteht darin, dass die Abwärme des Hydraulikfluids genutzt wird, um den Energiebedarf zur Kühlung des Hydraulikfluids zu decken. So wird der Gesamtenergiebedarf des Antriebssystems reduziert. Darüber hinaus kann die aus der Abwärme des Hydraulikfluids gewonnene Energie anderen Verbrauchern zur Verfügung gestellt werden.
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Ein Vorteil von thermoelektrischen Generatoren 33 der 1 und 2 besteht darin, dass sie robust und langlebig sind und ohne bewegliche Teile auskommen.
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Ein Stirlingmotor 40 gemäß den 3 und 4 als Alternative zu einem thermoelektrischen Generator 33 hat zwar den Nachteil der beweglichen Teile aber einen deutlich besseren Wirkungsgrad bei der Nutzung der Abwärme. Ein thermoelektrischer Generator 33 hat einen Wirkungsgrad von 3 bis 8 %, während ein Stirlingmotor 40 auf einen Wirkungsgrad von 28% kommen kann.
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Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung sind frei miteinander kombinierbar, sofern keine mechanischen Gründe zwingend dagegen stehen.
