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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Antrieb einer Mischtrommel eines Fahrmischers nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Bei einem Fahrmischer handelt es sich um ein Transportfahrzeug mit einer drehbaren Mischtrommel, in welche Mischgut wie beispielsweise Beton eingezogen, somit befüllt wird, zur Baustelle transportiert und dort wieder entleert wird. Beim Befüllen der Mischtrommel wird diese in einer Befülldrehrichtung mit einer höheren Drehzahl, beispielsweise 15 U/min, gedreht und gleichzeitig mit Mischgut befüllt. Beim Entleeren der Trommel wird die Trommel in die Entleerdrehrichtung mit einer höheren Geschwindigkeit, beispielsweise 15 U/min, gedreht und dadurch das Mischgut aus der Trommel gefördert. Um einem Entmischen des Mischguts bei der Transportfahrt des Fahrmischers auf die Baustelle entgegenzuwirken, wird die Mischtrommel in Befülldrehrichtung bei langsamer Drehzahl, beispielsweise 3 U/min, gedreht.
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Die
DE 10 2010 047 314 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Antrieb einer Mischtrommel, bei welcher zum Einziehen und Entleeren des Betons ein Verbrennungsmotor eine hydraulische Pumpe und diese einen hydraulischen Motor antreibt, wobei der hydraulische Motor über ein Getriebe die Mischtrommel antreibt. Während der Transportfahrt wird der hydraulische Antrieb abgekoppelt und ein Elektromotor treibt über ein Getriebe die Mischtrommel an, wobei der Elektromotor eine geringe Leistung aufweist und dadurch ausschließlich die Mischtrommel mit einer sehr langsamen Drehzahl antreibt, wobei diese Drehzahl ungeeignet ist, das Mischgut in die Trommel einzuziehen, das Mischgut schnell aus der Trommel herauszubefördern oder das Mischgut unter Wasserzugabe auf der Baustelle fertigzumischen. Hierfür wird eine höhere Drehzahl, beispielsweise 15 U/min, benötigt. Der Fahrmischer erzeugt somit auf der Baustelle Emissionen durch den Betrieb des Verbrennungsmotors.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Antrieb einer Mischtrommel eines Fahrmischers zu schaffen, welche auf der Baustelle ein Mischen und Entleeren des Mischguts der Trommel ermöglicht, ohne hierbei die Umwelt durch Emissionen des Verbrennungsmotors zusätzlich zu belasten.
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Die Aufgabe wird durch eine auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisende gattungsgemäße Vorrichtung gelöst.
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zum Antrieb einer Mischtrommel eines Fahrmischers einen Verbrennungsmotor auf, welcher über eine Kupplung eine Hydraulikpumpe antreibt, welche wiederum über einen Hydraulikmotor die Mischtrommel antreibt. Zusätzlich weist die Vorrichtung einen ersten Elektromotor auf, welcher die Trommel antreibt. Zum ersten Elektromotor weist die Vorrichtung einen weiteren Elektromotor auf, welcher die hydraulische Pumpe antreibt und auch mit der hydraulischen Pumpe gekoppelt bleibt, wenn die Kupplung zwischen der hydraulischen Pumpe und dem Verbrennungsmotor im Öffnungssinne betätigt ist.
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Dadurch besteht die Möglichkeit, auf der Baustelle den Verbrennungsmotor abzuschalten, die Kupplung zwischen der hydraulischen Pumpe und dem Verbrennungsmotor im Öffnungssinne zu betätigen und dadurch den Kraftfluss zwischen dem Verbrennungsmotor und der hydraulischen Pumpe zu unterbrechen. Somit ist es möglich, dass der weitere Elektromotor die hydraulische Pumpe antreibt, wodurch wiederum die hydraulische Pumpe den hydraulischen Motor antreibt und dieser wiederum die Mischtrommel antreibt. Dadurch kann der weitere Elektromotor in seinem guten Wirkungsgradbereich betrieben werden, da der weitere Elektromotor eine höhere Drehzahl aufweisen kann und die Drehzahl der Mischtrommel ausschließlich über die Verstellung des Hubvolumens der hydraulischen Pumpe geregelt werden kann. Der erste Elektromotor, welcher die Mischtrommel direkt antreibt, kann den hydraulischen Motor unterstützen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass bei einem Defekt des hydraulischen Motors oder der hydraulischen Pumpe oder des hydraulischen Kreises der erste Elektromotor die Trommel alleine betreiben kann. Dies ist für einen Notfall dann nur mit geringerer Drehzahl möglich. Es besteht durch die Leistungsaufteilung zwischen den beiden Motoren die Möglichkeit zumindest einen Elektromotor nicht in Hochvolt, somit mit 400 Volt, sondern mit 48 Volt auszuführen. Vorzugsweise sind beide Elektromotore nicht als Hochvoltmotore, sondern vorzugsweise mit 48 Volt ausgeführt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, auf der Baustelle den weiteren Elektromotor und den ersten Elektromotor auch an ein stationäres elektrisches Netz anzuschließen.
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Wird der Fahrmischer mit drehendem Verbrennungsmotor betrieben, so besteht die Möglichkeit, die Kupplung zwischen der hydraulischen Pumpe und dem Verbrennungsmotor im Schließsinne zu betätigen, wodurch die hydraulische Pumpe vom Verbrennungsmotor angetrieben wird. Gleichzeitig wird auch der weitere Elektromotor vom Verbrennungsmotor angetrieben. Wird nun die Mischtrommel durch Vergrößern des Hubvolumens der hydraulischen Pumpe im Drehsinne angetrieben, so dreht sich auch der erste Elektromotor, wobei der erste Elektromotor und der weitere Elektromotor in diesem Fall als Generator betreibbar sind und eine Batterie speisen können.
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Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
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Die einzige Figur zeigt einen Verbrennungsmotor 1, welcher über ein nicht gezeigtes Fahrgetriebe die Antriebsräder des Fahrmischers antreibt. Zusätzlich treibt der Verbrennungsmotor 1 entweder über seinen Nebenabtrieb oder über einen Nebenabtrieb des Fahrgetriebes und über die Kupplung 2 die hydraulische Pumpe 3 an. Die hydraulische Pumpe 3 ist vorzugsweise verstellbar in ihrem Hubvolumen ausgeführt, wodurch bei Hubvolumen null die Pumpe zwar drehend angetrieben wird, jedoch keinen Volumenstrom fördert. Wird die Pumpe in ihrem Hubvolumen ausgeschwenkt und dadurch das Hubvolumen vergrößert, so fördert die hydraulische Pumpe 3 Druckmittel zum hydraulischen Motor 4. Der hydraulische Motor 4, welcher vorzugsweise als in seinem Hubvolumen konstanter Motor ausgebildet ist, treibt über eine Kupplung 5 und ein Getriebe 6 und ein Getriebe 7 die Mischtrommel 8 an. Es besteht die Möglichkeit, dass der hydraulische Motor 4 auch direkt über die Kupplung 5 ohne das Getriebe 6 und das Getriebe 7 die Mischtrommel 8 antreibt. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der hydraulische Motor 4 als in seinem Hubvolumen verstellbarer Motor ausgeführt ist. Ein erster Elektromotor 9 treibt über das Getriebe 6 und das Getriebe 7 die Mischtrommel 8 an. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der erste Elektromotor 9 direkt ohne das Getriebe 6 und das Getriebe 7 die Mischtrommel 8 antreibt. Der weitere Elektromotor 10 treibt über das Getriebe 13 die hydraulische Pumpe 3 an. Der erste Elektromotor 9 und der zweite Elektromotor 10 sind mit einer Batterie 11 wirkverbunden und können auch mit einem elektrischen Netz 12 verbunden werden. Es besteht die Möglichkeit, dass dazwischen auch Wechselrichter angeordnet sind.
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Befindet sich der Fahrmischer am Mischturm und es soll Beton in die Mischtrommel 8 eingezogen werden und es ist zulässig, den Verbrennungsmotor 1 zu betreiben, so wird die Kupplung 2 im Schließsinne betätigt und somit der Verbrennungsmotor 1 mit dem weiteren Elektromotor 10 und der hydraulischen Pumpe 3 wirkverbunden. Es besteht nun die Möglichkeit, die hydraulische Pumpe 3 auf dem Hubvolumen null zu belassen, den weiteren Elektromotor 10 als Generator zu betreiben und mit dieser Energie den ersten Elektromotor 9 zu speisen, welcher bei geöffneter Kupplung 5 die Mischtrommel 8 antreibt.
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Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die hydraulische Pumpe 3 in ihrem Hubvolumen auszuschwenken und dadurch den hydraulischen Motor 4 anzutreiben, wobei sich die Kupplung 5 im Schließsinne befindet. Dadurch wird Drehmoment über die Kupplung 5 zur Mischtrommel 8 gebracht und treibt somit die Mischtrommel 8 im Drehsinne an. Der weitere Elektromotor 10 und der erste Elektromotor 9 können bei Drehung der Mischtrommel 8 als Generator betrieben werden, um die Batterie 11 oder das elektrische Netz 12 mit Energie zu versorgen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, nur den weiteren Elektromotor 10 als Generator zu betreiben und den ersten Elektromotor 9 zur Unterstützung des hydraulischen Motors 4 als Motor zum Antrieb der Mischtrommel 8 zu verwenden.
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Ist eine Emission des Verbrennungsmotors 1 nicht zulässig, wird der Verbrennungsmotor 1 abgeschaltet und die Kupplung 2 im Öffnungssinne betätigt, wodurch der Verbrennungsmotor 1 getrennt wird von der hydraulischen Pumpe 3 und dem weiteren Elektromotor 10. Nun besteht die Möglichkeit, die Kupplung 5 im Öffnungssinne zu betätigen und die Mischtrommel 8 ausschließlich über den ersten Elektromotor 9 zu betreiben. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Kupplung 5 im Schließsinne zu betätigen und die hydraulische Pumpe über den weiteren Elektromotor 10 anzutreiben, um den hydraulischen Motor 4 mit Druckmittel zu versorgen und über die geschlossene Kupplung 5 die Mischtrommel 8 im Drehsinn anzutreiben. Unterstützend kann hierbei der erste Elektromotor 9 mitwirken. Insbesondere bei hohen Drehmomenten besteht die Möglichkeit, durch Verändern des Hubvolumens der hydraulischen Pumpe 3 die Leistungsaufnahme des weiteren Elektromotors 10 direkt zu beeinflussen. Eine elektronische Steuereinheit kann die hydraulische Pumpe 3 dann so ansteuern, dass eine zuvor definierte Leistungsaufnahme aus der Batterie 11 oder dem elektrischen Netz 12 nicht überschritten wird.
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Die hydraulische Pumpe 3 ist mit dem hydraulischen Motor 4 vorzugsweise in einem geschlossenen Kreislauf verbunden, welcher durch eine nicht gezeigte Speisepumpe auf einem niedrigen Druckniveau von ca. 20 bar gehalten wird.
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Es besteht auch die Möglichkeit, die Vorrichtung ohne die Kupplung 2 und den weiteren Elektromotor 10 auszuführen, wodurch der Verbrennungsmotor 1 ausschließlich die hydraulische Pumpe 3 antreibt und bei geöffneter Kupplung 5 ausschließlich der erste Elektromotor 9 die Mischtrommel 8 antreibt.
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Außerdem besteht die Möglichkeit die Vorrichtung ohne Kupplung 5 auszuführen, wenn es sich beim Motor 4 um eine verstellbare Einheit handelt und diese auf Fördervolumen Null verstellbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbrennungsmotor
- 2
- Kupplung
- 3
- hydraulische Pumpe
- 4
- hydraulischer Motor
- 5
- Kupplung
- 6
- Getriebe
- 7
- Getriebe
- 8
- Mischtrommel
- 9
- erster Elektromotor
- 10
- weiterer Elektromotor
- 11
- Batterie
- 12
- elektrisches Netz
- 13
- Getriebe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010047314 A1 [0003]
