DE102019204432A1

DE102019204432A1 - Bremsvorrichtung für eine Mischtrommel eines Fahrmischers

Info

Publication number: DE102019204432A1
Application number: DE102019204432.8A
Authority: DE
Inventors: Eduard Heilig
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-10-01

Abstract

Eine federkraftbetätigte Bremse (5) bremst die Mischtrommel (2) eines Fahrmischers (1), wenn die Bremse (5) nicht mit elektrischer Energie beaufschlagt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für eine Mischtrommel eines Fahrmischers nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Die JPH0384263(A) offenbart eine Bremse für eine Mischtrommel eines Fahrmischers, welche mittels Federkraft im Schließsinne betätigbar ist und mittels hydraulischem Druck im Öffnungssinne betätigbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremse für eine Mischtrommel eines Fahrmischers zu verbessern.
Erfindungsgemäß weist die Bremsvorrichtung für eine Mischtrommel eines Fahrmischers eine Bremse auf, welche mittels einer permanenten Kraft, beispielsweise einer Federkraft oder eines Permanentmagneten oder ähnlichemim Schließsinne betätigbar ist und mittels elektrischer Energie im Öffnungssinne betätigbar ist. Die Elektrische Energie kann aus einer elektrischen Speichereinrichtung entnommen sein, wobei die elektrische Speichereinrichtung mit einem elektrischen Motor, welcher die Mischtrommel antreibt, verbunden ist.
Vorzugsweise handelt es sich bei der elektrischen Speichereinrichtung um eine Hochvoltbatterie. Die Hochvoltbatterie ist über einen Spannungswandler mit der Betätigungseinrichtung der Bremse verbunden, sodass die Betätigungseinrichtung der Bremse mit niedrigerer Spannung betrieben werden kann. Die Hochvoltbatterie ist über einen Umrichter, welcher Wechselstrom in Gleichstrom umrichtet, mit einem Drehstromgenerator verbunden, welcher über einen Nebenabtrieb eines Verbrennungsmotors antreibbar ist. Ebenso ist die elektrische Speichereinrichtung über einen Umrichter, welcher Gleichstrom in Wechselstrom umrichtet, mit einem Drehstromelektromotor verbunden, welcher die Trommel antreibt.
Die Bremsvorrichtung kann einen Drehzahlsensor aufweisen, welcher mittelbar oder unmittelbar die Drehzahl der Mischtrommel detektiert. Dieses Drehzahlsignal kann zur Überwachung und Steuerung der Mischtrommeldrehzahl verwendet werden. Der Drehzahlsensor kann auch an einer anderen Stelle, welche geeignet ist mittelbar oder unmittelbar die Drehzahl der Mischtrommel zu detektieren, angeordnet sein. Mittels einer elektronischen Steuereinheit ist der elektrische Motor zum Antrieb der Mischtrommel und auch die Bremse ansteuerbar. Es besteht die Möglichkeit, dass während der Fahrt des Fahrmischers die Mischtrommel nicht gedreht wird und somit die Bremse in Schließrichtung aktiviert wird. Dadurch werden negative Auswirkungen auf die Fahrdynamik und das Fahrverhalten durch Verschiebung der Masse des Betons verhindert.
Die Bremsvorrichtung ist so ausgestaltet, dass diese mittels der Federkraft bei plötzlichem Ausfall der elektrischen Speichervorrichtung die Drehung der Trommel stoppt, indem die Bremse im Schließsinne automatisch betätigt wird. Hierzu wird die elektrische Speichervorrichtung überwacht, es werden jedoch auch die Leitungen zur Bremse oder zum elektrischen Motor überwacht. Auch die Funktion des elektrischen Motors kann überwacht werden. Auch bei einem Ausfall des Antriebssystems der Mischtrommel oder dem Ausfall der gesamten elektrischen Anlage, beispielsweise durch eine defekte elektrische Leitung, wird somit die Bremse automatisch im Schließsinne aktiviert, da die Bremse mittels Federkraft schließbar ist.
In einer weiteren Ausgestaltungsform wird die Bremse durch eine elektronische Steuerung so angesteuert, dass die Bremse das Reduzieren der Trommeldrehzahl unterstützt. Erkennt die elektronische Steuereinrichtung, dass der elektrische Motor so angesteuert wird, dass dieser die Drehzahl reduzieren soll, so wird die Bremse automatisch so angesteuert, dass die Bremswirkung der Bremse das Reduzieren der Drehzahl der Mischtrommel unterstützt.
Ebenso besteht die Möglichkeit, dass die Bremse automatisch beim Stillstand der Mischtrommel, welche durch den Drehzahlsensor erkannt wird, im Schließsinne betätigt wird.
In einer weiteren Ausgestaltungsform weist die Bremse mechanische Mittel auf, mittels welchen die Bremse auch bei einem völligen Ausfall der elektrischen Energieversorgung im Öffnungssinne betätigbar ist. Eine sogenannte Notlösevorrichtung kann beispielsweise mittels eines Hebels, welcher mechanisch betätigt wird, oder mittels Schrauben, welche auf einen Kolben oder eine Druckplatte wirken, ausgeführt sein. Dadurch besteht die Möglichkeit, auch bei völligem Ausfall der elektrischen Energieversorgung die Bremse im Öffnungssinne zu betätigen und die Mischtrommel über äußere Krafteinleitung, beispielsweise über Seilumschlingung, so zu bewegen, dass der Beton aus der Mischtrommel herausbefördert werden kann.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Es zeigen

1 einen Fahrmischer
2 den Aufbau des Antriebsstrangs der Mischtrommel und
3 den Drehantrieb der Mischtrommel bestehend aus Getriebe, elektrischem Motor und Bremse.

Fig. 1:
Der Fahrmischer 1 weist eine Mischtrommel 2 auf, welche von einem elektrischen Motor 4 über ein Getriebe 3 antreibbar ist und über die Bremse 5 bremsbar ist. Der elektrische Motor 4 ist zwischen dem Getriebe 3 und der Bremse 5 angeordnet, wobei die Bremse 5 mit der Antriebswelle des elektrischen Motors 4 wirkverbunden ist.
Fig. 2:
Ein Fahrzeugantriebsmotor 6, welcher als Verbrennungsmotor oder auch elektrischer Motor ausgebildet sein kann, treibt einerseits, wenn er als Verbrennungsmotor ausgebildet ist, über ein Getriebe 7, welches häufig als Riemengetriebe ausgebildet ist, einen Generator 8 an, welcher über einen Umrichter 9 eine Batterie 10 mit elektrischer Energie versorgt. Die Batterie 10 im Lastkraftwagen weist häufig 24 V als Spannung auf. Der Generator 8 ist in einem Lastkraftwagen häufig als Drehstromgenerator ausgebildet und der Umrichter 9 wandelt den Wechselstrom in Gleichstrom. Die Batterie 10 versorgt im Lastkraftwagen häufig die Beleuchtung und weitere Verbraucher. Der Antriebsmotor 6 treibt über ein Schaltgetriebe 11 die Räder 12 des Fahrzeugs an. Der Antriebsmotor 6 weist einen Nebenabtrieb 13 auf, über welchen der Antriebsmotor 6 den Generator 14 antreibt. Der Generator 14 ist ebenfalls häufig als Drehstromgenerator ausgebildet. Die elektrische Energie des Generators 14 wird über den Umrichter 15 einer elektrischen Speichereinrichtung 16 zugeführt. Die elektrische Speichereinrichtung 16 kann beispielsweise als Gleichstrombatterie ausgebildet sein. Der Umrichter 15 wandelt den Wechselstrom des Generators 14 in Gleichstrom um. Die elektrische Energie aus der elektrischen Speichereinrichtung 16 wird über einen Umrichter 17 dem elektrischen Motor 4 zugeführt. Die elektrische Speichereinrichtung 16 ist als Hochvolt Speichereinrichtung ausgebildet und weist somit eine höhere Spannung auf, als die Batterie 10. Der elektrische Motor 4 ist vorzugsweise als Drehstrommotor ausgeführt. Der elektrische Motor 4 treibt über ein Getriebe 3 die Mischtrommel 2 an. Die elektrische Speichereinrichtung 16 liefert elektrische Energie zum Gleichstromwandler 21. Der Gleichstromwandler 21 wird von der Steuerungseinrichtung 24 angesteuert, welche auch mit dem Drehzahlsensor 25 in Wirkverbindung steht. Der Drehzahlsensor 25 detektiert die Drehzahl der Antriebswelle des elektrischen Motors 4 oder der Bremswelle der Bremse 5. Es besteht auch die Möglichkeit, den Drehzahlsensor 25 an einer anderen Stelle anzuordnen, um die Drehzahl der Mischtrommel 2 zu erfassen. Wird die Bremse 5 nicht mit elektrischer Energie aus der elektrischen Speichereinrichtung 16 versorgt, so wird die Bremse 5 durch die Feder 23 im Schließsinne betätigt. Somit kann sich die Mischtrommel 2 nicht mehr drehen. Steuert die Steuereinrichtung 24 über den Gleichstromwandler 21 die Bremse 5 so an, dass diese mit elektrischer Energie versorgt wird, so wird die Bremse 5 entgegen der Federkraft 23 im Öffnungssinne betätigt und die Mischtrommel 2 kann durch den elektrischen Motor 4 gedreht werden.
Die Steuereinrichtung 24 kann in Abhängigkeit der Signale des Drehzahlsensors 25 und weiterer Ansteuerungsbefehle sowohl den elektrischen Motor 4 als auch die Bremse 5 ansteuern.
Fig. 3:
Der elektrische Motor 4 weist eine Antriebswelle 26 auf, welche über das Planetengetriebe des Getriebes 3 die nicht dargestellte Mischtrommel 2 in der 2 antreibt. Die Antriebswelle 26 ist mit der Bremse 5 drehfest verbunden, wobei die Bremse 5 Federn 23 aufweist, welche die Druckplatte 27 dann auf die Bremsscheibe 22 drücken, wenn die Bremse 5 im Schließsinne aktiviert ist. Dies geschieht dann, wenn die Bremse 5 keine elektrische Energie zugeführt bekommt. Die Bremse 5 weist einen Elektromagneten 29 auf, welcher, wenn er mit elektrischer Energie versorgt wird, die Druckplatte 27 entgegen der Federkraft der Feder 23 anzieht. Dadurch ist die Bremse 5 im Öffnungssinne betätigt und Bremsscheibe 22 kann wieder frei drehen. Die Bremse 5 kann eine mechanische Lüfteinrichtung aufweisen, welche die Druckplatte 27 entgegen der Feder 23 drückt, sodass die Bremse 5 auch ohne elektrische Energie mechanisch gelüftet werden kann. Ebenso besteht die Möglichkeit, die Schrauben 30 der Bremse 5 zu entfernen, wodurch die Federkraft der Feder 23 nicht mehr auf die Druckplatte 27 wirken kann und die Bremse auch dadurch nicht mehr die Bremsscheibe 22 bremst. Dadurch besteht die Möglichkeit, mechanisch die Bremse 5 zu entriegeln, sodass auch beim völligen Ausfall der elektrischen Energieversorgung für die Bremse 5 diese bei einem Notfall gelüftet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Fahrmischer
2: Mischtrommel
3: Getriebe
4: elektrischer Motor
5: Bremse
6: Fahrzeugantriebsmotor
7: Getriebe
8: Generator
9: Umrichter
10: Batterie
11: Schaltgetriebe
12: Räder
13: Nebenabtrieb
14: Generator
15: Umrichter
16: elektrische Speichereinrichtung
17: Umrichter
18: Motorgehäuse
19: Getriebeabtrieb
20: Drehzahlsensorrad
21: Gleichstromwandler
22: Bremsscheibe
23: Feder
24: Steuereinrichtung
25: Drehzahlsensor
26: Antriebswelle
27: Druckplatte
28: Rotorwelle
29: Elektromagnet
30: Schraube

Claims

Bremsvorrichtung für eine Mischtrommel (2) eines Fahrmischers (1), wobei die Bremsvorrichtung eine Bremse (5) aufweist, welche mittels Federkraft oder magnetischer Kraft so betätigt wird, dass die Mischtrommel (2) gebremst ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Speichereinrichtung (16) mit einem elektrischen Motor (4) verbunden ist, welcher die Mischtrommel (2) antreibt und mittels Energie der elektrischen Speichereinrichtung (16) die Bremse (5) im Öffnungssinne betätigt, sodass die Mischtrommel (2) nicht mehr durch die Bremse (5) gebremst ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Speichereinrichtung (16) eine Hochvoltbatterie ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Speichereinrichtung (16) über einen Umrichter (15), welcher Wechselstrom in Gleichstrom umrichtet, mit einem Drehstromgenerator (14) verbunden ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltbatterie über einen Spannungswandler (21) mit der Bremse (5) verbunden ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (4), welcher die Mischtrommel (2) antreibt, über einen Umrichter (17), welcher Gleichstrom in Wechselstrom umrichtet, mit der elektrischen Speichereinrichtung (16) verbunden ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung (24) die Bremse (5) ansteuert.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (5) im Schließsinne mittels der Kraft einer Feder (21) betätigt wird, wenn die elektrische Speichereinrichtung (16) keine elektrische Energie zur Bremse (5) liefert.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) zwischen der Bremse (5) und einem Getriebe (3), welches mit der Mischtrommel (2) verbindbar ist, angeordnet ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (5) mit einer Antriebswelle (26) des Elektromotors (4) verbunden ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (5) mechanisch auch ohne elektrische Energie im Öffnungssinne betätigbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Bremse (5), einer Mischtrommel (2) eines Fahrmischers (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (5) dann im Schließsinne betätigt wird, wenn ein Antrieb (4) zum Drehen der Mischtrommel (2) so angesteuert wird, dass die Drehzahl der Mischtrommel (2) reduziert wird.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehzahlsensor (25) die Drehzahl der Mischtrommel (2) detektiert und mittels dieses Signals die Bremse (5) ansteuerbar ist.