DE102019213066A1

DE102019213066A1 - Fahrmischer mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung für eine Mischtrommel

Info

Publication number: DE102019213066A1
Application number: DE102019213066.6A
Authority: DE
Inventors: Eduard Heilig; Raphael Zohner; David Wörzler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2020-08-20

Abstract

Ein Fahrmischer mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung für eine Mischtrommel (2), weist einen Energieanschluss (26) auf, welcher mit einer externen Energiequelle außerhalb des Fahrmischers (1) verbindbar ist. Eine Steuereinrichtung, detektiert ob die elektrische Verbindung zur externen Energiequelle vorhanden ist. Bei vorhandener elektrischer Verbindung gibt der Fahrmischer (1) entweder ein Warnsignal aus oder der Fahrmischer wird so angesteuert, dass eine Bewegung des Fahrmischers im Sinne einer Fahrbewegung unterbleibt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrmischer mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung für eine Mischtrommel nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Die DE1683817 offenbart eine elektrische Antriebsvorrichtung für eine Mischtrommel eines Fahrmischers, bei welcher wahlweise die Energieversorgung aus einem fahrzeugunabhängigen Stromnetz erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fahrmischers weiter zu verbessern.
Erfindungsgemäß weist der Fahrmischers einen Energieanschluss für eine außerhalb des Fahrmischers angeordnete elektrische Energiequelle auf, wobei eine Steuereinrichtung erkennt ob eine elektrische Verbindung mit dieser elektrischen Energiequelle besteht und bei bestehen einer derartigen Verbindung Komponenten des Fahrzeugs so ansteuert, dass das Fahrzeug im Sinne einer Fahrbewegung nicht bewegt werden kann, oder beim Bewegen des Fahrzeugs im Sinne einer Fahrbewegung ein Warnsignal ausgegeben wird. Dies kann beispielsweise von einer Zentralen Steuereinheit erkannt werden, welche auch einen Energiefluss erkennen kann. Der Fahrmischer kann hierfür mit einem Anschluss, beispielsweise einem Stecker oder einer Steckdose ausgebildet sein, mittels welchem die externe Energiequelle mit dem Fahrmischer verbindbar ist. Der Anschluss kann als Gleichstromanschluss ausgebildet sein. Es besteht auch di Möglichkeit, dass der Fahrmischer einen Wechselstromanschluss und einen Gleichstromanschluss aufweist. Über den Gleichstromanschluss kann eine Gleichstromquelle angeschlossen werden, welche beispielsweise auf der Baustelle stationär eingerichtet ist. Es besteht die Möglichkeit mobil zur Baustelle auf dem Fahrmischer eine Vorrichtung mitzuführen und auf der Baustelle diese Vorrichtung aufzustellen und die Vorrichtung sowohl mit dem Energienetz der Baustelle als auch mit dem Anschluss auf dem Fahrmischer zu verbinden. Dieses mobile Vorrichtung stellt dem Fahrmischer Gleichstrom zur Verfügung und kann mit Wechselstrom und, oder Gleichstrom aus dem Energienetz beispielsweise der Baustelle, gespeist werden.
Erkennt die Steuereinheit, dass Energie am Stecker anliegt, wird verhindert, dass der Verbrennungsmotor gestartet wird, oder dass die Antriebsverbindung zu den Fahrzeugrädern aufgebaut wird um zu verhindern, dass sich die Fahrzeugräder drehen. Werden die Fahrzeugräder elektrisch angetrieben, kann auch die Energie zu diesen Elektromotoren unterbrochen werden. Dadurch wird verhindert, dass das eingesteckte Kabel abgerissen wird. Es besteht auch die Möglichkeit die Bewegung der Fahrzeugräder zuzulassen, jedoch ein Warnsignal auszugeben, welches akustisch oder visuell sein kann.
Erkennt die Steuereinheit, dass Energie am Stecker anliegt, kann auch der Energiefluss vom Generator zur Batterie abgeschaltet werden.
Somit detektiert eine Steuereinrichtung, ob die elektrische Verbindung zur externen Energiequelle vorhanden ist. Bei vorhandener elektrischer Verbindung gibt der Fahrmischer entweder ein Warnsignal aus, und oder der Fahrmischer wird so angesteuert, dass eine Bewegung des Fahrmischers im Sinne einer Fahrbewegung unterbleibt.
Vorzugsweise handelt es sich bei der elektrischen Speichereinrichtung um eine Hochvoltbatterie. 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, somit die Batterie über einen Umrichter, welcher Gleichstrom in Wechselstrom umrichtet, mit einem Drehstromelektromotor verbunden, welcher die Trommel antreibt.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Es zeigen

1 einen Fahrmischer
2 den Aufbau des Antriebsstrangs der Mischtrommel

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.
Der Fahrmischer weist einen Energieanschluss 26 auf, mittels welchem elektrische Energie von einem externen Energienetz oder einer externen Energiequelle zum Fahrmischer und dessen Verbraucher geleitet werden kann.
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 Fahrmischer 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. Die Räder können zusätzlich auch elektrische Antriebsmotore aufweisen. 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, somit der Wechselstrom des Generators 14 wird über den Umrichter 15 einer elektrischen Speichereinrichtung 16 zugeführt. Somit richtet der Umrichter 15 den Wechselstrom in Gleichstrom um. 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. Somit wandelt der Umrichter den Gleichstrom in Wechselstrom um. 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.
Der Energieanschluss 27 und der Energieanschluss 26 sind mit dem Umrichter 15 verbunden. Der Umrichter 15 ist auch mit dem Generator 14 und der elektrischen Speichereinrichtung 16 verbunden. Der Umrichter 15 richtet den Wechselstrom in Gleichstrom um. Zusätzlich weist der Umrichter 15 einen Schalter 28 und einen Schalter 29 auf. Der Schalter 28, der Schalter 29 und der Stromumrichter 30 können auch räumlich getrennt angeordnet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, dass nur der Energieanschluss 26 vorhanden ist und der Energieanschluss 27 nicht vorhanden ist. Ist dies der Fall kann auch der Schalter 28 entfallen. Ist nur der Energieanschluss 27 vorhanden kann auch der Schalter 29 entfallen. Der Schalter 28 verbindet entweder den Generator 14 mit dem Stromumrichter 30 oder den Energieanschluss 27 mit dem Stromumrichter 30. Der Schalter 29 verbindet entweder den Stromumrichter 30 mit dem Energiespeicher 16 oder den Energieanschluss 26 mit dem Energiespeicher 30.
Der Fahrmischer kann eine mobile Vorrichtung mitführen, welche auf der Baustelle entladen wird und einen Anschluss an das Energienetz der Baustelle aufweist und einen Energieausgang zur Verbindung mit dem Energieanschluss 26 aufweist. Die Vorrichtung kann Wechselstrom der Baustelle in Gleichstom umformen und dem Fahrmischer zur Verfügung stellen. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Baustelle oder das Betonmischwerk eine Gleichstromladestation installiert hat, welche mit einem Kabel mit dem Energieanschluss 26 verbindbar ist.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Baustelle oder das Betonmischwerk eine Wechselstromladestation installiert hat, welche mit einem Kabel mit dem Energieanschluss 27 verbindbar ist.
Erkennt die Steuereinrichtung 24 dass eine externe Energiequelle, beispielsweise eine Ladestation mit dem Energieanschluss 26 oder dem Energieanschluss 27 verbunden ist, so steuert die Steuereinrichtung 24 den Fahrmischer so an, dass dieser nicht im Sinnen einer Fahrbewegung bewegt werden kann, oder dass ein Warnsignal ausgegeben wird. Die Ansteuerung kann auf den Fahrzeugantriebsmotor 6, dass dieser nicht gestartet werden kann und, oder das Schaltgetriebe 11, dass dieses im Leerlauf verbleibt und oder die Räder 12, beispielsweise deren Bremsen betätigt bleiben. Die Anzeige kann auf einem Bildschirm und oder akustisch erfolgen. Dadurch wird verhindert, dass das eingesteckte Kabel abgerissen werden kann.
Indem der Schalter 28 und oder der Schalter 29 wirkt, wird verhindert, dass der Energiespeicher 16 überladen wird.
Der Energieanschluss 26 und der Energieanschluss 27 können galvanisch getrennt vom restlichen elektrischen System im Fahrmischer ausgeführt sein.
Die Steuereinheit 24 steuert auch das Batteriemanagement des Energiespeichers 16, sowie dessen Heizung und Kühlung, sowie das elektrische Laden des Energiespeichers 16.
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: Energieanschluss
27: Energieanschluss
28: Schalter
29: Schalter
30: Stromumrichter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1683817 [0002]

Claims

Fahrmischer mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung für eine Mischtrommel (2), wobei die Antriebsvorrichtung einen Energieanschluss (26,27) aufweist, welcher mit einer externen Energiequelle außerhalb des Fahrmischers (1) verbindbar ist und mit einer Steuereinrichtung (24), mittels welcher eine elektrische Verbindung zur externen Energiequelle detektierbar ist, wobei bei vorhandener elektrischer Verbindung entweder der Fahrmischer (1) ein Warnsignal ausgibt und oder der Fahrmischer so angesteuert wird, dass eine Bewegung im Sinne einer Fahrbewegung unterbleibt.
Fahrmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung so lange unterbleibt, wie die elektrische Verbindung besteht.
Fahrmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Energieanschluss (26) Gleichstrom von einer externen Gleichstromquelle dem Fahrmischer zugeführt wird, wobei dieser Gleichstrom einen Energiespeicher (16) und einen elektrischen Motor (4) zum Antrieb der Mischtrommel (2) mit Energie versorgt.
Fahrmischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (16) mittels eines Schalters (29) entweder mit einem Generator 14 oder mit dem Energieanschluss (26) verbindbar ist.
Fahrmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Energieanschluss (27) Wechselstrom von einer externen Wechselstromquelle dem Fahrmischer (1) zugeführt wird, wobei dieser Wechselstrom über einen Stromumrichter (30) einen Energiespeicher (16) und einen elektrischen Motor (4) zum Antrieb der Mischtrommel (2) mit Energie versorgt.
Fahrmischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (16) mittels eines Schalters (28) entweder mit einem Generator 14 oder mit dem Energieanschluss (27) verbindbar ist.
Fahrmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrmischer (1) eine mobile Vorrichtung mitführt, welche einen Wechselstromanschluss als Eingang und einen Gleichstromanschluss als Ausgang aufweist.
Fahrmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Energiequelle eine Gleichstromladestation ist.
Verfahren zum Betrieb eines Fahrmischers mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung für eine Mischtrommel (2), wobei die Antriebsvorrichtung einen Energieanschluss (26,27) aufweist, welcher mit einer externen Energiequelle außerhalb des Fahrmischers (1) verbunden wird und mit einer Steuereinrichtung (24), welche eine elektrische Verbindung zur externen Energiequelle detektiert, wobei bei vorhandener elektrischer Verbindung entweder der Fahrmischer (1) ein Warnsignal ausgibt und oder der Fahrmischer so angesteuert wird, dass eine Bewegung im Sinne einer Fahrbewegung unterbleibt.