DE102019217590A1

DE102019217590A1 - Verfahren zum Ermitteln eines Schädigungsgrades eines Trommelantriebes

Info

Publication number: DE102019217590A1
Application number: DE102019217590.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Eymüller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2021-05-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermitteln eines Schädigungsgrades eines Trommelantriebes eines Fahrmischers, aufweisend einen elektrischen Motor zum Antreiben der Mischtrommel über eine mechanische Wirkverbindung, und eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist mit dem elektrischen Motor verbunden und eingerichtet, um die Trommeldrehzahl und das Drehmoment des elektrischen Motors zu ermitteln und aus diesen Information und unter Berücksichtigung eines empirisch ermittelten Schädigungsexponenten die Schädigung von Bauteilen zu ermitteln.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermitteln eines Schädigungsgrades eines Trommelantriebes, insbesondere eines Trommelantriebes eines Fahrmischers, welcher eine elektrische Antriebseinrichtung zum Antrieb der Mischtrommel aufweist.
Für den Transport von Qualitätsbeton vom Mischwerk zur Baustelle werden heutzutage fast ausschließlich Fahrmischer eingesetzt, mit denen ein Entmischen des Betons während des Transports verhindert werden kann. Ein Fahrmischer umfasst eine Trommel zur Betonaufnahme, die über eine Antriebseinrichtung angetrieben werden kann. In der Trommel ist eine Mischspirale vorgesehen, die je nach Drehrichtung ein Befüllen oder Entleeren der Trommel ermöglicht. Die DE10 2018 205 427 A1 bezieht sich auf Fahrmischer, bei welchem die Trommel über einen elektrischen Motor angetrieben wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde die Lebensdauer von Bauteilen eines Trommelantriebes zu ermitteln.
Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Verfahren gelöst.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermitteln eines Schä-digungsgrades eines Trommelantriebes, insbesondere eines Trommelantriebes eines Fahrmischers.
Die Drehzahl und das Drehmoment der angetriebenen Mischtrommel wird durch einen Inverter, auch Wechselrichter genannt, erfasst. Der Wechselrichter ist Teil der Leistungselektronik des elektrischen Motors. Auch das anliegende Drehmoment am Generator wird durch einen Inverter, auch Wechselrichter genannt, erfasst und im Bedarfsfall geregelt. Der Wechselrichter des Generators ist Teil der Leistungselektronik des Generators. Die Daten vom elektrischen Motor und vom Generator werden über eine CAN Schnittstelle bereitgestellt. Diese Daten werden für Berechnungen der Schädigung der Bauteile und die anschließenden Auswertungen verwendet.
Der Trommelantrieb weist eine elektronische Steuereinrichtung auf, welche auch zentrale elektrische Steuerung (elect.-Drum-Control-Unit = eDCU) genannt wird. Diese Steuereinrichtung wird auch verwendet, um Informationen über den Antrieb der Mischtrommel zu erfassen. Die Steuereinrichtung steuert die Leistungselektronik für den elektrischen Motor an und steuert somit den elektrischen Motor. Auch die Ansteuerung des Generators erfolgt über diese elektronische Steuereinrichtung (eDCU).
Die elektronische Steuereinrichtung (eDCU) berechnet permanent mittels der Informationen zur Drehzahl und das abgegebene Drehmoment des elektrischen Motors, sowie die Drehzahl des Generators und des anliegenden Drehmoments des Generators eine Schädigung für das nahgeschaltete Getriebe und dessen Bauteile, wie beispielsweise Lager, Zahnräder und Wellen. Beim nachgeschalteten Getriebe handelt es sich um das Getriebe zwischen dem elektrischen Motor und der Mischtrommel. Es besteht die Möglichkeit, dass die elektronische Steuereinrichtung auch die Schädigung für weitere Komponenten des Antriebsstranges berechnet.
Durch diese, während dem Betrieb permanent erfolgende Schädigungsberechnung, können beispielsweise beim Auslesen der Daten im Servicefall, Rückschlüsse über die bereits absolvierte Lebensdauer des Antriebs ermittelt werden.
Setzt man die aktuelle Schädigung des Antriebs mit der Schädigung des Antriebs während den Erprobungen, beispielsweise aus Lastläufen auf dem Prüfstand ins Verhältnis, so kann ermittelt werden, inwieweit Komponenten und Bauteile des Antriebsstranges bereits das Lebensdauerende erreicht haben oder ob Ausfälle bestimmter Bauteile in naher Zukunft zu erwarten sind. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass kritische Bauteile bereits vor dem Versagen im Servicefall ausgetauscht werden.
Nachfolgend werden die einzelnen Schritte und Berechnungen zur Ermittlung der Schädigung im Detail dargestellt.
Die Inverter des elektrischen Motors und vom Generator erfassen das abgegebene Drehmoment des elektrischen Motors und das anliegende Drehmoment des Generators und deren Drehzahlen. Anhand dieser Daten kann in der elektronischen Steuereinrichtung (eDCU) eine Schädigungsberechnung erfolgen.
Dabei werden die folgenden Definitionen verwendet.
Für den Antrieb der Mischtrommel gilt:

Drehzahl (n) = Drehzahl des elektrischen Motors. Dies kann auch die Drehzahl der Mischtrommel sein, welche dann mit dem Faktor der Übersetzung des Getriebes umgerechnet wird.
Drehmoment (T) = abgegebenes Drehmoment des elektrischen Motors.
z = Zyklen (Abtastrate von einem Messpunkt zum nächsten Messpunkt) nach Zyklenzeit (typischerweise 10ms)
Aufsummierung der Schädigung bis zum aktuellen Zeitpunkt über alle Messpunkte z während dem gesamten Betrieb.

Die Schädigungen an den jeweiligen Lagern/Zahnrädern des Getriebes zwischen dem elektrischen Motor und der Mischtrommel können durch Berücksichtigung der Übersetzungen „i“ innerhalb des Getriebes bis zum jeweiligen Bauteil hochgerechnet werden.
Für Lager, Zahnräder und Wellen gibt es unterschiedliche Schädigungsexponenten. Diese sind in der Berechnung mit zu berücksichtigen und werden empirisch ermittelt.
Für den Generator gilt:

Drehzahl (n) = Drehzahl des Generators. Dies kann auch die Drehzahl des Nebanantriebs mittels welchem der Generator angetrieben wird, sein (PTO).
Drehmoment (T) = Drehmoment des Generators mit welchem der Generator angetrieben wird.
z = Zyklen (Abtastrate von einem Messpunkt zum nächsten Messpunkt) nach Zyklenzeit (typischerweise 10ms)

Die Schädigung wird in einer Schädigungszahl ausgegeben, welche durch Aufsummierung der Schädigung bis zum aktuellen Zeitpunkt über alle Messpunkte z während dem gesamten Betrieb gebildet wird.
Somit gilt allgemein: $S c h \ddot{a} d i g u n g s z a h l = \sum_{z = 0}^{z} (D r e h m o m e n t^{S c h \ddot{a} d i g u n g s e p o n e n t} * D r e h z a h l) z$
Die Schädigung und somit die Schädigungszahl für den Antrieb der Mischtrommel durch den elektrischen Motor und aller dazwischen geschalteter Komponenten und Bauteile wird ermittelt, indem die Schädigung bis zum aktuellen Zeitpunkt über alle Messpunkte z während dem gesamten Betrieb aufsummiert wird. Hierbei ist T das Drehmoment des elektrischen Motors und n die Drehzahl des elektrischen Motors. $S_{A n t r i e b} = \sum_{z = 0}^{z} (T^{S c h \ddot{a} d . - E x p .} * n) z$
Wird zwischen dem elektrischen Motor und der Mischtrommel ein Getriebe mit drei Planetenstufen verwendet, wobei die erste Planetenstufe vom elektrischen Motor angetrieben wird und die zweite Planetenstufe von der ersten Planetenstufe angetrieben wird und die Dritte Planetenstufe von der zweiten Planetenstufe angetrieben wird und die Dritte Planetenstufe die Mischtrommel antriebt, so gilt:

Die Schädigung der ersten Planetenstufe und der dazugehörigen Komponenten ist zu berechnen, indem als Basis die Berechnung der Schädigung des elektrischen Motors verwendet wird und diese Berechnung unter Berücksichtigung der Übersetzung der ersten Planetenstufe erweitert wird, wobei iPlanetenstufe_#1 die Übersetzung der ersten Planetenstufe ist und Schäd.-Exp. der Schädigungsexponent ist: $S_{P l a n e t e n s t u f e_# 1} = \sum_{z = 0}^{z} ((T^{S c h \ddot{a} d . - E x p .} * i_{P l a n e t e n s t u f e_# 1}) * (\frac{n}{i_{P l a n e t e n s t u f e_# 1}})) z$

Die Schädigung der zweiten Planetenstufe und der dazugehörigen Komponenten sind dann analog unter Beachtung der Übersetzung der ersten und der zweiten Planetenstufe zu ermitteln, wobei iPlanetenstufe_#1 die Übersetzung der ersten Planetenstufe ist und iPlanetenstufe_#2 die Übersetzung der zeiten Planetenstufe und Schäd.-Exp. der Schädigungsexponent ist: $S_{P l a n e t e n s t u f e_# 2} = \sum_{z = 0}^{z} ((T^{S c h \ddot{a} d . - E x p .} * i_{P l a n s t e n s t u f e_# 1} * i_{P l a n s t e n s t u f e_# 2}) * (\frac{n}{i_{P l a n s t e n s t u f e_# 1} * i_{P l a n s t e n s t u f e_# 2}})) z$
Die Schädigung des Abtriebs der dritten Planetenstufe und der dazugehörigen Komponenten ist dann analog unter Beachtung der Übersetzung der ersten und der zweiten Planetenstufe zu ermitteln, wobei iCML die Übersetzung der dritten Planetenstufe ist und wobei iPlanetenstufe_#1 die Übersetzung der ersten Planetenstufe ist und iPlanetenstufe_#2 die Übersetzung der zeiten Planetenstufe und Schäd.-Exp. der Schädigungsexponent ist: $S_{A b t r i e b} = \sum_{z = 0}^{z} ((T^{S c h \ddot{a} d . - E x p .} * i_{P l a n e t e n s t u f e_# 1} * i_{P l a n e t e n s t u f e_# 2} * i_{C M L}) * (\frac{n}{i_{P l a n e t e n s t u f e_# 1} * i_{P l a n e t e n s t u f e_# 2} * i_{C M L}})) z$
Entsprechend gilt für die Berechnung der Schädigung des Generators und dessen Antriebs Komponenten: $S_{G e n e r a t o r} = \sum_{z = 0}^{z} (T^{S c h \ddot{a} d . - E x p .} * n) z$
Die Schädigung wird als Schädigungszahl in einer Speichereinrichtung gespeichert und kann jederzeit ausgewertet werden. Es besteht die Möglichkeit die Schädigung auf einem Ausgabegerät im Fahrmischer auszugeben, oder über eine drahtlose Datenverbindung zu übermitteln und dann unabhängig vom Fahrmischer auszuwerten.
Weitere Details zum Fahrmischer werden nachfolgend beschrieben. Der Fahrmischer kann einen Grundrahmen und einen Mischeraufbau aufweisen, wobei der Mischeraufbau eine Mischertrommel und eine Vorrichtung zum Antreiben derselben gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweisen kann. Der Grundrahmen des Fahrmischers kann ein zwei-, drei- oder vierachsiger Lastkraftwagen sein, auf dem ein Mischeraufbau mit einer Trommel vorgesehen ist. Mit der Trommel können beispielsweise 6-7 m³, 8-9 m³ oder 10- 12 m³ Beton transportiert werden. Ebenfalls kann der Grundrahmen des Fahrmischers ein Sattelauflieger sein, auf dem ein Mischeraufbau mit einer Trommel vorgesehen ist, mit der beispielsweise bis zu 15 m³ Beton transportiert werden können.
Die Vorrichtung weist einen elektrischen Motor zum Antreiben der Fahrmischertrommel über eine mechanische Wirkverbindung auf. Bei dem elektrischen Motor kann es sich um einen Synchron- oder Asynchronmotor handeln. Der elektrische Motor muss so ausgebildet sein, beispielsweise eine Leistung aufweisen, dass mit diesem die Mischertrommel eines Fahrmischers angetrieben werden kann. Der Antrieb erfolgt über eine mechanische Wirkverbindung. Ein Antreiben über eine mechanische Wirkverbindung erfordert eine ausschließlich mechanische Kopplung zwischen dem elektrischen Motor und der Mischertrommel. Dabei können in dem Antriebsstrang zwischen dem elektrischen Motor und der Fahrmischertrommel weitere mechanische Einrichtungen, beispielsweise eine Kupplung und/oder ein mechanisches Getriebe, vorgesehen sein. Es erfolgt jedoch keine Umwandlung in eine andere Energieform, die zum Antreiben der Mischertrommel verwendet wird. Insbesondere erfolgt keine Umwandlung der elektrischen Energie des Motors in hydraulische Energie.
Die Vorrichtung weist ferner eine Steuereinrichtung mit einer Soll-Schnittstelle zum Bereitstellen einer Solldrehzahl der Fahrmischertrommel auf. Bei einer Schnittstelle kann es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung um eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung handeln, welche beispielsweise zum Senden und Empfangen von Datenströmen in paketierter oder unpaketierter Form ausgebildet sein kann. Die Schnittstellen der Steuereinrichtung können als separate Einrichtungen ausgebildet sein. Alternativ können einige oder alle der Schnittstellen der vorliegenden Erfindung auch über eine einzige Einrichtung, zum Beispiel einen BUS, verwirklicht werden.
Unter einer Soll-Drehzahl der Trommel wird eine Drehzahl verstanden, die als angestrebte Trommeldrehzahl vorgegeben wird. Die Vorgabe kann beispielsweise unmittelbar durch einen Fahrer des Fahrmischers erfolgen, der die Soll-Drehzahl einstellt. Ebenso kann die Vorgabe mittelbar erfolgen, indem der Fahrer beispielsweise einen Befehl vorgibt, dem eine bestimmte Solldrehzahl durch die Steuereinrichtung zugeordnet wird. Zu unterscheiden ist die Soll-Drehzahl von der Ist Drehzahl, welche die aktuell vorliegende Drehzahl der Trommel beschreibt. Die Steuereinrichtung ist mit dem elektrischen Motor verbunden und eingerichtet, um die Trommeldrehzahl über den elektrischen Motor einzustellen. Unter einer Einrichtung der Steuereinrichtung zum Ausführen einer bestimmten Funktion wird die spezifische Herrichtung dieser, also die Programmierung, zum Ausführen der Funktion verstanden. Ein Einstellen der Trommeldrehzahl kann ein Erhöhen, Verringern und/oder Konstanthalten der Trommeldrehzahl umfassen. Das Einstellen der Trommeldrehzahl erfordert jedoch eine konkrete Entscheidung durch die Steuereinrichtung zumindest eine dieser Aktionen einzuleiten.
Das Einstellen der Trommeldrehzahl durch die Steuereinrichtung erfolgt auf Basis der über die Sollschnittstelle bereitgestellten Solldrehzahl. In anderen Worten ist die über die Sollschnittstelle bereitgestellte Soll-Drehzahl kausal für die Einstellung der Trommeldrehzahl. Dabei kann die Trommeldrehzahl so eingestellt werden, dass diese auf die Solldrehzahl erhöht oder verringert wird. Alternativ ist es im Rahmen der Einstellung aber auch denkbar, dass auf Basis der Solldrehzahl entschieden wird, die Trommeldrehzahl konstant zu halten. Dies ist auch dann möglich, wenn die Solldrehzahl und die aktuelle Ist Drehzahl auseinanderfallen.
Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um eine Trommellast über die Zustandsschnittstelle zu ermitteln. Unter einer Trommellast wird die auf die Trommel wirkende Belastung durch beispielsweise geladenes Gut verstanden.
Die Steuereinrichtung kann ferner eine Generatorschnittstelle aufweisen und eingerichtet sein, um einen mit der Generatorschnittstelle verbundenen Generator in Abhängigkeit einer Energieanforderung der Vorrichtung zu steuern. Der Generator kann direkt oder über seine Leistungselektronik mit der Generatorschnittstelle verbunden sein. Der Generator kann dem Speisen einer Batterie dienen, über welche der elektrische Motor versorgt wird. Der Generator kann wiederum von einem Verbrennungsmotor des Fahrmischers angetrieben werden. Durch Steuern des Generators kann eine ausreichende Energieversorgung des elektrischen Motors sichergestellt werden. Dies ermöglicht einen sicheren und effizienten Betrieb der Mischtrommel.
Darüber hinaus kann die Steuereinrichtung eine Ausgabeschnittstelle aufweisen und eingerichtet sein, um einen Zustand der Vorrichtung, einen Befehl und/oder eine Warnung über die Ausgabeschnittstelle an eine Ausgabeeinrichtung auszugeben. Beispielsweise kann bei Erreichen eines zuvor definierten Schädigungsgrades, eine entsprechende Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Die Ausgabeeinrichtung kann ein Display in der Fahrerkabine des Fahrmischers sein. Ebenso kann beispielsweise eine Empfehlung zum Anpassen der Solldrehzahl ausgegeben werden, um die Schädigung nicht weiter zu erhöhen. Durch diese Ausführungsform wird ein sicherer und effizienter Betrieb des Fahrmischers ermöglicht.
Ferner ist es denkbar, dass die Steuereinrichtung beim Auftreten sicherheitskritischer Situationen, beispielsweise bei erreichen einer zuvor definierten Schädigung eines Bauteils, selbst eine Aktion, beispielsweise einen Not-Stop oder eine Leistungsreduzierung, einleitet.
Figurenliste

1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Fahrmischers mit einer Vorrichtung zum Antreiben einer Fahrmischertrommel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In 1 ist ein schematischer Aufbau eines Fahrmischers 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Fahrmischer 1 dieser Ausführungsform umfasst einen mechanischen Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor 2, der über eine Kupplung 3 und ein Fahrgetriebe 4 mit einem Differentialgetriebe 5 verbunden ist. Das Differentialgetriebe 5 verteilt ein Abtriebsdrehmoment des Fahrgetriebes 4 auf zwei Räder 6.1 und 6.2 des Fahrmischers 1. Der Verbrennungsmotor ist in dieser Ausführungsform ein Dieselmotor.
An einem Nebenantrieb des Verbrennungsmotors 2 ist über eine Kupplung 7 ein elektrischer Generator 8 angebunden. Über die Leistungselektronik 9 des Generator 8 lässt sich ein Energiespeicher 10, beispielsweise ein Akkumulator und/oder Kondensator, laden. Die Leistungselektronik 9 des Generators 8 kann einen Gleichrichter, einen Schalter zum Schalten der elektrischen Verbindung zwischen Generator 8 und Energiespeicher 10 sowie weitere Bauelemente aufweisen.
An den Energiespeicher 10 ist ferner ein elektrischer Motor 12 über eine Leistungselektronik 11 angebunden. Die Leistungselektronik 11 des Motors 12 kann einen Wechselrichter, einen Schalter zum Schalten der elektrischen Verbindung zwischen Energiespeicher 10 und elektrischem Motor 12 sowie weitere Bauelemente aufweisen. Der Motor 12 wird in dieser Ausführungsform mit Energie des Energiespeicher 10 betrieben. Es besteht auch die Möglichkeit den Motor 12 mit Energie aus einem externen Energienetz zu betrieben.
Mit dem elektrischen Motor 12 wird in dieser Ausführungsform über eine Kupplung 13 und ein Trommelgetriebe 14 eine Mischtrommel 15 des Fahrmischers 1 angetrieben. Das Trommelgetriebe 14 kann ein untersetzendes Getriebe sein. Der elektrische Motor 12 steht damit in mechanischer Wirkverbindung mit der Trommel 15. Folglich umfasst der Fahrmischer 1 dieser Ausführungsform keinen hydraulischen Antrieb zum Antreiben der Mischtrommel 15.
Darüber hinaus umfasst der Fahrmischer 1 eine Steuereinrichtung 16, die eine erste Zustandsschnittstelle 17 aufweist, über welche ein Fahrzustand des Fahrmischers 1 bereitgestellt werden kann. Mit der ersten Zustandsschnittstelle 17 ist ein Fahrzustandssensor 18 verbunden. In dieser Ausführungsform lässt sich mittels des Fahrzustandssensors die Fahrzeuggeschwindigkeit messen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass mittels des Fahrzustandssensors 18 ein im Fahrgetriebe 4 eingelegter Gang und/oder der Zustand einer Haltebremse des Fahrmischers 1 erfasst werden kann. Ebenso ist es möglich den Fahrzustand über einen GPS-Sensor zu ermitteln. Über den Fahrzustandssensor 18 können also Daten an die Steuereinrichtung 16 bereitgestellt werden, aus denen sich der Fahrzustand des Fahrmischers 1 ermitteln lässt.
Darüber hinaus umfasst die Steuereinrichtung 16 eine zweite Zustandsschnittstelle 19, über welche die Drehzahl und/oder der Motorleistungsbedarf des Verbrennungsmotor 2 bereitgestellt werden kann. Hierfür ist in dem Verbrennungsmotor 2 eine Sensoreinrichtung zum Erfassen dieser Größen vorgesehen, die mit der zweiten Zustandsschnittstelle 19 verbunden ist. Über eine dritte Zustandsschnittstelle 20 ist mit der Steuereinrichtung 16 eine Sensoreinrichtung verbunden, über welche ein Zustand, beispielsweise ein Ladezustand und/oder eine Temperatur, des Energiespeichers 10 ermittelt werden kann.
Die aktuelle Drehzahl der Mischtrommel 15 lässt sich über einen Drehzahlsensor 21 ermitteln, der in dieser Ausführungsform an der Abtriebswelle des elektrischen Motors 12 vor der Kupplung 13 vorgesehen ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit die Drehzahl des elektrischen Motors rechnerisch aus Daten der Steuereinrichtung 16, welche den Motor 12 ansteuert, zu ermitteln. Der Drehzahlsensor 21 ist mit einer Ist Schnittstelle 22 der Steuereinrichtung 16 verbunden. Die Leistungselektronik 9 des Generators 8 ist mit einer Generatorschnittstelle 23 der Steuereinrichtung 16 verbunden und kann über diese gesteuert werden. Ebenso ist die Leistungselektronik 11 des elektrischen Motors 12 mit einer Motorschnittstelle 24 der Steuereinrichtung 16 verbunden und kann über diese gesteuert werden. Die Motorschnittstelle 24 fungiert ferner als weitere Zustandsschnittstelle 24, über welche die aktuelle Last der Trommel abgefragt werden kann.
Der Fahrmischer 1 umfasst ferner eine Drehzahleingabeeinrichtung 25 zum Eingeben einer Solldrehzahl der Mischtrommel 15. Die eine Drehzahleingabeeinrichtung 25 oder mehrere Drehzahleingabeeinrichtungen kann oder können am hinteren Fahrzeug, oder im Fahrerhaus, oder über eine tragbare Vorrichtung beispielsweise per Funk oder parallel angeordnet beziehungsweise vorhanden sein. Die Drehzahleingabeeinrichtung 25 ist im Fahrerhaus vorgesehen und kann als digitales Tableau, Hebel, Spracheingabe und/oder auf andere Weise ausgebildet sein. Die Drehzahleingabeeinrichtung 25 ist mit einer Sollschnittstelle 26 der Steuereinrichtung 16 verbunden.
Darüber hinaus umfasst der Fahrmischer 1 eine Anzeigeeinrichtung 27, die in dieser Ausführungsform als Display im Fahrerhaus oder an anderen Stellen der Drehzahleingabeeinrichtung 25 vorgesehen beziehungsweise angeordnet ist. Die Anzeigeeinrichtung 27 ist mit einer Ausgabeschnittstelle 28 der Steuereinrichtung 16 verbunden. Über eine Speicherschnittstelle 29 ist ferner ein Datenspeicher 30 an die Steuereinrichtung 16 angebunden. Im Datenspeicher sind beispielsweise Daten zu Schädigungsgraden von Bauteilen hinterlegt. Ebenso umfasst die Steuereinrichtung 16 eine Kommunikationsschnittstelle 31, mit welcher ein Kommunikationsmodul 32 zum drahtlosen Übertragen von Daten der Steuereinrichtung 16 an einen Server verbunden ist. Dies kann in dieser Ausführungsform mittels Satellit erfolgen.
Die Steuereinrichtung 16 ist eingerichtet, um das Verfahren nach Anspruch 1 auszuführen. Über die Sollschnittstelle 26 wird ermittelt, was für eine Solldrehzahl der Mischtrommel 15 durch den Bediener über die Drehzahleingabeeinrichtung 25 eingegeben wurde. Die ermittelte Solldrehzahl wird mit der aktuellen Drehzahl der Trommel 15, welche über den Drehzahlsensor 21 und die Ist Schnittstelle 22 bereitgestellt wird, verglichen. Weichen Soll- und Ist-Drehzahl voneinander ab, ist eine Anpassung der Drehzahl der Mischtrommel 15 erforderlich.
Hierzu wird die Last der Trommel über die Leistungselektronik 11 des Motors 12 durch Abfrage des Trommelantriebsmoments ermittelt.
In Abhängigkeit der ermittelten Trommellast wird eine Drehzahlrampe von der Ist Drehzahl auf die Solldrehzahl bestimmt. Anschließend wird die Drehzahl der Mischtrommel 15 entsprechend der bestimmten Rampe über die Leistungselektronik 11 des Elektromotors 12 eingestellt. Unter einer Rampe wird ein linearer Anstieg von einer Ist- auf eine Sollgröße verstanden.
Die ermittelten Daten werden über die Speicherschnittstelle 29 auf dem Datenspeicher 30 gespeichert. Gespeichert werden können in diesem Zusammenhang Systemsignale, zeitliche Abläufe, Anzahl der Fahrten, Trommeldrehzahlen, Fahrtwege, Geschwindigkeiten und/oder weitere Daten. Ferner werden die gespeicherten Daten über die Kommunikationsschnittstelle 31 und das Kommunikationsmodul 32 an einen Server des Flottenbetreibers übertragen. Die Übertragung kann fortlaufend und/oder bei Abfrage erfolgen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrmischer
2: Verbrennungsmotor
3: Kupplung
4: Fahrgetriebe
5: Differentialgetriebe
6.1, 6.2: Räder
7: Kupplung
8: Generator
9: Leistungselektronik Generator
10: Energiespeicher
11: Leistungselektronik Motor
12: Motor
13: Kupplung
14: Trommelgetriebe
15: Mischtrommel
16: Steuereinrichtung
17: erste Zustandsschnittstelle
18: Fahrzustandssensor
19: zweite Zustandsschnittstelle
20: dritte Zustandsschnittstelle
21: Drehzahlsensor
22: Ist Schnittstelle
23: Generatorschnittstelle
24: Motorschnittstelle
25: Drehzahleingabeeinrichtung
26: Sollschnittstelle
27: Anzeigeeinrichtung
28: Ausgabeschnittstelle
29: Speicherschnittstelle
30: Datenspeicher
31: Kommunikationsschnittstelle
32: Kommunikationsmodul

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018205427 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines Schädigungsgrades eines Trommelantriebes mit einem elektrischen Motor (12) und einer elektronischen Steuereinrichtung (16) wobei die elektronische Steuereinrichtung (16) das abgegebene Drehmoment und die Drehzahl des elektrischen Motors (12) erfasst und dieser erfassten Informationen die elektronischen Steuereinrichtung (16) eine Schädigung von Bauteilen des Trommelantriebs berechnet, wobei unter Berücksichtigung von Bauteilspezifischen Schädigungsexponenten mittels der Drehzahl und des Drehmoments des elektrischen Motors (12) die Schädigung dieser Bauteile oder Komponenten berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schädigungsexponenten empirisch für jedes Bauteil oder für jede Komponente ermittelt wird.
Verfahren zum Ermitteln eines Schädigungsgrades eines Trommelantriebes mit einem Generator (8), einem elektrischen Motor (12) und einer elektronischen Steuereinrichtung (16) wobei die elektronische Steuereinrichtung (16) das Drehmoment und die Drehzahl des Generators (8) erfasst und dieser erfassten Informationen die elektronischen Steuereinrichtung (16) eine Schädigung von Bauteilen des Trommelantriebs berechnet, wobei unter Berücksichtigung von Bauteilspezifischen Schädigungsexponenten mittels der Drehzahl und des Drehmoments des Generators (8) die Schädigung dieser Bauteile oder Komponenten berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung die Drehzahl und das Drehmoment des elektrischen Motors (12) ansteuert.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung das Drehmoment des Generators (12) ansteuert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektrischen Motor (12) und der Mischtrommel (15) ein Getriebe (14) angeordnet ist und bei der Ermittlung der Schädigung der Bauteile des Getriebes die Drehzahl des elektrischen Motors (12) unter Verwendung der Übersetzung des Getriebes verwendet wird.