DE102020203411A1

DE102020203411A1 - Mixing drum drive

Info

Publication number: DE102020203411A1
Application number: DE102020203411.7A
Authority: DE
Inventors: Eduard Heilig; Raphael Zohner; David Wörzler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-09-23

Abstract

Ein Mischtrommelantrieb weist eine Batterie und einen Wechselrichter 4 auf, wobei der Wechselrichter 4 dem elektrischen Motor 2 zum Antrieb der Mischtrommel 1 elektrische Energie zur Verfügung stellt. Kühles Fluid wird von der hydraulischen Pumpe 10 zuerst durch den Wechselrichter 4 geleitet, bevor das Fluid durch den elektrischen Motor 2 geleitet wird.A mixing drum drive has a battery and an inverter 4, the inverter 4 making electrical energy available to the electric motor 2 for driving the mixing drum 1. Cool fluid is first passed through the inverter 4 by the hydraulic pump 10 before the fluid is passed through the electric motor 2.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mischtrommelantrieb nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The present invention relates to a mixing drum drive according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Mischtrommelantriebe weisen einen elektrischen Motor auf, welcher mittelbar über ein Untersetzungsgetriebe oder unmittelbar die Mischtrommel des Fahrmischers im Drehsinne antreibt. Die Energie zum Antrieb der Mischtrommel bezieht der elektrische Motor häufig aus einer Batterie, welche Gleichspannung zur Verfügung stellt. Da der elektrische Motor häufig mit Wechselspannung arbeitet, sind elektrische Bauteile mit elektronischen Komponenten, wie beispielsweise Wechselrichter zwischengeschaltet.Mixing drum drives of the generic type have an electric motor which drives the mixing drum of the truck mixer either indirectly via a reduction gear or directly. The electric motor often draws the energy to drive the mixing drum from a battery, which provides direct voltage. Since the electric motor often works with alternating voltage, electrical components with electronic components, such as, for example, inverters, are interposed.

Die DE 10 2018 204 561 B3 offenbart einen Mischtrommelantrieb mit einem elektrischen Motor zum Antrieb der Mischtrommel und einem Wechselrichter, welcher die Gleichspannung der Batterie in Wechselspannung umformt.the DE 10 2018 204 561 B3 discloses a mixing drum drive with an electric motor for driving the mixing drum and an inverter which converts the DC voltage of the battery into AC voltage.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Mischtrommelantrieb weiter zu verbessern.The present invention is based on the object of further improving the generic mixing drum drive.

Erfindungsgemäß weist der Mischtrommelantrieb einen elektrischen Motor zum Antrieb der Mischtrommel und einen Wechselrichter auf, wobei der Wechselrichter und der elektrische Motor mit einem Fluid durchströmt werden, um den Wechselrichter und den elektrischen Motor zu kühlen. Hierfür fördert eine hydraulische Pumpe das Fluid, wobei das Fluid einen Kühler durchströmt und nach dem Kühler zuerst den Wechselrichter durchströmt, bevor das Fluid den elektrischen Motor durchströmt.According to the invention, the mixing drum drive has an electric motor for driving the mixing drum and an inverter, with a fluid flowing through the inverter and the electric motor in order to cool the inverter and the electric motor. For this purpose, a hydraulic pump conveys the fluid, the fluid flowing through a cooler and, after the cooler, first flowing through the inverter before the fluid flows through the electric motor.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die verschiedenen elektrischen Bauteile ihren besten Betriebspunkt bei einem bestimmten Temperaturniveau aufweisen. Elektronische Bauteile benötigen ein anderes Temperaturniveau und erzeuge eine geringere Abwärme als elektrische Maschinen wie beispielsweise ein Elektromotor. Da die Wechselrichter bei einem niedrigeren Temperaturniveau arbeiten, ist es wesentlich, die Reihenfolge Verzweigung und Leitungsführung des Fluids, welches zur Kühlung dient, so auf die elektrischen Bauteile abzustimmen, dass diese je nach Bedarf optimal gekühlt werden können. Elektrische Komponenten, welche mehr Wärme erzeugen als andere elektrische Komponenten und bei einem höheren Temperaturniveau betreibbar sind, sind deshalb am Ende des Kühlstranges kurz vor dem Kühler anzuordnen und zu durchströmen. Komponenten, welche weniger Wärme erzeugen und bei einem niedrigeren Temperaturniveau betreibbar sind, sollten deshalb am Beginn des Kühlstranges, somit kurz nach dem Kühler angeordnet sein. Wechselrichter erzeugen in der Regel weniger Wärme und bevorzugen eine geringere Kühltemperatur und sind deshalb kurz nach dem Kühler anzuordnen. Sind mehrere Wechselrichter vorhanden, so besteht die Möglichkeit, den Kühlstrom nach dem Kühler aufzuteilen, wodurch jeder Wechselrichter mit kühlem Fluid vom Kühler durchströmt werden kann. Die Kühlmengen in den unterschiedlichen Kühlsträngen, somit den unterschiedlichen Leitungen, welche in Parallelschaltung angeordnet sind, können beispielsweise über Blenden und/oder geeignete Leitungsquerschnitte eingestellt werden. Der gesamte Kühlstrom kann durch die Veränderung der Fördermenge der Pumpe eingestellt werden. Als hydraulische Pumpe kann eine Kreiselpumpe verwendet werden, welche kostengünstiger als andere Pumpen ausgeführt werden kann. Eine Kreiselpumpe kann kostengünstig einen großen Volumenstrom fördern, jedoch nur unter großem Aufwand ein hohes Druckniveau. Durch Aufteilung des Kühlstromes nach der Pumpe wird zwar ein größerer Volumenstrom der Pumpe benötigt, dies ist aber mit einer Kreiselpumpe kostengünstig erreichbar. Es besteht auch die Möglichkeit mehrere Pumpen für die unterschiedlichen Kühlmittelströme einzusetzen.The invention is based on the knowledge that the various electrical components have their best operating point at a certain temperature level. Electronic components require a different temperature level and generate less waste heat than electrical machines such as an electric motor. Since the inverters work at a lower temperature level, it is essential to match the sequence of branching and routing of the fluid, which is used for cooling, to the electrical components so that they can be optimally cooled as required. Electrical components, which generate more heat than other electrical components and can be operated at a higher temperature level, are therefore to be arranged and flowed through at the end of the cooling line just before the cooler. Components that generate less heat and can be operated at a lower temperature level should therefore be arranged at the beginning of the cooling line, i.e. shortly after the cooler. Inverters generally generate less heat and prefer a lower cooling temperature and should therefore be placed shortly after the cooler. If there are several inverters, it is possible to divide the cooling flow downstream of the cooler, so that each inverter can be flowed through with cool fluid from the cooler. The cooling quantities in the different cooling lines, thus the different lines which are arranged in parallel, can be adjusted, for example, by means of screens and / or suitable line cross-sections. The entire cooling flow can be adjusted by changing the flow rate of the pump. A centrifugal pump, which can be made more cost-effective than other pumps, can be used as the hydraulic pump. A centrifugal pump can deliver a large volume flow cost-effectively, but only with great effort a high pressure level. By dividing the cooling flow after the pump, a larger volume flow of the pump is required, but this can be achieved inexpensively with a centrifugal pump. It is also possible to use several pumps for the different coolant flows.

Die hydraulische Pumpe, welche das Fluid zur Kühlung fördert, kann als hydraulische Pumpe mit veränderbarem Förderstrom ausgebildet sein. Dies kann beispielsweise durch Veränderung der Drehzahl der Kühlmittelpumpe oder durch Veränderung des Hubvolumens der Kühlmittelpumpe erreicht werden. Vorzugsweise ist der Antrieb der Kühlmittelpumpe ebenfalls elektrisch. Somit treibt ein weiterer Elektromotor die Kühlmittelpumpe an. Als Fluid zum Kühlen der elektrischen Bauteile kann Wasser oder eine Wasser-Glycol-Mischung verwendet werden. Der Kühler kann als Luft-Wasser-Kühler ausgebildet sein und je nach Kühlbedarf kann der Kühler einen Lüfter aufweisen, welcher in seiner Drehzahl und/oder in seinem Ein- und Ausschaltpunkt ansteuerbar ist. Der Lüfter kann ebenfalls durch einen Elektromotor angetrieben werden. The hydraulic pump, which delivers the fluid for cooling, can be designed as a hydraulic pump with a variable delivery flow. This can be achieved, for example, by changing the speed of the coolant pump or by changing the stroke volume of the coolant pump. The drive of the coolant pump is preferably also electric. Another electric motor thus drives the coolant pump. Water or a water-glycol mixture can be used as the fluid for cooling the electrical components. The cooler can be designed as an air-water cooler and, depending on the cooling requirement, the cooler can have a fan whose speed and / or its switch-on and switch-off point can be controlled. The fan can also be driven by an electric motor.

Es besteht die Möglichkeit, dass die elektrischen Bauteile Temperatursensoren aufweisen und eine Steuereinheit in Abhängigkeit der Temperatur des einzelnen elektrischen Bauteils, die Flüssigkeitsmenge und/oder die Flüssigkeitstemperatur, welche das jeweilige elektrische Bauteil durchströmt, steuert. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, bei Überschreiten einer zuvor definierten Temperatur eines einzelnen elektrischen Bauteils ein Signal an eine Ausgabeeinheit zu übermitteln, wodurch der Betreiber des Fahrmischers beispielsweise in einem Display das elektrische Bauteil angezeigt bekommt, welches in seiner Temperatur das vorgegebene Maximum überschreitet. Es besteht dann die Möglichkeit, automatisch durch manuelles Eingreifen des Betreibers des Fahrmischers beispielsweise die Leistung zu reduzieren, bis die Temperatur in dem jeweiligen elektrischen Bauteil die Solltemperatur wieder erreicht.There is the possibility that the electrical components have temperature sensors and a control unit controls the amount of liquid and / or the liquid temperature which flows through the respective electrical component as a function of the temperature of the individual electrical component. It is also possible to transmit a signal to an output unit when a previously defined temperature of an individual electrical component is exceeded, whereby the operator of the truck mixer is shown, for example, the electrical component whose temperature exceeds the specified maximum. There is then the option of automatically increasing the power, for example through manual intervention by the mixer operator reduce until the temperature in the respective electrical component reaches the target temperature again.

Es besteht die Möglichkeit, einen Ausgleichsbehälter, welcher vorzugsweise über dem Flüssigkeitsniveau des Fluids angeordnet ist, vorzusehen, welcher Volumenänderungen ausgleicht.There is the possibility of providing a compensation tank, which is preferably arranged above the liquid level of the fluid, which compensates for changes in volume.

Der Mischtrommelantrieb weist mindestens eine hydraulische Pumpe zum Fördern des Fluids, einen Kühler, welcher das erhitzte Fluid wieder herunterkühlt, einen elektrischen Motor zum Antrieb der Mischtrommel, einen Wechselrichter zum Konvertieren der Gleichspannung der Batterie in eine Wechselspannung für den elektrischen Motor und eine Batterie auf. Vorzugsweise wird die Batterie nicht von dem Kühlkreislauf durchströmt, mit welchem der elektrische Motor zum Antrieb der Mischtrommel und der Wechselrichter durchströmt werden. Die Batterie muss bei kalten Temperaturen vorgewärmt werden, welches beim elektrischen Motor und beim Inverter nicht notwendig ist. Diese Bauteile müssen deshalb nur gekühlt werden. Aus diesem Grund ist es kostengünstiger, für die Batterie einen eigenen Fluidkreislauf vorzusehen. Es besteht jedoch die Möglichkeit, den Fluidkreislauf der Batterie durch die Abwärme des elektrischen Motors zu temperieren.The mixing drum drive has at least one hydraulic pump for conveying the fluid, a cooler which cools the heated fluid down again, an electric motor for driving the mixing drum, an inverter for converting the DC voltage of the battery into an AC voltage for the electric motor and a battery. The cooling circuit with which the electric motor for driving the mixing drum and the inverter are flowed through preferably does not flow through the battery. The battery has to be preheated in cold temperatures, which is not necessary with the electric motor and the inverter. These components therefore only have to be cooled. For this reason, it is more cost-effective to provide a separate fluid circuit for the battery. However, there is the possibility of controlling the temperature of the battery's fluid circuit using the waste heat from the electric motor.

Außer den zuvor genannten elektrischen Komponenten zum Antrieb der Mischtrommel können weitere elektrische Komponenten im Fahrmischer vorgesehen sein, welche mit Ausnahme der Batterie vom Fluidstrom, auch Kühlmittelstrom genannt, durchströmt werden. Dies kann beispielsweise die Ladeelektronik sein, welche Energie von einer externen stationären Energieversorgung umwandelt, um die Batterie zu laden oder den elektrischen Motor zum Antrieb der Mischtrommel mit Energie zu versorgen. Des Weiteren kann das Fluid genutzt werden, um einen Generator zu kühlen, welcher beispielsweise durch einen Verbrennungsmotor antreibbar ist und elektrische Energie liefert, um die Batterie zu laden oder den elektrischen Motor zum Antrieb der Mischtrommel mit Energie zu versorgen. Des Weiteren kann ein Konverter, welcher Gleichstrom in Gleichstrom wandelt, jedoch auf einem unterschiedlichen elektrischen Spannungsniveau, mit Fluid durchströmt werden, um diesen zu kühlen. Auch der Wechselrichter, welcher die Wechselspannung des Generators in eine Gleichspannung umwandelt, um die Batterie zu laden, kann mit Fluid, welches durch den Kühler gekühlt ist, durchströmt werden. Dabei sind die elektrischen Komponenten immer so anzuordnen, dass die elektrischen Komponenten, welche unempfindlich auf Überhitzung reagieren und oder viel Abwärme und somit viel Verlustleistung erzeugen, am Ende des Kühlmittelstroms angeordnet sind und die Komponenten, welche empfindlich auf Überhitzung reagieren und oder geringere Abwärme erzeugen, zu Beginn des Fluidstromes direkt nach dem Kühler angeordnet sind. In der Regel sind deshalb Komponenten mit elektronischen Bauteilen vor den elektrischen Maschinen anzuordnen. Elektrische Maschinen können auch bei beispielsweise 65 Grad Celsius betrieben werden, elektronische Komponenten sollten beispielsweise bis 60 Grad Celsius betrieben werden. Da es kostengünstiger ist, mehr Volumenstrom beim Kühlfluid bereitzustellen, werden bei mehreren elektronischen Bauteilen mehrere parallel geschaltete Kühlmittelströme verwendet. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Leitungsführung möglichst wenig Umlenkungen aufweist um die Strömungswiderstände vor allem bei großen Volumenströmen gering zu halten. Umlenkungen sollten einen Winkel größer 90 Grand aufweisen.In addition to the aforementioned electrical components for driving the mixing drum, further electrical components can be provided in the truck mixer through which, with the exception of the battery, the fluid flow, also called the coolant flow, flows. This can be, for example, the charging electronics, which convert energy from an external stationary energy supply in order to charge the battery or to supply the electric motor for driving the mixing drum with energy. Furthermore, the fluid can be used to cool a generator, which can be driven, for example, by an internal combustion engine and supplies electrical energy to charge the battery or to supply the electrical motor to drive the mixing drum with energy. Furthermore, a converter, which converts direct current into direct current, but at a different electrical voltage level, can have fluid flowing through it in order to cool it. The inverter, which converts the alternating voltage of the generator into a direct voltage in order to charge the battery, can also have fluid that is cooled by the cooler flowing through it. The electrical components must always be arranged in such a way that the electrical components, which are insensitive to overheating and / or generate a lot of waste heat and thus a lot of power loss, are arranged at the end of the coolant flow, and the components that are sensitive to overheating and / or generate less waste heat, are arranged at the beginning of the fluid flow directly after the cooler. As a rule, components with electronic components are therefore to be arranged in front of the electrical machines. Electrical machines can also be operated at 65 degrees Celsius, for example, and electronic components should be operated at up to 60 degrees Celsius, for example. Since it is more cost-effective to provide more volume flow for the cooling fluid, several coolant flows connected in parallel are used in the case of several electronic components. It is particularly advantageous if the line routing has as few deflections as possible in order to keep the flow resistances low, especially in the case of large volume flows. Deflections should have an angle greater than 90 degrees.

Es besteht die Möglichkeit, alle Komponenten auf einem Lkw-Fahrgestell mit einer Mischtrommel anzuordnen, wobei es sich bei diesen Lkws häufig um dreiachsige oder vierachsige Lkws handelt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, einen Fahrmischer zu verwenden, welcher beispielsweise als Sattelauflieger ausgebildet ist. Der Sattelauflieger weist die Mischtrommel auf, wobei der Generator vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, welcher auch über ein Schaltgetriebe die Fahrzeugräder antreibt. Da der Generator ebenfalls mit kühlem Fluid durchströmt wird, um diesen zu kühlen, der Generator jedoch benachbart zum Verbrennungsmotor im Lkw angeordnet ist und sich nicht auf dem Sattelauflieger befindet, ist es notwendig, die Leitungen für das Fluid vom Sattelauflieger zum Generator zu führen. Da der Sattelauflieger vom Führerhaus trennbar sein muss, ist in diesen Leitungen jeweils eine Kupplung angeordnet, über welche die Leitungen trennbar und miteinander verbindbar sind. Da durch das Auftrennen der Leitungen Luft in die Leitungen gelangen kann, ist an einer geeigneten Stelle, welche vorzugsweise die höchste Stelle der Leitungen ist, ein Entlüfter oder eine Entlüftung angeordnet. Zwischen dem Zugfahrzeug und dem Sattelauflieger können nicht nur trennbare Fluidleitungen vorgesehen sein, es besteht auch die Möglichkeit, die Strom- und Signalleitungen vom Zugfahrzeug zum Sattelauflieger trennbar auszubilden.
Unabhängig ob es sich beim Fahrmischer um einen Sattelauflieger oder ein Fahrzeug ohne Anhänger handelt können die elektronischen Komponenten so angeordnet werden, dass sie keiner direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Dies ist möglich indem die elektronischen Komponenten in einem zusätzlichen von Umgebungsluft durchströmtem Gehäuse untergebracht sind. Ebenso ist es vorteilhaft die elektronischen Bauteile nicht direkt neben dem Abgasstrang des Verbrennungsmotors anzuordnen oder die elektronischen Bauteile vor der Abwärme des Abgasstranges beispielsweise durch Hitzebleche zu schützen.It is possible to arrange all components on a truck chassis with a mixing drum, whereby these trucks are often three-axle or four-axle trucks. But there is also the possibility of using a truck mixer, which is designed, for example, as a semi-trailer. The semi-trailer has the mixing drum, the generator being driven by the internal combustion engine, which also drives the vehicle wheels via a gearbox. Since the generator also has cool fluid flowing through it in order to cool it, but the generator is located next to the combustion engine in the truck and is not on the semi-trailer, it is necessary to run the lines for the fluid from the semi-trailer to the generator. Since the semi-trailer must be separable from the driver's cab, a coupling is arranged in each of these lines, via which the lines can be separated and connected to one another. Since air can get into the lines as a result of the opening of the lines, a vent or a vent is arranged at a suitable point, which is preferably the highest point of the lines. Not only can separable fluid lines be provided between the towing vehicle and the semitrailer, there is also the possibility of designing the power and signal lines from the towing vehicle to the semitrailer to be separable.
Regardless of whether the truck mixer is a semi-trailer or a vehicle without a trailer, the electronic components can be arranged so that they are not exposed to direct sunlight. This is possible because the electronic components are accommodated in an additional housing through which ambient air flows. It is also advantageous not to arrange the electronic components directly next to the exhaust system of the internal combustion engine or to protect the electronic components from the waste heat of the exhaust system, for example by using heat plates.

Ist der Fahrmischer als rein batterieelektrisches Fahrzeug ausgebildet, bei welchem kein Verbrennungsmotor vorhanden ist, besteht die Möglichkeit, den elektrischen Fahrantrieb ebenfalls vom Kühlsystem des Trommelantriebs der Mischtrommel zu kühlen.
Die elektronischen Bauteile, wie beispielsweise Wechselrichter weisen elektronische Leistungsbauteile auf. Diese werden auch IGBT (insulated-gate bipolar transistor) genannt. Die IGBT sind auf einer Grundplatte, vorzugsweise aus Aluminium, befestigt, um die Wärme auf die Grundplatte zu übertragen. Auf der dem IGBT abgewandten Seite der Grundplatte strömt das von der hydraulischen Pumpe geförderte Kühlfluid. Damit die Oberfläche des der Grundplatte erhöht wird, weist die Grundplatte Pins auf, welche Zwischenräume bilden und welche vom Kühlmittel durchströmt werden.If the truck mixer is designed as a purely battery-electric vehicle, in which there is no internal combustion engine, there is the possibility of cooling the electric traction drive likewise from the cooling system of the drum drive of the mixing drum.
The electronic components, such as inverters, for example, have electronic power components. These are also called IGBTs (insulated-gate bipolar transistors). The IGBT are attached to a base plate, preferably made of aluminum, in order to transfer the heat to the base plate. The cooling fluid delivered by the hydraulic pump flows on the side of the base plate facing away from the IGBT. So that the surface of the base plate is increased, the base plate has pins which form spaces and which the coolant flows through.

Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.Further features can be found in the description of the figures.

Es zeigen

1 einen Kühlkreislauf eines Fahrmischers;
2 einen Kühlkreislauf eines Fahrmischers mit elektrisch angetriebenen Fahrzeugrädern;
3 einen Fahrmischer bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger oder Sattelauflieger mit trennbarem Kühlsystem und
4: ein Kühlsystem eines rein elektrisch angetriebenen Fahrmischers, bei welchem auch der Fahrantrieb rein elektrisch ist.

Show it

1 a cooling circuit of a truck mixer;
2 a cooling circuit of a truck mixer with electrically driven vehicle wheels;
3 a truck mixer consisting of a towing vehicle and a trailer or semi-trailer with a separable cooling system and
4th : a cooling system of a purely electrically powered truck mixer, in which the drive is also purely electric.

1:

Ein Fahrmischer, bei welchem die Mischtrommel 1 auf dem Fahrgestell angeordnet ist, weist einen elektrischen Motor 2 auf, welcher über ein Getriebe 3 die Mischtrommel 1 antreibt. Die elektrischen Leitungen sind nicht dargestellt. Der elektrische Motor 2 ist mit elektrischer Wechselspannung betreibbar, welche dem elektrischen Motor 2 von einem Wechselrichter 4 zuführbar ist.

1 :

A truck mixer in which the mixing drum 1 is arranged on the chassis, has an electric motor 2 on which one has a gear 3 the mixing drum 1 drives. The electrical lines are not shown. The electric motor 2 can be operated with electrical alternating voltage, which the electric motor 2 from an inverter 4th is feedable.

Der Wechselrichter 4 konvertiert Gleichspannung von einer Batterie in Wechselspannung für den elektrischen Motor 2. Mit einem Ladegerät 5 besteht die Möglichkeit, elektrische Energie aus einem stationären Energienetz so zu konvertieren, dass die im Fahrmischer befindliche Batterie geladen werden kann. Das Ladegerät 5 ist ebenfalls fest auf dem Fahrmischer angeordnet. Ein Konverter 6 wandelt Gleichspannung der Batterie in eine andere Gleichspannung um. Ein Generator 8, welcher Wechselspannung erzeugt, wird von einem nicht gezeigten Verbrennungsmotor angetrieben. Ein Wechselrichter 7 konvertiert die Wechselspannung des Generators 8 in Gleichspannung, um die Batterie mit Gleichspannung zu versorgen. Ein Kühler 9, welcher beispielsweise als Luft-Wasser-Kühler ausgebildet sein kann und einen elektrisch angetriebenen Lüfter aufweist, ist ebenfalls ortsfest auf dem Fahrmischer angeordnet. Eine hydraulische Pumpe 10 wird von einem weiteren elektrischen Motor 11 angetrieben und fördert Fluid durch die Leitungen 12. Ein Ausgleichsgefäß 13 nimmt die Volumenänderung des in den Leitungen 12 befindlichen Fluids auf und kann mit der Atmosphäre verbunden sein. Das Ausgleichsgefäß 13 ist im Fahrzeug höher als der höchste Punkt der Leitungen 12 angeordnet. Die hydraulische Pumpe 10 fördert kühles Fluid kommend vom Kühler 9 sowohl zum Wechselrichter 4 als auch zum Wechselrichter 7. Hierfür wird der Volumenstrom kommend von der hydraulischen Pumpe 10 in zwei Volumenströme aufgeteilt, wobei ein Volumenstrom zum Wechselrichter 4 und ein Volumenstrom zum Wechselrichter 7 geleitet wird. Die Aufteilung der Volumenströme kann beispielsweise über ein nicht gezeigtes elektrisches Ventil oder über entsprechende Leitungsquerschnitte oder über eine Drossel 14 erfolgen. Die Wechselrichter 4 und 7 arbeiten auf dem geringsten Temperaturniveau und sind deshalb im Kühlkreislauf so angeordnet, dass diese mit dem kühlsten Fluid durchströmt werden. Der Volumenstrom, welcher aus dem Wechselrichter 4 austritt, kann wiederum bei Vorhandensein eines Konverters 6 und eines Ladegerätes 5 in zwei Volumenströme aufgeteilt werden, wobei ein Teil des Volumenstroms den Konverter 6 und ein Teil des Volumenstroms das Ladegerät 5 durchströmt. Die beiden Volumenströme werden nach Durchströmen des Konverters 6 und des Ladegerätes 5 wieder zusammengeführt und durchströmen den elektrischen Motor 2. Der elektrische Motor 2 ist somit von diesem Zweig des Volumenstroms am weitesten vom Kühler 9 entfernt und erhält von den Bauteilen in diesem Volumenstrom die höchste Temperatur. Der Volumenstrom, welcher den Wechselrichter 7 durchströmt, wird bei Vorhandensein eines Konverters 6 durch den Konverter 6 geleitet und anschließend durch den Generator 8. Somit wird der Generator 8 mit wärmerem Fluid durchströmt als der Wechselrichter 7. Nach dem Generator 8 und dem elektrischen Motor 2 werden die Volumenströme wieder zusammengeführt und zurück zum Kühler 9 geleitet. Somit erhalten die elektrischen Maschinen wie beispielsweise der Generator 8 und der elektrische Motor 2, wärmeres Öl als die elektrischen Bauteile mit Elektronik wie beispielsweise der Wechselrichter 7 und der Wechselrichter 4.The inverter 4th converts DC voltage from a battery to AC voltage for the electric motor 2 . With a charger 5 it is possible to convert electrical energy from a stationary energy network in such a way that the battery in the truck mixer can be charged. The charger 5 is also fixed on the truck mixer. A converter 6th converts the DC voltage of the battery into another DC voltage. A generator 8th , which generates alternating voltage, is driven by an internal combustion engine, not shown. An inverter 7th converts the alternating voltage of the generator 8th in DC voltage to supply the battery with DC voltage. A cooler 9 , which can for example be designed as an air-water cooler and has an electrically driven fan, is also arranged in a stationary manner on the truck mixer. A hydraulic pump 10 is powered by another electric motor 11 driven and conveys fluid through the lines 12th . A compensation tank 13th takes the change in volume in the lines 12th located fluids and can be connected to the atmosphere. The compensation tank 13th is higher in the vehicle than the highest point of the lines 12th arranged. The hydraulic pump 10 conveys cool fluid coming from the cooler 9 both to the inverter 4th as well as to the inverter 7th . For this purpose, the volume flow comes from the hydraulic pump 10 divided into two volume flows, one volume flow to the inverter 4th and a volume flow to the inverter 7th is directed. The distribution of the volume flows can be done, for example, via an electrical valve (not shown) or via corresponding line cross-sections or via a throttle 14th take place. The inverters 4th and 7th work at the lowest temperature level and are therefore arranged in the cooling circuit in such a way that the coolest fluid flows through them. The volume flow coming from the inverter 4th emerges, can turn in the presence of a converter 6th and a charger 5 be divided into two volume flows, with part of the volume flow passing through the converter 6th and part of the volume flow is the charger 5 flows through. The two volume flows are after flowing through the converter 6th and the charger 5 merged again and flow through the electric motor 2 . The electric motor 2 is thus furthest from the cooler of this branch of the volume flow 9 removed and receives the highest temperature of the components in this volume flow. The volume flow that the inverter 7th flows through, is in the presence of a converter 6th through the converter 6th and then through the generator 8th . Thus becomes the generator 8th with warmer fluid flowing through it than the inverter 7th . After the generator 8th and the electric motor 2 the volume flows are brought together again and back to the cooler 9 directed. Thus, the electrical machines such as the generator receive 8th and the electric motor 2 , warmer oil than the electrical components with electronics such as the inverter 7th and the inverter 4th .

Die 2 unterscheidet sich von der 1 dadurch, dass der Fahrmischer einen elektrischen Fahrantrieb aufweist, welcher elektrische Motoren 17 aufweist, welche mit Wechselspannung betrieben werden. Die elektrischen Motoren 17 treiben Fahrzeugräder 16 an. Die Wechselspannung wird erzeugt, indem ein Wechselrichter 15 Gleichspannung von der nicht gezeigten Batterie in Wechselspannung umwandelt. Da es sich bei dem Wechselrichter 15 ebenfalls um ein elektronisches Bauteil handelt, ist der Wechselrichter 15 im kühleren Fluidstrom angeordnet als der elektrische Motor 17. Der Fluidstrom kommend von der Pumpe 10 wird deshalb noch einmal aufgeteilt und durch den Wechselrichter 15 geleitet, um anschließend durch die elektrischen Motoren 17 geleitet zu werden und diese zu kühlen. Der heiße Fluidstrom vom elektrischen Motor 17, vom Generator 8 und vom elektrischen Motor 2 werden dann wieder zusammengeführt und durch den Kühler 10 geleitet.the 2 differs from that 1 in that the truck mixer has an electric drive, which electric motors 17th has, which are operated with AC voltage. The electric motors 17th drive vehicle wheels 16 at. The alternating voltage is generated by an inverter 15th DC voltage from the battery (not shown) in AC voltage converts. As it is with the inverter 15th The inverter is also an electronic component 15th arranged in the cooler fluid flow than the electric motor 17th . The fluid flow coming from the pump 10 is therefore divided up again and through the inverter 15th then passed through the electric motors 17th to be guided and to cool them. The hot fluid stream from the electric motor 17th , from the generator 8th and from the electric motor 2 are then merged back together and passed through the cooler 10 directed.

3:

Die 3 unterscheidet sich von der 1 dadurch, dass die Mischtrommel 1 auf einem Sattelauflieger 20 angeordnet ist und der Generator 8 auf dem Zugfahrzeug 21. Da der Sattelauflieger 20 vom Zugfahrzeug 21 trennbar sein muss, ist in den Leitungen 12 jeweils eine Kupplung 19 angeordnet, wodurch die Leitungen 12 trennbar sind. Vorzugsweise weisen die Kupplungen Rückschlagventile auf, welche ein auslaufendes Fluid verhindern. Die Leitungen 12 weisen mindestens einen Entlüfter 18 auf, welcher im Fahrzeug an einer oberen Stelle der Leitungen angeordnet ist, um Luft in den Leitungen 12 zu entfernen.

3 :

the 3 differs from that 1 in that the mixing drum 1 on a semi-trailer 20th is arranged and the generator 8th on the towing vehicle 21 . Because the semi-trailer 20th from the towing vehicle 21 must be separable is in the lines 12th one clutch each 19th arranged, making the lines 12th are separable. The clutches preferably have check valves which prevent fluid from leaking out. The lines 12th have at least one air vent 18th on, which is arranged in the vehicle at an upper point of the lines to remove air in the lines 12th to remove.

4:

Die 4 unterscheidet sich von der 2 dadurch, dass das Fahrzeug ein rein elektrischer Fahrmischer ohne Verbrennungsmotor ist und deshalb kein Generator 8 und kein Wechselrichter 7 vorhanden ist. Die Batterie versorgt somit sowohl die elektrische Motoren 17 für den Fahrantrieb als auch den elektrischen Motor 2 für den Antrieb der Mischtrommel 1 und den elektrischen Motor 11 für den Antrieb der hydraulischen Pumpe 10.

4th :

the 4th differs from that 2 in that the vehicle is a purely electric truck mixer without a combustion engine and therefore not a generator 8th and no inverter 7th is available. The battery thus supplies both the electric motors 17th for the drive as well as the electric motor 2 for driving the mixing drum 1 and the electric motor 11 for driving the hydraulic pump 10 .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: MischtrommelMixing drum
22: elektrischer Motorelectric motor
33: Getriebetransmission
44th: WechselrichterInverter
55: Ladegerätcharger
66th: Konverterconverter
77th: WechselrichterInverter
88th: Generatorgenerator
99: Kühlercooler
1010: Pumpepump
1111: elektrischer Motorelectric motor
1212th: Leitungencables
1313th: AusgleichsgefäßCompensation tank
1414th: Drosselthrottle
1515th: WechselrichterInverter
1616: FahrzeugräderVehicle wheels
1717th: elektrischer Motorelectric motor
1818th: Entlüfterventilator
1919th: Kupplungcoupling
2020th: SattelaufliegerSemi-trailers
2121: ZugfahrzeugTowing vehicle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102018204561 B3 [0003]

Claims

Mixing drum drive with an electric motor (2) for driving a mixing drum (1), the electric motor (2) being in electrical connection with a battery, the electric motor (2) working with an electrical AC voltage and the battery outputting a DC voltage, wherein an inverter (4) is arranged at the electrical connection between the battery and the electric motor (2), which converts the DC voltage of the battery into AC voltage, characterized in that a hydraulic pump (10) conveys fluid and this fluid conveys a cooler ( 9) flows through and the fluid, after flowing through the cooler (9), first flows through the inverter (4) before the fluid flows through the electric motor (2).

Mixing drum drive after Claim 1 , characterized in that the hydraulic pump (10) is connected to a further electric motor (11) which drives the pump (10).

Mixing drum drive after Claim 2 , characterized in that the speed of the further electric motor (11) is controlled as a function of the temperature of the fluid or of the inverter (4) or of the electric motor (2) for driving the mixing drum.

Mixing drum drive after Claim 1 , characterized in that a further inverter (7) is in electrical connection with the battery and fluid also flows through this further inverter (7).

Mixing drum drive after Claim 4 , characterized in that the fluid flow is divided after the hydraulic pump (10) and a first part flows through the inverter (4) for the electric motor (2) for driving the mixing drum (1) and a second part flows through the further inverter (7) flows through.

Mixing drum drive after Claim 4 , characterized in that the further inverter (7) is in electrical operative connection with a generator (8).

Mixing drum drive after Claim 4 , characterized in that the further inverter (15) is in electrical connection with a further electric motor (17) for driving vehicle wheels (16).

Mixing drum drive after Claim 1 , characterized in that the battery is in electrical connection with a charger (5) and the fluid which has flowed through the inverter (4) for the electric motor (2) to drive the mixing drum (1) is fed to the charger (5) and the charger (5) flows through before the fluid flows through the electric motor (2).

Mixing drum drive after Claim 4 , characterized in that the fluid is fed to a generator (8) after flowing through the further inverter (7) and flows through the generator (8).

Mixing drum drive after Claim 9 , characterized in that, before flowing through the generator (8), the fluid flows through a converter (6) which converts direct voltage into another direct voltage.

Mixing drum drive after Claim 4 , characterized in that the pump is designed as a centrifugal pump.

Method for operating a mixing drum drive according to Claim 1 , characterized in that the electrical component is supplied with cooler fluid which contains electronic components and is not an electrical machine.