DE102021119181B3

DE102021119181B3 - Zusatzaggregat und System zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe, und Autobetonpumpe

Info

Publication number: DE102021119181B3
Application number: DE102021119181.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lehmann; Uwe Krischan
Original assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Current assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2022-08-18
Anticipated expiration: 2041-07-24
Also published as: WO2023001533A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zusatzaggregat 200, dass zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe 100 geeignet ist, wobei die Autobetonpumpe 100 ein hydraulisch angetriebenes Betonpumpsystem 110 zur Förderung von Beton und ein Hydraulikpumpenantriebssystem 102, einen Hydrauliköltank 108 und einen Verbrennungsmotor 103 aufweist, wobei der Verbrennungsmotor 103 zum Antrieb des Hydraulikpumpenantriebssystem 102 und das Hydraulikpumpenantriebssystem 102 zum Antrieb des Betonpumpsystems 110 ausgebildet ist. Das Zusatzaggregat 200 weist ein Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystem 202 und einen Elektromotor 203 zum Antrieb des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystems 202 auf, wobei das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem 202 des Zusatzaggregates 200 für den hydraulischen Antrieb des Betonpumpsystems 110 mit der Autobetonpumpe 100 verbindbar ist. Die Erfindung betrifft zudem eine Autobetonpumpe 100 die ein hydraulisch angetriebenes Betonpumpsystem 110 aufweist, dass von einem Zusatzaggregat 200 elektrisch angetrieben wird und ein System mit einer Autobetonpumpe 100 und einem Zusatzaggregat 200 zum elektrischen Antrieb des Betonpumpsystems 110 der Autobetonpumpe 100.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zusatzaggregat zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe, wobei die Autobetonpumpe ein hydraulisch angetriebenes Betonpumpsystem zur Förderung von Beton und ein Hydraulikpumpenantriebssystem und einen Verbrennungsmotor aufweist, wobei der Verbrennungsmotor zum Antrieb des Hydraulikpumpenantriebssystems und das Hydraulikpumpenantriebssystem zum Antrieb des Betonpumpsystems ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft zudem eine Autobetonpumpe mit einem Betonpumpsystem, wobei das Betonpumpsystem von einem Zusatzaggregat elektrisch angetrieben wird und ein System mit einer Autobetonpumpe und einem Zusatzaggregat zum elektrischen Antrieb der Autobetonpumpe.
Zur Reduktion des Ausstoßes von unerwünschten Abgasen und klimaschädlichem Kohlendioxid ist es wünschenswert, Autobetonpumpen, deren Betonpumpsystem in der Regel von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, auf der Baustelle elektrisch anzutreiben.
Die Patentanmeldung DE 10 2018 214 965 A1 offenbart eine Autobetonpumpe mit einem Hydraulikantriebspumpsystem zum Antrieb des Betonpumpsystems der Autobetonpumpe, wobei das Hydraulikantriebspumpsystem wahlweise von einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor angetrieben wird. Für diesen Zweck muss die Autobetonpumpe mit hohem Aufwand mit einem zusätzlichen Elektromotor ausgestattet werden. Eine Nachrüstung wäre nur mit sehr hohem Aufwand möglich. Zudem ist das Hydraulikantriebspumpsystem für den Antrieb mit einem Verbrennungsmotor mit einer Leistung von über 200 Kilowattstunden ausgelegt, während der Elektromotor aufgrund der nur begrenzt zur Verfügung stehenden elektrischen Leistung, den Hydraulikpumpenstrang oft nur mit einer Leistung unter 100 Kilowattstunden antreiben kann. Dies führt zu unnötigen Leistungsverlusten beim Antrieb der Autobetonpumpe mit dem Elektromotor.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe anzugeben, mit dem eine bereits bestehende Autobetonpumpe mit einem Verbrennungsmotorantrieb einfach elektrisch angetrieben werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Leistungsverluste beim elektrischen Antrieb der Autobetonpumpe zu minimieren um die zur Verfügung stehende elektrische Leistung möglichst effektiv für den Pumpbetrieb zu nutzen.
Gelöst wird zumindest eine dieser Aufgaben durch ein Zusatzaggregat, das zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe geeignet ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Autobetonpumpe, die von diesem Zusatzaggregat elektrisch angetrieben wird nach den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie ein System zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
Die Erfindung schlägt ein Zusatzaggregat vor, das zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe geeignet ist, wobei die Autobetonpumpe ein hydraulisch angetriebenes Betonpumpsystem zur Förderung von Beton und ein Hydraulikpumpenantriebssystem, einen Hydrauliköltank und einen Verbrennungsmotor aufweist, wobei der Verbrennungsmotor zum Antrieb des Hydraulikpumpenantriebssystem und das Hydraulikpumpenantriebssystem zum Antrieb des Betonpumpsystems ausgebildet ist, wobei das Zusatzaggregat ein Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystem und einen Elektromotor zum Antrieb des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystems aufweist, wobei das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem für den hydraulischen Antrieb des Betonpumpsystems mit der Autobetonpumpe verbindbar ist.
Dadurch, dass ein Zusatzaggregat mit einem Elektromotor zum Antrieb eines Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem verwendet wird um das Betonpumpsystem der Autobetonpumpe anzutreiben, kann eine Autobetonpumpe konventioneller Bauart sehr einfach auf einer Baustelle elektrisch angetrieben werden. An der Autobetonpumpe sind nur sehr geringe Änderungen notwendig, um den elektrischen Betrieb zu ermöglichen. Das von einem Elektromotor angetriebene Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem kann auf den Antrieb durch den Elektromotor, der in der Regel eine geringere Leistung als der Verbrennungsmotor aufweist, ausgelegt werden, um Leistungsverluste zu minimieren und das Zusatzaggregat für den elektrischen Antrieb der Autobetonpumpe zu optimieren.
Vorteilhafterweise weist das Zusatzaggregat einen Zusatz-Hydrauliköltank auf und der Hydrauliköltank der Autobetonpumpe ist mit dem Zusatz-Hydrauliköltank des Zusatzaggregates über mindestens eine Hydraulikrücklaufleitung verbindbar. Dadurch, dass das Zusatzaggregat einen eigenen Hydrauliköltank aufweist, der über eine Hydraulikrücklaufleitung mit dem Hydrauliköltank der Autobetonpumpe verbunden ist, steht dem Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem immer ausreichend Hydrauliköl für den Antrieb des Betonpumpsystems der Autobetonpumpe zur Verfügung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Hydrauliköl vom Hydrauliköltank der Autobetonpumpe zum Zusatz-Hydrauliköltank des Zusatzaggregates gefördert. Dies hat den Vorteil, dass die Hydraulikrücklaufleitung nicht als Saugleitung ausgeführt werden muss. Für eine Saugleitung sind nur geringe Strömungsgeschwindigkeiten zulässig, so dass eine Saugleitung einen sehr großen Durchmesser haben müsste, wodurch es sehr schwierig wird die Verbindung der Hydraulikrücklaufleitung vom Zusatzaggregat zur Autobetonpumpe herzustellen. Wenn das Hydrauliköl zum Zusatzaggregat gefördert wird, kann eine Druckleitung mit einer hohen Durchflussgeschwindigkeit und einem entsprechend geringerem Durchmesser verwendet werden,
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die von dem Zusatzaggregat elektrisch angetriebene Autobetonpumpe mindestens einen Rücklaufelektromotor und mindestens eine Hydraulikölrücklaufpumpe auf, wobei die mindestens eine Hydraulikölrücklaufpumpe dazu ausgebildet ist, Hydrauliköl vom Hydrauliktank der Autobetonpumpe zum Zusatz-Hydrauliköltank des Zusatzaggregates zu fördern. Mit der elektrisch angetriebenen Hydraulikrücklaufpumpe kann das Hydrauliköl von der Autobetonpumpe zum Zusatzaggregat gefördert werden, ohne dass der Verbrennungsmotor der Autobetonpumpe in Betrieb sein muss.
Das Zusatzaggregat weist bevorzugterweise einen Hydraulikölkühler auf und dass Hydrauliköl wird vom Hydrauliköltank der Autobetonpumpe durch die Hydraulikrücklaufleitung durch den Hydraulikölkühler des Zusatzaggregates in den Zusatz-Hydrauliköltank des Zusatzaggregates gefördert. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass das Hydrauliköl, das vom Hydrauliköltank der Autobetonpumpe zum Zusatz-Hydrauliköltank des Zusatzaggregates gefördert wird, auf diesem Weg auch einfach gekühlt werden kann, ohne einen eigenen Kühlkreislauf auf der Autobetonpumpe oder dem Zusatzaggregat vorzusehen. Weiter zusätzlich ergibt sich der Vorteil, dass der Hydraulikölrücklauf auf zwei Hydraulikrücklaufleitungen aufgeteilt wird, deren Durchmesser dann kleiner gewählt werden kann als bei einer Hydraulikrücklaufleitung. Dadurch sind die einzelnen Hydraulikrücklaufleitungen einfacher zu handhaben und anzuschließen.
Bevorzugterweise weist das Zusatzaggregat eine Steuereinheit auf, die die Leistung beziehungsweise die Drehzahl des Rücklaufelektromotors regelt. Damit wird sichergestellt, dass der Ölpegel des Zusatzhydrauliktanks des Zusatzaggregates möglichst konstant gehalten werden kann.
Das Zusatzaggregat weist bevorzugterweise einen elektrischen Versorgungspannungsanschluss zur elektrischen Versorgung einer Steuerung der Autobetonpumpe auf. Dies hat den Vorteil, dass die Fahrzeugbatterie der Autobetonpumpe, die normalerweise die elektrische Leistung zum Antrieb der Steuerung zur Verfügung stellt, nicht von der Stromaufnahme der Steuerung belastet wird, während der Verbrennungsmotor nicht in Betrieb ist und deshalb die Fahrzeugbatterie nicht nachgeladen wird.
Die Erfindung umfasst ferner eine Autobetonpumpe die ein hydraulisch angetriebenes Betonpumpsystem zur Förderung von Beton und ein Hydraulikpumpenantriebssystem und einen Verbrennungsmotor aufweist, wobei der Verbrennungsmotor zum Antrieb des Hydraulikpumpenantriebssystem und das Hydraulikpumpenantriebssystem zum Antrieb des Betonpumpsystems ausgebildet ist, wobei das Betonpumpsystem der Autobetonpumpe mit einem Zusatzaggregat zum elektrischen Antrieb des Betonpumpsystems verbindbar ist, wobei das Zusatzaggregat ein Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystem zum Antrieb des Betonpumpsystems der Autobetonpumpe und einen Elektromotor zum Antrieb des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystems aufweist. Dadurch, dass die Autobetonpumpe einfach, beispielsweise mit Hydraulikleitungen, an ein Zusatzaggregat angeschlossen werden kann, um das Betonpumpsystem der Autobetonpumpe elektrisch anzutreiben, kann eine, bisher wie üblich mit einem Verbrennungsmotor angetriebene Autobetonpumpe auf sehr einfache Weise und ohne aufwändige Modifikationen für einen umweltschonenden Elektroantrieb auf einer Baustelle eingesetzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Autobetonpumpe einen Rücklaufelektromotor und mindestens eine von dem Rücklaufelektromotor angetriebene Rücklauf-Hydraulikpumpe auf, wobei die Rücklauf-Hydraulikpumpe dazu ausgebildet ist, Hydrauliköl vom Hydrauliköltank der Autobetonpumpe zum Zusatzaggregat zu fördern. Dadurch, dass für den Antrieb des Betonpumpsystems vom Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem benötigte Hydrauliköl mit einer Hydraulikölrücklaufpumpe zum Zusatzaggregat gefördert beziehungsweise gepumpt wird, kann ein im Gegensatz zu einem Saugschlauch relativ dünner Druckschlauch für den Rücklauf des Hydrauliköls verwendet werden. Aufgrund der Vielzahl und der Leistung der vom Zusatzaggregat anzutreibenden hydraulischen Verbraucher ist der Hydraulikölbedarf der Hydraulikpumpen des Zusatzaggregates sehr groß. Wenn, wie es nach dem Stand der Technik eigentlich üblich wäre, das vom Zusatzaggregat benötigte Hydrauliköl vom Hydrauliköltank der Autobetonpumpe angesaugt werden würde, müsste die dafür benötigte Hydraulikrücklaufleitung aufgrund der begrenzten Öldurchlaufgeschwindigkeit eines Saugschlauches einen sehr großen Durchmesser haben. Eine Hydraulikrücklaufleitung mit einem kleineren Durchmesser lässt sich auch sehr einfach mit der Autobetonpumpe verbinden.
Bevorzugterweise weist das Hydraulikpumpenantriebssystem der Autobetonpumpe eine Mehrzahl von Hydraulikpumpen und das Betonpumpsystem der Autobetonpumpe eine Mehrzahl von hydraulischen Verbrauchern auf und das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem des Zusatzaggregates weist eine Mehrzahl von Hydraulikpumpen auf, wobei die hydraulischen Verbraucher der Autobetonpumpe mit einer Mehrzahl von Hydraulikversorgungsleitungen mit der Mehrzahl von Hydraulikpumpen des Zusatzaggregates verbindbar sind. Mit den Hydraulikversorgungsleitungen lassen sich die hydraulischen Verbraucher der Autobetonpumpe einfach mit den Hydraulikpumpen des Zusatzaggregates verbinden.
Die Erfindung ist ferner gekennzeichnet durch ein System zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe, wobei die Autobetonpumpe ein hydraulisch angetriebenes Betonpumpsystem zur Förderung von Beton und ein Hydraulikpumpenantriebssystem und einen Verbrennungsmotor aufweist, wobei der Verbrennungsmotor zum Antrieb des Hydraulikpumpenantriebssystems und das Hydraulikpumpenantriebssystem zum Antrieb des Betonpumpsystems ausgebildet ist, wobei ein Zusatzaggregat ein Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystem zum hydraulischen Antrieb des Betonpumpsystems der Autobetonpumpe und einen Elektromotor zum Antrieb des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystems aufweist, wobei das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem des Zusatzaggregates mit Hydraulikversorgungsleitungen mit dem Betonpumpsystem der Autobetonpumpe verbindbar ist.
Vorteilhafterweise weist das Hydraulikpumpenantriebssystem der Autobetonpumpe gemäß der Erfindung eine Mehrzahl von Hydraulikpumpen auf und das Betonpumpsystem der Autobetonpumpe weist eine Mehrzahl von hydraulischen Verbrauchern auf und das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem des Zusatzaggregates weist eine Mehrzahl von Hydraulikpumpen auf und die hydraulischen Verbraucher des Betonpumpsystems sind mit einer Mehrzahl von Hydraulikversorgungsleitungen mit der Mehrzahl von Hydraulikpumpen des Zusatzaggregates verbindbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Autobetonpumpe des Systems zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe einen Hydrauliköltank und das Zusatzaggregat einen Zusatz-Hydrauliköltank auf, wobei der Hydrauliköltank der Autobetonpumpe und der Zusatz-Hydrauliköltank mit mindestens einer Hydraulikrücklaufleitung verbindbar sind. Durch diese Maßnahme ist es nicht notwendig, für jede der Hydraulikpumpen des Zusatzaggregates eine separate Hydraulikrücklaufleitung vorzusehen, wodurch die Anzahl der Hydraulikleitungen zur Verbindung der Autobetonpumpe mit dem Zusatzaggregat erheblich reduziert wird, wodurch die Verbindungsherstellung wesentlich einfacher wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Autobetonpumpe des erfindungsgemäßen Systems mindestens eine, von einem Rücklaufelektromotor angetriebene, mit dem Hydrauliköltank der Autobetonpumpe verbundene Hydraulikölrücklaufpumpe auf, die dazu ausgebildet ist Hydrauliköl vom Hydrauliköltank der Autobetonpumpe zum Zusatz-Hydrauliköltank des Zusatzaggregates durch die mindestens eine Hydraulikrücklaufleitung zu fördern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Autobetonpumpe des erfindungsgemäßen Systems eine zweite, von dem Rücklaufelektromotor angetriebene Hydraulikölrücklaufpumpe auf und das Zusatzaggregat weist einen Hydraulikölkühler und eine mit dem Hydraulikölkühler verbundene zweite Hydraulikrücklaufleitung auf, wobei die zweite Hydraulikölrücklaufpumpe dazu ausgebildet ist, Hydrauliköl vom Hydrauliköltank der Autobetonpumpe durch den Hydraulikölkühler in den Hydrauliköltank des Zusatzaggregates zu fördern.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

1 erfindungsgemäßes System zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe mit einem Zusatzaggregat
2 Hydraulikplan des erfindungsgemäßen Systems
3 Elektrischer Schaltplan des erfindungsgemäßen Systems

Die 1 zeigt eine Autobetonpumpe 100, ein Zusatzaggregat 200 und ein System zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe 100 mit einem Zusatzaggregat 200 gemäß der Erfindung.
In den 1 und 2 sind alle Elemente, die bei einer konventionellen Autobetonpumpe 100 üblicherweise vorhanden sind, mit dem Bezugszeichen 1 XX versehen. Alle Elemente, die dem Zusatzaggregat 200 zuzuordnen sind, sind mit dem Bezugszeichen 2XX versehen.
Die Autobetonpumpe 100 umfasst ein hydraulisch angetriebenes Betonpumpsystem 110 zur Förderung von Beton und ein Hydraulikpumpenantriebssystem 102 und einen Verbrennungsmotor 103 (2), wobei der Verbrennungsmotor 103 zum Antrieb des Hydraulikpumpenantriebssystem 102 und das Hydraulikpumpenantriebssystem 102 zum Antrieb des Betonpumpsystems 110 ausgebildet ist.
Die hier beispielhaft dargestellte Autobetonpumpe 100 verfügt über ein Betonpumpsystem 110, das auf einem Lkw-Fahrgestell 130 mit Fahrerhaus aufgebaut ist. Das Betonpumpsystem 110 umfasst verschiedene hydraulische Verbraucher 111, 112, 113, 114, 115, zum Beispiel ein Rührwerk 111 zum Durchmischen des Frischbetons im Einfülltrichter 116, eine Zweizylinderkolbenpumpe 114, beispielsweise bestehend aus Förderzylindern, die von Differentialhydraulikzylindern angetrieben werden und ein Betonumschaltventil 112. Statt einer Zweizylinderkolbenpumpe 114 könnte auch eine andere Pumptechnik eingesetzt werden, beispielsweise eine Rotorschlauchpumpe. Weitere hydraulische Verbraucher des Betonpumpsystems 110 sind beispielsweise eine Abstützung 113 und ein Betonverteilermast 115. Die Autobetonpumpe 100 könnte zusätzlich mit einer hydraulisch angetriebenen Mischtrommel ausgestattet sein (Fahrmischerbetonpumpe) oder beispielsweise als eine auf einem Lkw-Fahrgestell montierte einfache Betonpumpe ohne Mast und Abstützung ausgebildet sein.
Der Verbrennungsmotor 103 (2) des LKW-Fahrgestells 130 treibt im Fahrbetrieb die Räder des LKW an. Sobald die Autobetonpumpe 100 den Arbeitsstandort erreicht hat, läuft nach dem Stand der Technik der Verbrennungsmotor 103 weiter und wird für den Antrieb des Betonpumpsystems 110 verwendet. Für den Antrieb durch den Verbrennungsmotor 103 weist das Hydraulikpumpenantriebssystem 102 der Autobetonpumpe 100 eine Mehrzahl von Hydraulikpumpen 102a1, 102a2, 102b, 102c, 102d (2) auf, die die hydraulischen Verbraucher 111, 112, 113, 114, 115 des Betonpumpsystems 110 über die Hydraulikversorgungsleitungen 109a-d antreiben. Die Hydrauliksteuerleitungen 109e und 109f dienen zur Steuerung der einstellbaren Hydraulikpumpen 102a und 102b durch die hydraulischen Verbraucher 113/115 und 114. Die Hydraulikpumpen 102a1, 102a2, 102b, 102c, 102d (2) saugen das Hydrauliköl für den Antrieb des Betonpumpsystems 110 aus einem Hydrauliköltank 108 (2) der Autobetonpumpe 100 an.
Das Zusatzaggregat 200 der erfindungsgemäßen Anordnung weist ein Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystem 202 zum hydraulischen Antrieb des Betonpumpsystems 110 der Autobetonpumpe 100 und einen Elektromotor 203 zum Antrieb des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystems 202 auf. Der Elektromotor 203 ist über eine Leistungsverteileinheit 205, eine Stromleitung 226 und einen Stecker 207 mit einem Stromanschluss, beispielsweise einem Baustellenstromverteiler 400, verbunden. Das Zusatzaggregat 200 kann beispielsweise zusätzlich einen optionalen Akkumulator 206 umfassen, der den Elektromotor 203, je nach Kapazität des Akkumulators 206, für einen gewissen Zeitraum alleine antreiben kann oder zusätzlichen Strom in Ergänzung zum Baustellenstrom zur Verfügung stellt um Leistungsspitzen des Betonpumpsystems 110 abzufangen. Der Akkumulator 206 kann, zum Beispiel in Pumppausen oder Phasen geringen Leistungsbedarfs des Betonpumpsystems 110, vom Baustellenstromverteiler 400 über die elektrische Leistungsverteileinheit 205 geladen werden. Die Kapazität des Akkumulators 206 könnte auch so groß sein, dass auf den Baustellenstromanschluss 400 vollständig verzichtet werden kann. Alternativ oder zusätzlich zum Akkumulator 206 könnte eine Brennstoffzelle verwendet werden. Der Akkumulator 206 kann beispielsweise auch ausserhalb des Zusatzaggregates 200 angeordnet sein. Der Baustellenstromverteiler 400 könnte auch um eine Brennstoffzelle oder einen elektrischen Akkumulator, beispielsweise zur Versorgung der gesamten Baustelle, ergänzt werden. Zusätzlich oder alternativ zum Akkumulator 206 könnte das Zusatzaggregat 200 einen Superkondensator zur Überbrückung kurzfristiger Leistungsspitzen aufweisen.
Das Zusatzaggregat 200 könnte beispielsweise auf einem Kleintransporter oder einem Anhänger montiert oder beispielsweise in einem Container angeordnet sein und wird für den Betrieb nah an der Autobetonpumpe 100, beispielsweise zwischen den Stützbeinen der Abstützung 113, abgestellt.
Auch das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem 202 des Zusatzaggregates 200 weist eine Mehrzahl von Hydraulikpumpen 202a, 202b, 202c, 202d auf. Die hydraulischen Verbraucher 111, 112, 113, 114, 115 der Autobetonpumpe 100 sind mit einer Mehrzahl von Hydraulikversorgungsleitungen 209a-d mit der Mehrzahl von Hydraulikpumpen 202a, 202b, 202c, 202d des Zusatzaggregates 200 verbunden. Somit kann das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem 202 des Zusatzaggregates 200 die hydraulischen Verbraucher 111, 112, 113, 114, 115 des Betonpumpsystems 110 der Autobetonpumpe 100 elektrisch antreiben und der Verbrennungsmotor 103 und das Hydraulikpumpenantriebssystem 102 der Autobetonpumpe 100 werden nicht für den Antrieb des Betonpumpsystems 110 benötigt. Mit den Hydrauliksteuerleitungen 209e, 209f von den hydraulischen Verbrauchern 113, 114, 115 zu den Hydraulikpumpen 202a, 202b werden hydraulisch Steuersignale übertragen. Beim Einsatz elektronisch geregelter Hydraulikpumpen 202a, 202b könnten diese Steuersignale alternativ auch elektrisch übertragen werden.
Das Zusatzaggregat 200 weist einen Zusatz-Hydrauliköltank 208 auf und der Hydrauliköltank 108 der Autobetonpumpe und der Zusatz-Hydrauliköltank 208 des Zusatzaggregates 200 sind mit mindestens einer in 1 punktiert dargestellten Hydraulikrücklaufleitung 209g miteinander verbunden um Hydrauliköl vom Hydrauliköltank 108 der Autobetonpumpe 100 zum Zusatz-Hydrauliköltank 208 des Zusatzaggregates 200 zu fördern.
In 2 ist ein detaillierterer Hydraulikplan des erfindungsgemäßen Systems dargestellt. Alle Elemente, die bei einer konventionell, das heißt mit Verbrennungsmotor angetriebenen Autobetonpumpe 100 für den elektrischen Antrieb durch das Zusatzaggregat 200 zusätzlich vorgesehen beziehungsweise nachgerüstet werden müssen, sind hier mit den Bezugszeichen 3XX versehen, sofern diese nicht schon aus anderen Gründen an der Autobetonpumpe 100 vorhanden sind.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im Folgenden zunächst der Betrieb der Autobetonpumpe 100 mit dem Verbrennungsmotor 103 beschrieben.
Das in 2 dargestellte Hydraulikpumpenatriebssystem 102 der Autobetonpumpe 100, das vom Verbrennungsmotor 103 angetrieben wird, weist beispielsweise zwei Hydraulikpumpen 102a1 und 102a2 auf, die im Verbrennungsmotorbetrieb gemeinsam über die Hydraulikversorgungsleitung 109a die Zweizylinderkolbenpumpe 114 des Betonpumpsystems 110 antreiben. Aufgrund der großen Leistung des Verbrennungsmotors 103 weist die Autobetonpumpe 100 in diesem Beispiel zwei hintereinander angeordnete, d.h. mechanisch in Reihe betriebene Hydraulikpumpen 102a auf, um eine möglichst hohe Pumpleistung zu erzielen und damit die Leistung des Verbrennungsmotors 103 voll zu nutzen. Ferner führt eine Hydrauliksteuerleitung 109e von der Zweizylinderkolbenpumpe 114 zu den Hydraulikpumpen 102a1 und 102a2 zur Steuerung der Leistung der einstellbaren Hydraulikpumpen 102a1 und 102a2.
Die Hydraulikpumpe 102b treibt über die Hydraulikversorgungsleitung 109b den Betonverteilermast 115 und die Abstützung 113 an. Eine Hydrauliksteuerleitung 109f führt zusätzlich zurück zu der Hydraulikpumpe 102b, beispielsweise um den Hydraulikdruck der Hydraulikpumpe 102b an den jeweils benötigten Versorgungsdruck des Betonverteilermastes 115 anzupassen.
Die als Konstantflusspumpe ausgebildete, das heisst nicht regelbare Hydraulikpumpe 102c treibt das Beton-Umschaltventil 112 über einen nicht dargestellten zwischengeschalteten Hydraulikdruckspeicher über die Hydraulikversorgungsleitung 109c an. Die ebenfalls als Konstantflusspumpe ausgebildete Hydraulikpumpe 102d treibt über die Hydraulikversorgungsleitung 109d das Rührwerk 111 im Einfülltrichter 116 der Autobetonpumpe 100 an.
Alle Hydraulikpumpen 102a-d des Hydraulikpumpenantriebssystems 102 saugen das Hydrauliköl direkt aus dem Hydrauliköltank 108 der Autobetonpumpe 100 an. Von den hydraulischen Verbrauchern 111, 112, 113, 114, 115 fließt das Hydrauliköl über die Hydraulikrücklaufleitungen 121a-d zurück in den Hydrauliköltank 108 der Autobetonpumpe 100.
Abhängig von der Ausstattung der Autobetonpumpe 100 könnte diese zusätzliche Hydraulikpumpen aufweisen. Falls die Autobetonpumpe 100 beispielsweise keinen Betonverteilermast 115 und keine Abstützung 113 aufweist, kann die entsprechende Hydraulikpumpe 102b entfallen. Im Falle einer Fahrmischerbetonpumpe könnte beispielsweise eine zusätzliche Hydraulikpumpe zum Antrieb einer Mischtrommel vorgesehen sein. Die Zuordnung der Hydraulikpumpen 102a-d ist zudem variabel, das heißt insbesondere, dass beispielsweise die Konstantflusspumpen 102c und 102d weitere hydraulische Verbraucher antreiben oder beispielsweise zu einer Hydraulikpumpe zusammengefasst werden können.
Im Folgenden wird der elektrische Antrieb der Autobetonpumpe 100 mittels des Zusatzaggregates 200 gemäß der Erfindung beschrieben.
Das von einem Elektromotor 203 angetriebene Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem 202 des Zusatzaggregates 200 weist eine Hydraulikpumpe 202a auf, die über die Hydraulikversorgungsleitungen 209a und 109a die Zweizylinderkolbenpumpe 114 der Autobetonpumpe 100 antreibt. Die Hydraulikversorgungsleitung 209a ist für diesen Zweck beispielsweise mit einer Hydraulikschnellkupplung 304a und einem T-Anschlussstück mit der Versorgungsleitung 109a zu der Zweizylinderkolbenpumpe 114 verbunden. Eine Hydrauliksteuerleitung 209e führt von der Zweizylinderkolbenpumpe 114 zur Hydraulikpumpe 202a. Weil der das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem 202 antreibende Elektromotor 203 aufgrund der nur begrenzt zur Verfügung stehenden elektrischen Leistung in der Regel eine kleinere Antriebsleistung (beispielsweise < 100 KW) als der Verbrennungsmotor 103 aufweist, kann die Antriebsleistung der Hydraulikpumpe 202a für den Antrieb der Zweizylinderkolbenpumpe 114 entsprechend kleiner dimensioniert werden als die gemeinsame Antriebsleistung der Hydraulikpumpen 102a1 und 102a2, um so die zur Verfügung stehende elektrische Antriebsleistung möglichst effektiv zu nutzen. Zudem ergibt sich daraus eine Kostenersparnis für das Zusatzaggregat 200.
Die Hydraulikpumpen 202b, 202c und 202d treiben entsprechend die hydraulischen Verbraucher 111, 112, 113, 115 über die Hydraulikversorgungsleitungen 209b, 209c und 209d an, mit der die Verbindung zwischen dem Zusatzaggregat 200 und der Autobetonpumpe 100 hergestellt wird. Insbesondere die Hydraulikpumpe 202c des Zusatzaggregates 200, die das Betonumschaltventil 112 antreibt, kann beispielsweise kleiner dimensioniert werden als die Hydraulikpumpe 102c der Autobetonpumpe 100, weil aufgrund der geringen Elektromotor-Antriebsleistung des Zusatzaggregates 200 die Zweizylinderkolbenpumpe 114 entsprechend langsamer arbeitet und mehr Zeit für den Ladevorgang des hydraulischen Druckspeichers für das Umschaltventil 112 bleibt. Auch hiermit kann die Effizienz des Zusatzaggregates 200 erhöht und Kosten eingespart werden.
Das vom Verbrennungsmotor 103 angetriebene Hydraulikpumpenantriebssystem 102 der Autobetonpumpe 100 ist üblicherweise auf eine veränderliche Drehzahl des Verbrennungsmotors 103 ausgelegt, weil bei einer hohen Leistungsanforderung, beispielsweise von der Zweizylinderkolbenpumpe 114, die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 103 erhöht werden muss.
Dagegen kann das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem 202 des Zusatzaggregates 200 vorteilhafterweise auf eine konstante Antriebsdrehzahl des Elektromotors 203 ausgelegt werden. Insbesondere ist dies der Fall, wenn es sich um einen Synchron-Elektromotor 103 handelt, der üblicherweise mit einer konstanten Drehzahl arbeitet und bei dieser konstanten Drehzahl sowohl eine hohe als auch eine niedrige Leistung abgeben kann, ohne dass dadurch Verluste entstehen. Das Wissen über die konstante Drehzahl des Elektromotors 203 kann zur weiteren Optimierung des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystems 202 verwendet werden.
Der Elektromotor 203 kann die Hydraulikpumpen 202a, 202b, 202c, 202d mit einem maximal verfügbaren Drehmoment antreiben. Dieses verfügbare maximale Drehmoment kann von der die Zweizylinder-Kolbenpumpe 114 antreibenden Hydraulikpumpe 202a, abzüglich des von den Hydraulikpumpen 202c und 202d konstant benötigten Drehmoments, vollständig für den Antrieb der Betonpumpe 114 genutzt werden. Wenn während des Pumpbetriebes der Betonverteilermast 115 verfahren wird und die Hydraulikpumpe 202b dafür Drehmoment vom Elektromotor 103 abgreift, kann beispielweise durch eine elektronische oder hydraulische Regelung die maximale Leistungsaufnahme der Hydraulikpumpe 202a für den Zeitraum der Verteilermastbewegung entsprechend begrenzt werden, um eine Überlastung des Elektromotors 103, beziehungsweise eine Unterversorgung des hydraulischen Antriebs der Autobetonpumpe 100 zu verhindern.
Die Hydraulikpumpen 202a-d des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystems 202 saugen das für den Antrieb des Betonpumpsystems 110 benötigte Hydrauliköl aus dem Zusatz-Hydrauliköltank 208 des Zusatzaggregates 200 an.
Um zu verhindern, dass beim elektrischen Antrieb der Autobetonpumpe 100 durch die Hydraulikpumpen 202a-d des Zusatzaggregates 200 Hydrauliköl in die in dieser Betriebsart nicht aktiven Hydraulikpumpen 102a-d gedrückt wird, ist beispielsweise am Ausgang jeder Hydraulikpumpe 102a-d ein Rückschlagventil 301a-d angeordnet. Zusätzlich zu den Hydraulikschnellkupplungen 304a-f weist das Hydrauliksystem der Autobetonpumpe 100 für den elektrischen Antrieb T-Hydraulik-Anschlusstücke für die Ankopplung der Hydraulikleitungen 302a-f auf.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Hydraulikpumpen 202a-d des Zusatzaggregates 200 den Hydraulikpumpen 102a-d der Autobetonpumpe 100 relativ eindeutig zugeordnet. Dies muss nicht immer der Fall sein. Zum Beispiel könnte mit dem in 2 dargestellten Aufbau des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystems 202 auch eine Autobetonpumpe 100 angetrieben werden, die keinen Betonverteilermast 115 und/oder keine Abstützung 113 aufweist. Die entsprechende Hydraulikpumpe 202b würde dann einfach nicht an das Betonpumpsystem 110 angeschlossen werden. Ebenso könnten einzelne Hydraulikpumpen des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystems 202 zu einer Hydraulikpumpe, beispielsweise mit größerer Leistung, zusammengefasst werden. Damit könnte eine der Hydraulikversorgungsleitungen 209a-d eingespart werden. Auf der Autobetonpumpe 100 kann der hydraulische Antriebsstrom dieser zusammengefassten Hydraulikpumpe dann wieder aufgeteilt werden. Ebenso wäre es denkbar, mit dem in 2 gezeigten Aufbau des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystems 202 beispielsweise eine Fahrmischerbetonpumpe elektrisch anzutreiben, indem beispielsweise eine der Hydraulikpumpen 202a-d dem Mischertrommelantrieb zugeordnet wird.
In der 1 sind sämtliche Anschlüsse an der Autobetonpumpe 100 zur Verbindung mit dem Zusatzaggregat 200 auf der rechten Seite der Autobetonpumpe 100 angeordnet. Diese Anschlüsse können beispielsweise auch auf der linken oder auch auf beiden Seiten der Autobetonpumpe 100 angeordnet sein, um das Zusatzaggregat 200 wahlweise auf beiden Seiten der Autobetonpumpe 100 abzustellen und anzuschließen. Auch eine Anordnung der Anschlüsse an anderen Positionen der Autobetonpumpe 100 ist denkbar.
Aus der 2 ist weiter ersichtlich, dass die Autobetonpumpe 100 für den elektrischen Antrieb durch das Zusatzaggregat 200 beispielsweise eine, von einem Rücklaufelektromotor 306 angetriebene, mit dem Hydrauliköltank 108 der Autobetonpumpe 100 verbundene Hydraulikölrücklaufpumpe 305a aufweist, die mit einer Saugleitung 309g mit dem Hydrauliktank 108 der Autobetonpumpe 100 verbunden ist. Die Hydraulikölrücklaufpumpe 305a fördert Hydrauliköl vom Hydrauliköltank 108 der Autobetonpumpe 100 zum Zusatz-Hydrauliköltank 208 des Zusatzaggregates 200 durch die mindestens eine Hydraulikrücklaufleitung 209g, 209h.
Der Rücklaufelektromotor 306 kann beispielsweise zusätzlich eine zweite Hydraulikölrücklaufpumpe 305b antreiben, die Hydrauliköl beispielsweise aus dem Hydrauliktank 108 über eine weitere Saugleitung 309h ansaugt und vom Hydrauliköltank 108 der Autobetonpumpe 100 über einen Hydraulikölfilter 215 und einen Hydraulikölkühler 210 zum Zusatz-Hydrauliköltank 208 des Zusatzaggregates 200 fördert. Die Fördermenge der Hydraulikölrücklaufpumpe 305b sollte beispielsweise auf die Nennleistung, des Hydraulikölfilters 215 abgestimmt sein, damit die durch den Hydraulikölfilter 215 geförderte Ölmenge nicht zu groß ist und der Hydraulikölfilter 215 dadurch zerstört wird. Die Fördermenge der Hydraulikölrücklaufpumpe 305b ist dann beispielsweise etwa halb so groß wie die Fördermenge der Hydraulikölrücklaufpumpe 305a.
Alternativ dazu könnte, bei Verwendung nur einer Hydraulikrücklaufleitung 209g, der Hydraulikölstrom auf dem Zusatzaggregat 200 in zwei Ströme aufgeteilt werden, wobei ein Strom direkt in den Zusatz-Hydrauliköltank 208 führt und ein weiterer Strom über den Hydraulikölkühler 210 und Hydraulikölfilter 215 in den Zusatzhydrauliköltank 208 führt. Alternativ kann der Strom noch weiter zum Hydraulikölkühler 210 und den Hydraulikölfilter 215 aufgeteilt werden.
Das Betonpumpsystem 110 der Autobetonpumpe benötigt je nach Ausstattung Druckluft, um beispielsweise die Betonförderleitung abzusperren. Während des Betriebes mit dem Verbrennungsmotor 103 wird diese Druckluft mit einem vom Verbrennungsmotor 103 angetriebenen Kompressor, unter anderem auch für die Versorgung der Bremsanlage des Fahrgestells 130, erzeugt. Weil der Verbrennungsmotor 103 für die Drucklufterzeugung während des elektrischen Antriebs durch das Zusatzaggregat 200 nicht zur Verfügung steht, kann der Rücklaufelektromotor 306 beispielsweise auch einen Luft-Kompressor 311, wie in 2 dargestellt antreiben. Alternativ könnte der Kompressor 311 von einem separaten, auf der Autobetonpumpe 100 angeordnetem Elektromotor, angetrieben werden. Alternativ dazu könnte der Kompressor 311 auch auf dem Zusatzaggregat 200 angeordnet sein und zusätzlich von dem Elektromotor 203 oder einem separaten Elektromotor angetrieben werden. Bei der Anordnung des Kompressors 311 auf dem Zusatzaggregat 200 ist es erforderlich, einen Druckluftschlauch zwischen dem Zusatzaggregat 200 und der Autobetonpumpe 100 vorzusehen.
Wenn der üblicherweise auf der Autobetonpumpe 100 vorhandene, aber hier nicht dargestellte, Hydraulikölkühler 210 mit einem elektrischen Lüfterantrieb versehen ist, könnte statt des Hydraulikölkühlers 210 des Zusatzaggregates 200 der Hydraulikölkühler der Autobetonpumpe 100 für die Hydraulikölkühlung verwendet werden. Der elektrische Antriebsmotor des Hydraulikölkühlers der Autobetonpumpe 100 würde dann beispielsweise vom Zusatzaggregat 200 mit elektrischer Leistung versorgt.
Im Ausführungsbeispiel nach 2 wird der Ventilator des Hydraulikökühlers 210 von einem Elektromotor 217 angetrieben. Ferner weist das Zusatzaggregat 200 einen kontinuierlich arbeitenden Ölpegelsensor 212 auf. Anhand des Ausgangswertes des Ölpegelsensors 212 regelt die Steuereinheit 220 die Leistung beziehungsweise die Drehzahl des Rücklaufelektromotors 306, um den Hydraulikölpegel des Zusatz-Hydrauliköltanks 208, und damit indirekt auch den Hydraulikölpegel des Hydrauliköltanks 108, möglichst konstant zu halten. Alternativ oder zusätzlich könnte der Hydrauliköltank 108 der Autobetonpumpe 100 einen entsprechenden Füllstandsensor für die Regelung des Rücklaufs aufweisen.
Das Zusatzaggregat 200 weist ferner beispielsweise eine diskrete Füllstandssensorik 211 auf, die auf ein Erreichen eines minimalen oder maximalen Füllstandes des Zusatz-Hydrauliköltanks 208 anspricht und damit beispielsweise einen Nothalt bei Erreichen eines dieser Füllstände auslöst.
Zusätzlich weist das Zusatzaggregat 200 beispielsweise einen Temperatursensor 213 auf, der die Temperatur des Hydrauliköls im Zusatzhydrauliköltank 208 erfasst. Ein weiterer Min-/Max-Temperatursensor 214 dient zur Steuerung des Einschaltzustandes des Elektromotors 217 des Hydraulikölkühlers 210 um das Hydrauliköl bei Erreichen einer Maximaltemperatur zu kühlen.
Zudem kann das Zusatzaggregat 200 einen Ölfiltersensor 216 aufweisen, der anhand der Druckdifferenz im Hydraulikölfilter 215 den Verschmutzungszustand des Hydraulikölfilters 215 erkennt und damit eine geeignete Reaktion der Steuereinheit 220 auslöst.
Die Steuereinheit 220 des Zusatzaggregates 200 ist über den Anschlussstecker 312 mit der Steuerung 120 der Autobetonpumpe 100 verbunden.
Die 3 zeigt beispielhaft eine mögliche elektrische Schaltung des erfindungsgemäßen Zusatzaggregates 200, der Autobetonpumpe 100 und des Systems zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe 100.
Die Schaltung des Zusatzaggregates 200 weist einen Stromanschluss 207 auf, der beispielsweise an einen Baustellenstromverteiler 400 angeschlossen ist, und optional einen Akkumulator 206, beispielsweise einen Hochspannungsakkumulator (200V-800V). Der Stromanschluss 207 und der Akkumulator 206 stellen jeweils einzeln oder alleine die elektrische Leistung, insbesondere zum Betrieb des Elektromotors 203, der das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem 202 des Zusatzaggregates 200 antreibt, bereit.
Eine elektrische Leistungsverteileinheit 205 teilt die vom Stromanschluss 207 und/oder vom Akkumulator 206 bereitgestellte elektrische Leistung insbesondere auf den Elektromotor 203 und den Hochspannungsakkumulator 206 auf. Zum Beispiel kann die Leistungsverteileinheit 205 einerseits die elektrische Leistung vom Stromanschluss 207 zum Antrieb des Elektromotors 203 direkt durchleiten. Für den Fall, dass der Elektromotor 203, beispielsweise in Pumppausen keine oder nur eine geringe elektrische Leistung benötigt, kann die Leistungsverteileinheit 205 auch elektrische Leistung vom Stromanschluss 207 zum Hochspannungsakkumulator 206 zum Aufladen desselben umleiten.
Die Leistungsverteileinheit 205 kann beispielsweise vollständig auf Gleichstromtechnik basieren. Das heißt zum Beispiel, dass zwischen dem Stromanschluss 207, der üblicherweise Wechselspannung zur Verfügung stellt, und der Leistungsverteileinheit 205 ein Umrichter 224 von Wechselspannung auf Gleichspannung angeordnet ist. Der Akkumulator 206, der üblicherweise eine Gleichspannung zur Verfügung stellt, kann direkt mit der Leistungsverteileinheit 205 verbunden sein.
Der auf der Autobetonpumpe 100 angeordnete Rücklaufelektromotor 306 zum Antrieb der Hydraulikrücklaufpumpen 305a beziehungsweise 305b ist beispielsweise ein Wechselspannungsmotor und wird über einen Wechselspannungsumwandler 223 betrieben. Ebenso kann der Elektromotor 217 zum Antrieb des Hydraulikölkühlers 210 über einen Wechselspannungsumwandler 222 betrieben werden.
Ferner weist das Zusatzaggregat 200 beispielsweise einen Akkumulator 225 für Niederspannung, beispielsweise in 24- oder 48-Volt-Technik, für die Steuerungs- und Regelungsaufgaben auf. Der Akkumulator 225 kann beispielsweise von der Leistungsverteileinheit 205 über den Gleichspannungswandler 221 mit elektrischer Energie versorgt werden. Der Akkumulator 225 dient insbesondere zur Versorgung der Steuereinheit 220 des Zusatzaggregates 200 und zur elektrischen Versorgung der Steuerung 120 der Autobetonpumpe 100 über den Versorgungsspannungsanschluss 310. Dadurch, dass beim elektrischen Betrieb der Autobetonpumpe 100 mit dem Zusatzaggregat 200 die Steuerung 120 der Autobetonpumpe 100 vom Akkumulator 225 mit elektrischer Spannung versorgt wird, wird sichergestellt, dass die Fahrzeugbatterie der Autobetonpumpe 100 nicht überlastet beziehungsweise entladen wird. Der Akkumulator 225 verhindert zudem, dass die Steuerung des Zusatzaggregates 200 bei Unterbrechung der Baustellenstromversorgung 400 und leerem oder nicht vorhandenem Akkumulator 206 stromlos ist.
Die Steuereinheit 220 ist mit einem Strom-/Leistungssensor 218 verbunden, der die vom Stromanschluss 207 entnommene elektrische Leistung an der Stromleitung 226 erfasst. Damit lässt sich beispielsweise der Baustellenstromanschluss 400 vor Überlastung schützen und beispielsweise kann die vom Baustellenstromanschluss 400 entnommene elektrische Leistung messtechnisch erfasst werden, beispielsweise um darauf basierend die Kosten für die entnommene elektrische Leistung abzurechnen.
Die Steuereinheit 220 kann beispielsweise zudem über weitere Steuerleitungen, beispielsweise einem CAN-Bus-System, mit den Akkumulatoren 206 und 225 sowie den Umwandlern 219, 221, 222, 223, 224 und der Leistungsverteileinheit 205 für verschiedenste Steuerungs- und Regelungsaufgaben verbunden sein. Ferner ist die Steuereinheit 220 über eine Steuerleitung über den Anschlussstecker 312 mit der Steuerung 120 verbunden.
Die elektrische Steuerung des Zusatzaggregates 200 wurde in dem Ausführungsbeispiel anhand eines Wechselstrom-Elektromotors 103 und eines Wechselstrom-Baustromanschlusses dargestellt. Sowohl der Elektromotor 103 als auch der Baustellenstromanschluss könnten auf Gleichstromtechnik basieren. Die elektrische Steuerung des Zusatzaggregates ist dann entsprechend anders aufgebaut.
Der Bediener der Autobetonpumpe 100 kann das Betonpumpsystem 110 beim elektrischen Betrieb mit dem Zusatzaggregat 200 wie gewohnt über die Steuerung 120, beispielsweise auch mit einer Fernsteuerung 122, steuern und bedienen. Wenn beispielsweise über die Fernsteuerung 122 der Betonverteilermast 115 verfahren wird, wird von der Hydraulikpumpe 202b des Zusatzaggregates 200 automatisch eine höhere Leistung abgerufen und diese auch zur Verfügung gestellt. Entsprechend hat eine vom Bediener über die Fernsteuerung 122 angeforderte Erhöhung der Förderleistung der Zweizylinderkolbenpumpe 114 zur Folge, dass das Fördervolumen der Hydraulikpumpe 202a automatisch erhöht wird.
Die in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte Zweizylinderkolbenpumpe 114 arbeitet mit einem offenen hydraulischen Kreislauf, was insbesondere daran erkennbar ist, dass die Hydraulikpumpen 102a1, 102a2 und 202a das Hydrauliköl nur in eine Richtung fördern. Eine Zweizylinderkolbenpumpe 114 kann aber beispielsweise auch in einem geschlossenem Hydraulikkreislauf mit einer Reversierpumpe, die abwechselnd in beide Richtungen fördert, und einer Speisepumpe betrieben werden. Um eine entsprechende Zweizylinderkolbenpumpe 114 anzutreiben, kann das Zusatzaggregat 200 beispielsweise alternativ zu der Hydraulikpumpe 202a eine entsprechende Reversierpumpe und eine Speisepumpe aufweisen.
Das Zusatzaggregat 200 kann zudem dazu ausgebildet sein, das Betonpumpsystem 110 der Autobetonpumpe 100 parallel zum Verbrennungsmotorantrieb der Autobetonpumpe 100 anzutreiben. Das heißt beispielsweise, dass das Zusatzaggregat 200 das Betonpumpsystem 110 bei geringem Leistungsbedarf des Betonpumpsystems 110, zum Beispiel beim Abstützen der Autobetonpumpe 100 und beim Ausfalten des Betonverteilermastes 115, alleine antreibt. Sobald die Zweizylinderkolbenpumpe 114 in Betrieb genommen oder eine hohe Förderleistung der Zweizylinderkolbenpumpe 114 gefordert wird, kann der Verbrennungsmotor 103 zusätzlich zum Zusatzaggregat 200 in Betrieb genommen werden.
Bezugszeichenliste

100: Autobetonpumpe
102: Hydraulikpumpenantriebssystem I (Autobetonpumpe)
102a-d: Hydraulikpumpen
103: Verbrennungsmotor
108: Hydrauliköltank
109a-d: Hydraulikversorgungsleitung
109e, f: Hydrauliksteuerleitung
110: Betonpumpsystem
111: Rührwerk
112: Betonumschaltventil
113: Abstützung
114: Zweizylinderkolbenpumpe
115: Betonverteilermast
116: Einfülltrichter
120: Steuerung Autobetonpumpe
130: LKW-Fahrgestell
121a-d: Hydraulikrücklaufleitungen Autobetonpumpe
122: Fernsteuerung Autobetonpumpe
200: Zusatzaggregat
202: Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem
202a-d: Hydraulikpumpe
203: Elektromotor
205: Leistungsverteileinheit
206: Akkumulator Hochspannung
207: Stromanschluss
208: Zusatz-Hydrauliköltank
209a-d: Hydraulikversorgungsleitung
209 e,f: Hydrauliksteuerleitung
209g, h: Hydraulikrücklaufleitung
210: Hydraulikölkühler
211: Min-/Max Sensor Ölpegel
212: Ölpegelsensor
213: Temperatursensor
214: Min-/Max Sensor Temperatur
215: Hydraulikölfilter
216: Ölfiltersensor
217: Elektromotor Ölkühler
218: Strom-/Leistungssensor
220: Steuereinheit Zusatzaggregat
221: Gleichspannungswandler
222: Wechselspannungsumwandler
223: Wechselspannungsumwandler
224: Umrichter Wechselspannung/Gleichspannung
225: Akkumulator (24V/48V)
226: Stromleitung
301a-e: Rückschlagventil
302a-f: Hydraulikleitung
304a-d: Hydraulik-Schnellkupplung Versorgun
304 e, f: Hydraulik-Schnellkupplung Steuerung
304 g,h: Hydraulik-Schnellkupplung Rücklauf
305a: Hydraulikrücklaufpumpe Tank
305b: Hydraulikrücklaufpumpe Ölkühler
306: Rücklaufelektromotor
308: Anschluss Rücklaufelektromotor
309g, h: Saugleitung Rücklaufpumpe
310: Versorgungsspannungsanschluss
311: Luftkompressor
312: Anschlussstecker Steuerung
400: Baustellenstromverteiler

Claims

Zusatzaggregat (200), geeignet zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe (100), wobei die Autobetonpumpe (100) ein hydraulisch angetriebenes Betonpumpsystem (110) zur Förderung von Beton und ein Hydraulikpumpenantriebssystem (102), einen Hydrauliköltank (108) und einen Verbrennungsmotor (103) aufweist, wobei der Verbrennungsmotor (103) zum Antrieb des Hydraulikpumpenantriebssystem (102) und das Hydraulikpumpenantriebssystem (102) zum Antrieb des Betonpumpsystems (110) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzaggregat (200) ein Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystem (202) und einen Elektromotor (203) zum Antrieb des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystems (202) aufweist, wobei das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem (202) für den Antrieb des Betonpumpsystems (110) mit der Autobetonpumpe (100) verbindbar ist.
Zusatzaggregat (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzaggregat (200) einen Zusatz-Hydrauliköltank (208) für die Aufnahme von Hydrauliköl aufweist und der Hydrauliköltank (108) der Autobetonpumpe (100) mit dem Zusatz-Hydrauliköltank (208) des Zusatzaggregates (200) über mindestens eine Hydraulikrücklaufleitung (209g, 209h) verbindbar ist.
Zusatzaggregat (200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliköl vom Hydrauliköltank (108) der Autobetonpumpe (100) zum Zusatz-Hydrauliköltank (208) des Zusatzaggregates (200) über die mindestens eine Hydraulikrücklaufleitung (209g, 209H) gefördert wird.
Zusatzaggregat (200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Autobetonpumpe (100) mindestens einen Rücklaufelektromotor (306) und mindestens eine Hydraulikölrücklaufpumpe (305a, 305b) aufweist, wobei die mindestens eine Hydraulikölrücklaufpumpe (305a, 305b) dazu ausgebildet ist, Hydrauliköl vom Hydrauliktank (108) der Autobetonpupe (100) zum Zusatz-Hydrauliköltank (208) des Zusatzaggregates (200) zu fördern.
Zusatzaggregat (200) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzaggregat (200) einen Hydraulikölkühler (210) aufweist, und dass Hydrauliköl vom Hydrauliktank (108) der Autobetonpumpe (100) durch die mindestens eine Hydraulikrücklaufleitung (209h) durch den Hydraulikölkühler (210) des Zusatzaggregates (200) in den Zusatz-Hydrauliköltank (208) des Zusatzaggregates (200) gefördert wird.
Zusatzaggregat (200) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzaggregat (200) eine Steuereinheit (220) aufweist, wobei die Steuereinheit (220) die Leistung des Rücklaufelektromotors (306) regelt.
Zusatzaggregat (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzaggregat (200) einen elektrischen Versorgungsspannungsanschluss (310) zur elektrischen Versorgung einer Steuerung (120) der Autobetonpumpe (100) aufweist.
Autobetonpumpe (100), aufweisend ein hydraulisch angetriebenes Betonpumpsystem (110) zur Förderung von Beton und ein Hydraulikpumpenantriebssystem (102) und einen Verbrennungsmotor (103), wobei der Verbrennungsmotor (103) zum Antrieb des Hydraulikpumpenantriebssystem (102) und das Hydraulikpumpenantriebssystem (102) zum Antrieb des Betonpumpsystems (110) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonpumpsystem (110) der Autobetonpumpe (100) mit einem Zusatzaggregat (200) verbindbar ist, wobei das Zusatzaggregat (200) ein Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystem (202) zum Antrieb des Betonpumpsystems (110) der Autobetonpumpe (100) und einen Elektromotor (203) zum Antrieb des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystems (202) aufweist.
Autobetonpumpe (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Autobetonpumpe (100) einen Rücklaufelektromotor (306), mindestens eine von dem Rücklaufelektromotor (306) angetriebene Hydraulikrücklaufpumpe (305a, 305b) und einen Hydrauliköltank (108) aufweist, wobei die mindestens eine Hydraulikpumpe (305a, 305b) dazu ausgebildet ist, Hydrauliköl vom Hydrauliköltank (108) der Autobetonpumpe (100) zum Zusatzaggregat (200) zu fördern.
Autobetonpumpe (100) nach einem der Ansprüche 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikpumpenantriebssystem (102) der Autobetonpumpe (100) eine Mehrzahl von Hydraulikpumpen (102a1, 102a2, 102b, 102c, 102d) aufweist und das Betonpumpsystem (110) der Autobetonpumpe (100) eine Mehrzahl von hydraulischen Verbrauchern (111, 112, 113, 114, 115) aufweist, und dass das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem (202) des Zusatzaggregates (200) eine Mehrzahl von Hydraulikpumpen (202a, 202b, 202c, 202d) aufweist, wobei die hydraulischen Verbraucher (111, 112, 113, 114, 115) der Autobetonpumpe (100) mit einer Mehrzahl von Hydraulikversorgungsleitungen (209a-d) mit der Mehrzahl von Hydraulikpumpen (202a-d) des Zusatzaggregates (200) verbindbar sind.
System zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe (100), wobei die Autobetonpumpe (100) ein hydraulisch angetriebenes Betonpumpsystem (110) zur Förderung von Beton und ein Hydraulikpumpenantriebssystem (102) und einen Verbrennungsmotor (103) aufweist, wobei der Verbrennungsmotor (103) zum Antrieb des Hydraulikpumpenantriebssystem (102) und das Hydraulikpumpenantriebssystem (102) zum Antrieb des Betonpumpsystems (110) ausgebildet ist, mit einem Zusatzaggregat (200), wobei das Zusatzaggregat (200) ein Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystem (202) zum hydraulischen Antrieb des Betonpumpsystems (110) der Autobetonpumpe (100) und einen Elektromotor (203) zum Antrieb des Zusatz-Hydraulikpumpenantriebsystems (202) aufweist, wobei das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem (202) des Zusatzaggregates (200) mit Hydraulikversorgungsleitungen (209a-d) mit dem Betonpumpsystem (110) der Autobetonpumpe (100) verbindbar ist.
System zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonpumpsystem (110) der Autobetonpumpe (100) eine Mehrzahl von hydraulischen Verbrauchern (111, 112, 113, 114, 115) aufweist und dass das Hydraulikpumpenantriebssystem (102) der Autobetonpumpe (100) eine Mehrzahl von Hydraulikpumpen (102a1, 102a2, 102b, 102c, 102d) zum Antrieb der Mehrzahl von hydraulischen Verbrauchern (111, 112, 113, 114, 115) aufweist und dass das Zusatz-Hydraulikpumpenantriebssystem (202) des Zusatzaggregates (200) eine Mehrzahl von Hydraulikpumpen (202a, 202b, 202c, 202d) aufweist und wobei die hydraulischen Verbraucher (111, 112, 113, 114, 115) der Autobetonpumpe (100) mit einer Mehrzahl von Hydraulikversorgungsleitungen (209a-d) mit der Mehrzahl von Hydraulikpumpen (202a, 202b, 202c, 202d) des Zusatzaggregates (200) verbindbar sind.
System zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe (100) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Autobetonpumpe (100) einen Hydrauliköltank (108) aufweist und dass das Zusatzaggregat (200) einen Zusatz-Hydrauliköltank (208) aufweist, wobei der Hydrauliköltank (108) der Autobetonpumpe (100) und der Zusatz-Hydrauliköltank (208) des Zusatzaggregates (200) mit mindestens einer Hydraulikrücklaufleitung (209g, 209h) miteinander verbindbar sind.
System zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Autobetonpumpe (100) mindestens eine mit dem Hydrauliköltank (108) der Autobetonpumpe (100) verbundene Hydraulikölrücklaufpumpe (305a, 305b) und mindestens einen Rücklaufelektromotor (306) aufweist, wobei der Rücklaufelektromotor (306) zum Antrieb der mindestens einen Hydraulikölrücklaufpumpe (305a, 305b) ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Hydraulikölrücklaufpumpe (305a, 305b) dazu ausgebildet ist, Hydrauliköl vom Hydrauliköltank (108) der Autobetonpumpe (100) zum Zusatz-Hydrauliköltank (208) des Zusatzaggregates (200) durch die mindestens eine Hydraulikrücklaufleitung (209g, 209h) zu fördern.
System zum elektrischen Antrieb einer Autobetonpumpe (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Autobetonpumpe (100) eine zweite, von dem Rücklaufelektromotor (306) angetriebene Hydraulikölrücklaufpumpe (305b) aufweist und dass das Zusatzaggregat (200) einen Hydraulikölkühler (210) und eine mit dem Hydraulikölkühler (210) verbundene zweite Hydraulikrücklaufleitung (209h) aufweist, wobei die zweite Hydraulikölrücklaufpumpe (305b) dazu ausgebildet ist, Hydrauliköl vom Hydrauliköltank (108) der Autobetonpumpe (100) durch den Hydraulikölkühler (210) in den Hydrauliköltank (208) des Zusatzaggregates (200) zu fördern.