DE102022127661A1 - Road construction machine - Google Patents
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Abstract
Der Erfindung schafft eine Straßenbaumaschine die besonders effizient sowie kostengünstig betreibbar ist. Das wird dadurch erreicht, dass die Straßenbaumaschine mindestens einen Energiespeicher (100) aufweist, einen Primärantrieb (114) sowie weitere Arbeitskomponenten. Dabei sind der Primärantrieb (114) und wenigstens einige Arbeitskomponenten durch die Energiespeicher (100) mit elektrische Energie versorgbar. Der Energiespeicher (100) verfügt über einen Hochvoltbus (101), durch welchen Verbraucher gekoppelt und mit Energie versorgbar sind. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass in den Hochvoltbus (101) mindestens ein bidirektionales Ladegerät (102) integriert ist.The invention creates a road construction machine that can be operated particularly efficiently and cost-effectively. This is achieved in that the road construction machine has at least one energy storage device (100), a primary drive (114) and other working components. The primary drive (114) and at least some working components can be supplied with electrical energy by the energy storage devices (100). The energy storage device (100) has a high-voltage bus (101) through which consumers are coupled and can be supplied with energy. According to the invention, at least one bidirectional charger (102) is integrated into the high-voltage bus (101).
Description
Die Erfindung ist gerichtet auf eine Straßenbaumaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is directed to a road construction machine according to the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, dass Straßenbaumaschinen, wie beispielsweise Straßenfertiger, Beschicker, Straßenfräsen oder auch Straßenwalzen, sehr energieintensiv arbeiten. Dazu war es bisher vorgesehen, dass die genannten Baumaschinen als Primärantrieb einen Verbrennungsmotor aufweisen, mit dem die notwendige Energie zur Verfügung gestellt werden kann. Ein Nachteil der Verwendung von Verbrennungsmotoren besteht darin, dass sie CO2 erzeugen und sehr laut sind. Daher werden bereits einige der genannten Straßenbaumaschinen mit Elektromotoren ausgestattet, die wesentlich leiser arbeiten und umweltschonender betreibbar sind. Für den Betrieb eines oder mehrerer Elektromotoren weisen die Straßenbaumaschinen Energiespeicher auf, wie beispielsweise Batterien, Akkumulatoren oder Brennstoffzellen.It is known that road construction machines, such as road pavers, feeders, road milling machines or road rollers, are very energy-intensive. To date, the construction machines mentioned have been designed to have a combustion engine as the primary drive, which can provide the necessary energy. A disadvantage of using combustion engines is that they produce CO2 and are very loud. Therefore, some of the road construction machines mentioned are already equipped with electric motors, which are much quieter and can be operated in a more environmentally friendly way. To operate one or more electric motors, the road construction machines have energy storage devices, such as batteries, accumulators or fuel cells.
Wie bereits angedeutet, ist insbesondere der Einbauprozess eines Straßenbelags durch einen Straßenfertiger besonders energieintensiv. Daher muss der Energiespeicher eine entsprechende Kapazität aufweisen. Energiespeicher und insbesondere Batterien und Akkumulatoren mit einer hohen Speicherkapazität sind allerdings sehr groß und schwer. Gleichermaßen benötigen auch die für die Energieversorgung bisher notwendigen weiteren Komponenten, wie beispielsweise Generatoren, sehr viel Platz, sind schwer und tragen dazu bei, dass die Straßenbaumaschinen sehr teuer sind.As already mentioned, the process of laying a road surface using a road paver is particularly energy-intensive. The energy storage device must therefore have a corresponding capacity. However, energy storage devices and in particular batteries and accumulators with a high storage capacity are very large and heavy. Likewise, the other components required for the energy supply, such as generators, take up a lot of space, are heavy and contribute to the road construction machines being very expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Straßenbaumaschine zu schaffen, die besonders effizient sowie kostengünstig betreibbar ist.The invention is based on the object of creating a road construction machine that can be operated particularly efficiently and cost-effectively.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 beschrieben. Demnach ist es vorgesehen, dass eine Straßenbaumaschine, insbesondere ein Straßenfertiger, ein Beschicker, eine Straßenfräse oder eine Straßenwalze, mindestens einen Energiespeicher aufweist, einen Primärantrieb sowie weitere Arbeitskomponenten. Dabei sind der Primärantrieb und wenigstens einige Arbeitskomponenten durch die Energiespeicher mit elektrische Energie versorgbar. Der Energiespeicher verfügt über einen Hochvoltbus, durch welchen die vorgenannten Verbraucher gekoppelt und mit Energie versorgbar sind. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass in den Hochvoltbus, der beispielsweise mit einer Spannungslage von 400 oder 700V arbeitet, mindestens ein bidirektionales Ladegerät integriert ist. Durch diese Verwendung wenigstens eines bidirektionalen Ladegeräts wird erheblicher Bauraum auf der Straßenbaumaschine eingespart, da dadurch nur ein Gerät in Kombination mit einer gesteuerten Energieverteilung die Energieversorgung sämtlicher Verbraucher, insbesondere der Arbeitskomponenten, der Straßenbaumaschine sichergestellt werden kann. Durch die Verwendung eines bidirektionalen Ladegeräts in Kombination mit einem Energiespeicher wird die Notwendigkeit einen Generator zu betreiben, um die Arbeitskomponenten mit Energie zu versorgen, hinfällig. Darüber hinaus kann durch den Wegfall mechanischer Verluste und der Möglichkeit, durch das bidirektionale Ladegerät ein AC-Netz aufzuspannen, ohne gleichzeitig Schleppverluste in der Hydraulik zu generieren, die Effizienz der Straßenbaumaschine erheblich erhöht werden. Darüber hinaus können durch die Verwendung wenigstens eines bidirektionalen Ladegeräts die Baukosten der Straßenbaumaschine erheblich reduziert werden. Auch der notwendige Bauraum auf der Straßenbaumaschine wird durch die Verwendung des Ladegeräts signifikant verringert, was insbesondere bei größeren Straßenbaumaschinen, wie beispielsweise Straßenfertigern, prozentual gesehen einen großen Einfluss ausmacht. Durch die Verwendung eines Ladegeräts, das ein AC-Netz aufspannt, ist es nicht mehr erforderlich, für beispielsweise das Aufheizen der Einbaubohle eines Straßenfertigers einen Verbrennungsmotor bzw. einen Motor zu starten. Das Aufheizen der Einbaubohle erfolgt absolut geräuschfrei und ist daher insbesondere für innerstädtische Umgebungen besonders vorteilhaft. Durch die Verwendung des AC-Netzes in Verbindung mit dem Energiespeicher kann somit der Lärmpegel der Straßenbaumaschine, insbesondere des Straßenfertigers, erheblich gesenkt werden. Durch die Erhöhung der Effizienz der Straßenbaumaschine gestaltet sich der gesamte Betrieb selbiger als besonders kosteneinsparend.A solution to this problem is described by the features of claim 1. Accordingly, it is provided that a road construction machine, in particular a road finisher, a feeder, a road milling machine or a road roller, has at least one energy storage device, a primary drive and other working components. The primary drive and at least some working components can be supplied with electrical energy by the energy storage device. The energy storage device has a high-voltage bus through which the aforementioned consumers are coupled and can be supplied with energy. According to the invention, it is provided that at least one bidirectional charger is integrated into the high-voltage bus, which operates, for example, with a voltage level of 400 or 700V. This use of at least one bidirectional charger saves considerable installation space on the road construction machine, since only one device in combination with a controlled energy distribution can ensure the energy supply to all consumers, in particular the working components, of the road construction machine. The use of a bidirectional charger in combination with an energy storage device eliminates the need to operate a generator to supply the working components with energy. In addition, the efficiency of the road construction machine can be significantly increased by eliminating mechanical losses and the possibility of using the bidirectional charger to set up an AC network without simultaneously generating drag losses in the hydraulics. In addition, the construction costs of the road construction machine can be significantly reduced by using at least one bidirectional charger. The necessary installation space on the road construction machine is also significantly reduced by using the charger, which has a large impact in percentage terms, particularly for larger road construction machines such as road pavers. By using a charger that sets up an AC network, it is no longer necessary to start a combustion engine or a motor, for example to heat up the paving screed of a road paver. The paving screed is heated up absolutely noiselessly and is therefore particularly advantageous for inner-city environments. By using the AC network in conjunction with the energy storage unit, the noise level of the road construction machine, in particular the road paver, can be significantly reduced. By increasing the efficiency of the road construction machine, the entire operation of the same is particularly cost-saving.
Insbesondere kann es die Erfindung vorsehen, dass es sich bei dem mindestens einen Energiespeicher um mindestens eine Batterie, mindestens einen Akkumulator, mindestens eine Brennstoffzelle oder dergleichen oder Kombinationen davon handelt. Durch das mindestens eine bidirektionale Ladegerät lässt sich der Energiespeicher aus einem externen Spannungsnetz aufladen. Durch die Verwendung des bidirektionalen Ladegeräts spielt es dabei keine Rolle, dass die externe Ladestation ein DC-Netz oder ein AC-Netz zur Verfügung stellt. Sofern zum Aufladen des Energiespeichers ein externes DC-Netz zur Verfügung steht, lässt sich der Energiespeicher, insbesondere der Akkumulator, über den Hochvoltbus und eine Ladebuchse direkt aufladen. Sofern für das Aufladen des Energiespeichers ein AC-Netz zur Verfügung steht, lässt sich der Akkumulator über das bidirektionale Ladegerät laden. Dadurch wird insbesondere für das Aufladen des Energiespeichers eine hohe Flexibilität sowie Unabhängigkeit von dem zur Verfügung stehenden Netz erreicht.In particular, the invention can provide that the at least one energy storage device is at least one battery, at least one accumulator, at least one fuel cell or the like or combinations thereof. The at least one bidirectional charger can be used to charge the energy storage device from an external voltage network. By using the bidirectional charger, it does not matter whether the external charging station provides a DC network or an AC network. If an external DC network is available for charging the energy storage device, the energy storage device, in particular the accumulator, can be charged directly via the high-voltage bus and a charging socket. If an AC network is available for charging the energy storage device, the accumulator can be charged via the bidirectional charger. This achieves a high level of flexibility and independence from the available network, especially for charging the energy storage device.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorsehen, dass durch das mindestens eine bidirektionale Ladegerät einphasige oder dreiphasige Arbeitskomponenten der Straßenbaumaschine, wie beispielsweise Heizstäbe, Stampfereinheiten, Vibrationseinheiten, Materialförderer, Schneckenförderer oder dergleichen und/oder deren Antriebsaggregate, mit einem AC-Netz versorgt werden, wobei die elektrische Energie direkt dem Energiespeicher oder einem externen Netz zur Verfügung gestellt wird.A particularly advantageous embodiment of the invention can provide that single-phase or three-phase working components of the road construction machine, such as heating rods, tamper units, vibration units, material conveyors, screw conveyors or the like and/or their drive units, are supplied with an AC network by the at least one bidirectional charger, wherein the electrical energy is made available directly to the energy storage device or an external network.
Bevorzugt kann es die Erfindung außerdem vorsehen, dass der Energiespeicher über den Hochvoltbus mit mindestens einem Inverter verbunden ist, um den elektrischen Primärantrieb mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei der Primärantrieb vorzugsweise mit weiteren Hydraulikaggregaten zum Betreiben von Arbeitskomponenten verbunden ist.Preferably, the invention can also provide that the energy storage device is connected to at least one inverter via the high-voltage bus in order to supply the electric primary drive with electrical energy, wherein the primary drive is preferably connected to further hydraulic units for operating working components.
Weiter kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Energiespeicher über den Hochvoltbus mit einer bidirektionalen Wärmepumpe verbunden ist, wobei die Wärmepumpe zur Klimatisierung/Konditionierung des Energiespeichers und/oder der Arbeitskomponenten dient. Durch die Verwendung einer bidirektionalen Wärmepumpe ist sowohl ein Heizen als auch ein Kühlen möglich. Insbesondere bei kalten Temperaturen ist es für einen störungsfreien Betrieb sowie eine ausreichende Leistung des Energiespeichers notwendig, diesen auf eine ausreichend hohe Temperatur zu temperieren. Ist der Energiespeicher zu stark abgekühlt, kann sich dies besonders nachteilig auf die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer auswirken. Gleichermaßen können zu hohe Temperaturen auf beispielsweise der Baustelle, dem Energiespeicher schaden. Insofern ist es notwendig, die Möglichkeit zu haben, den Energiespeicher zu wärmen sowie zu kühlen.Furthermore, according to the invention, it can be provided that the energy storage device is connected to a bidirectional heat pump via the high-voltage bus, whereby the heat pump serves to air-condition/condition the energy storage device and/or the working components. By using a bidirectional heat pump, both heating and cooling are possible. In particular at cold temperatures, it is necessary to temper the energy storage device to a sufficiently high temperature for trouble-free operation and sufficient performance. If the energy storage device has cooled down too much, this can have a particularly detrimental effect on its performance and service life. Likewise, temperatures that are too high, for example on a construction site, can damage the energy storage device. In this respect, it is necessary to have the option of heating and cooling the energy storage device.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel kann es vorteilhaft vorsehen, dass der Energiespeicher über den Hochvoltbus mit einem DC/DC-Wandler verbunden ist, der ein Niedervoltsystem mit elektrischer Energie versorgt, wobei dieses Niedervoltsystem Lüfter, Beleuchtung, Maschinenelektrik damit die gesamte Steuerungselektrik, Wasserpumpen, eine 24 V Batterie und/oder dergleichen umfasst. Dabei kann der DC/DC-Wandler die beispielsweise 700 V des Energiespeichers auf 24 V für das Niedervoltsystem wandeln.Another embodiment can advantageously provide that the energy storage device is connected via the high-voltage bus to a DC/DC converter that supplies a low-voltage system with electrical energy, whereby this low-voltage system includes fans, lighting, machine electronics and thus the entire control electronics, water pumps, a 24 V battery and/or the like. The DC/DC converter can convert the 700 V of the energy storage device, for example, to 24 V for the low-voltage system.
Weiter ist es erfindungsgemäß denkbar, dass eine Ladebuchse, insbesondere eine CCS2-Ladebuchse, über eine ACDU-Einheit mit dem bidirektionalen Ladegerät und/oder einer Bohlenheizung verbunden ist. Diese ACDU-Einheit weist mehrere Schütze auf, um einzelne Komponenten zu- oder abzuschalten.. Vor allem ist mit der ACDU-Einheit unter Verwendung des bidirektionalen Ladegeräts eine Trennung der Ladebuchse vom internen Netz möglich, um die Heizung mit Energie zu versorgen. Außerdem wird dadurch das Schalten der Energieversorgung zu den AC-Verbrauchern ermöglicht. Damit handelt es sich bei der ACDU-Einheit auch um eine Energieverteilung. Vor allem ist die ACDU-Einheit zur Trennung der einzelnen Komponenten untereinander nötig. So kann ein AC-Netz vom bidirektionalen Ladegerät aufgespannt werden und gleichzeitig die Bohlenheizung an das vom bidirektionalen Ladegerät aufgespannte AC-Netz geschaltet werden. Es ermöglicht somit die Ladebuchse spannungsfrei zu halten und so einen Schutz gegen einen elektrischen Schlag zu gewährleisten. Andererseits kann durch die ACDU-Einheit auch die Ladebuchse direkt mit der Bohlenheizung verbunden werden, ohne das bidirektionale Ladegerät mit dem AC-Netz zu verbinden. Weiter ist es auch denkbar, das bidirektionale Ladegerät mit der Ladebuchse zu verschalten und gleichzeitig keine Spannung der Bohlenheizung freizugeben. Und als letzte Möglichkeit ist eine Verbindung zwischen allen drei Komponenten möglich, was eine Laden und Heizen aus dem Netz ermöglicht.Furthermore, it is conceivable according to the invention that a charging socket, in particular a CCS2 charging socket, is connected to the bidirectional charger and/or a plank heater via an ACDU unit. This ACDU unit has several contactors to switch individual components on or off. Above all, the ACDU unit makes it possible to separate the charging socket from the internal network using the bidirectional charger in order to supply the heater with energy. This also enables the power supply to the AC consumers to be switched. The ACDU unit is therefore also an energy distributor. Above all, the ACDU unit is necessary to separate the individual components from one another. An AC network can be spanned by the bidirectional charger and at the same time the plank heater can be switched to the AC network spanned by the bidirectional charger. This makes it possible to keep the charging socket voltage-free and thus ensure protection against electric shock. On the other hand, the ACDU unit can also connect the charging socket directly to the plank heater without connecting the bidirectional charger to the AC network. It is also possible to connect the bidirectional charger to the charging socket and at the same time not release any voltage to the plank heating. And as a last resort, a connection between all three components is possible, which enables charging and heating from the mains.
Bevorzugt ist es außerdem denkbar, dass die Straßenbaumaschine über eine Steuereinheit verfügt, über welche ein Aufladeprozess des Energiespeichers durch eine externe AC/DC-Ladungseinrichtung und/oder die Versorgung der Arbeitskomponenten der Baumaschine mit elektrischer Energie durch den Energiespeicher und/oder die externe AC/DC-Ladeeinrichtung steuerbar ist. Wesentlich dabei kann es sein, dass das Laden des Energiespeichers und die Versorgung der Arbeitskomponenten in Abhängigkeit von mehreren Parametern priorisierbar ist. So ermittelt die Steuereinheit über entsprechende Sensoren beispielsweise Parameter wie den Status des Ladevorgangs, die zur Verfügung stehende elektrische Leistung der Ladeeinrichtung, den Status des Energiespeichers, den Isolationsstatus des AC-Systems, die Heizleistung der Einbaubohle und dergleichen. In Abhängigkeit von diesen einzelnen Parametern bestimmt die Steuereinheit, ob der Energiespeicher mit einer erhöhten Priorität geladen wird und den einzelnen Arbeitskomponenten wenigstens zunächst weniger Energie zugeführt wird oder ob den einzelnen Arbeitskomponenten ein überwiegender Teil der zur Verfügung stehenden Energie zugeführt wird und der Energiespeicher aufgrund des bereits erhöhten Ladezustandes mit einer geringeren Ladegeschwindigkeit geladen wird. Demnach ist durch die Steuereinheit eine Aufteilung der durch die Energiespeicher zur Verfügung stehenden Energie auf die Arbeitskomponenten und den Primärantrieb möglich.Preferably, it is also conceivable that the road construction machine has a control unit via which a charging process of the energy storage device by an external AC/DC charging device and/or the supply of the working components of the construction machine with electrical energy by the energy storage device and/or the external AC/DC charging device can be controlled. It can be essential that the charging of the energy storage device and the supply of the working components can be prioritized depending on several parameters. For example, the control unit uses corresponding sensors to determine parameters such as the status of the charging process, the available electrical power of the charging device, the status of the energy storage device, the insulation status of the AC system, the heating power of the screed and the like. Depending on these individual parameters, the control unit determines whether the energy storage device is charged with a higher priority and the individual working components are supplied with less energy, at least initially, or whether the individual working components are supplied with a predominant part of the available energy and the energy storage device is charged at a lower charging speed due to the already increased state of charge. The control unit therefore makes it possible to distribute the energy available from the energy storage units between the working components and the primary drive.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorsehen, dass sämtliche vorgenannten Komponenten, wie die Arbeitskomponenten, der Primärantrieb, die Ladebuchse, die ACDU-Einheit, die Bohlenheizung, der DC/DC-Wandler, das Niedervoltsystem, der Hochvoltbus, die Wärmepumpe, das bidirektionale Ladegerät, der Inverter und/oder die Hydraulikaggregate, über eine Datenkommunikation zur Steuerung miteinander in Verbindung stehen. Durch diese Verbindung der vorgenannten Komponenten kann eine besonders effiziente und genaue Steuerung des gesamten Energieversorgungssystems erfolgen. Mittels der Steuereinheit lässt sich die zur Verfügung stehenden Energie in der erforderlichen Form verbraucherabhängig bzw. lastabhängig verteilen. Über die Steuereinheit und entsprechende Messgeräte bzw. Sensoren ist zu jedem Zeitpunkt ermittelbar, welche Last an welcher Komponente anfällt. Auf Basis dieser Informationen kann die Steuereinheit die zur Verfügung stehende Energie besonders effizient verteilen, wodurch sich der gesamte Betrieb der Straßenbaumaschine als besonders energieeffizient und somit kostengünstig erweist.A further advantageous embodiment of the invention can provide that all The aforementioned components, such as the working components, the primary drive, the charging socket, the ACDU unit, the screed heating, the DC/DC converter, the low-voltage system, the high-voltage bus, the heat pump, the bidirectional charger, the inverter and/or the hydraulic units, are connected to one another via data communication for control purposes. This connection of the aforementioned components enables the entire energy supply system to be controlled particularly efficiently and precisely. The control unit can be used to distribute the available energy in the required form depending on the consumer or load. The control unit and corresponding measuring devices or sensors can be used to determine at any time which load is applied to which component. On the basis of this information, the control unit can distribute the available energy particularly efficiently, making the entire operation of the road construction machine particularly energy-efficient and therefore cost-effective.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
-
1 schematische Darstellung eines Straßenfertiges, und -
2 schematische Darstellung eines Energieversorgungssystems.
-
1 schematic representation of a road finisher, and -
2 schematic representation of an energy supply system.
In der
Der Straßenfertiger 10 verfügt über eine zentrale Antriebseinheit bzw. über einen Primärantrieb 11. Bei diesem Primärantrieb 11 kann es sich um einen Elektromotor handeln, der von einem Energiespeicher mit Energie gespeist wird. Dieser nicht dargestellte Energiespeicher befindet sich auf dem Straßenfertiger 10. Bei dem Energiespeicher kann es sich beispielsweise um ein Brennstoffzellensystem, eine Batterie oder einen Akkumulator handeln. Des Weiteren kann die Antriebseinheit über Hydraulikantriebe, insbesondere Pumpenverteilergetriebe, Hydraulikpumpen und Hydraulikmotoren, verfügen. Die in der
Der Straßenfertiger 10 weist außerdem ein Fahrwerk 12 auf, das im gezeigten Ausführungsbeispiel als Radfahrwerk ausgebildet ist. Das Fahrwerk 12 des Straßenfertigers 10 kann aber auch als Raupenfahrwerk ausgebildet sein. Das Fahrwerk 12 wird von dem Primärantrieb 11 derart angetrieben, dass der Straßenfertiger 10 in Fertigungsrichtung 13 fortbewegbar ist. In Fertigungsrichtung 13 gesehen ist vor dem Primärantrieb 11 ein wannenartig bzw. muldenartig ausgebildeter Vorratsbehälter 14 angeordnet. Der Vorratsbehälter 14 dient zur Aufnahme eines Vorrats des zur Herstellung des Straßenbelags dienenden Materials, insbesondere einer Asphaltmischung. Durch nicht gezeigte Förderorgane wird das Material vom Vorratsbehälter 14 unter dem Primärantrieb 11 entlang zum in Fertigungsrichtung 13 betrachtet hinteren Ende des Straßenfertigers 10 transportiert. In Fertigungsrichtung 13 ist hinter dem Primärantrieb 11 eine Verteilerschnecke 15 angeordnet. Die Verteilerschnecke 15 erstreckt sich quer zur Fertigungsrichtung 13 und dient dazu, das Material über die gesamte Arbeitsbreite des Straßenfertigers 10 gleichmäßig zu verteilen. The
In Fertigungsrichtung 13 ist hinter der Verteilerschnecke 15 eine Einbaubohle 16 vorgesehen. Die Einbaubohle 16 ist an auf- und abbewegbaren Tragarmen 17 angehängt. Die Tragarme 17 sind schwenkbar am Fahrwerk 12 gelagert. Dabei ist ein in Fertigungsrichtung 13 vorderer Bereich der Tragarme 17 über Nivellierzylinder 18 an dem Fahrgestell des Straßenfertigers 10 angelenkt. Außerdem ist ein in Fertigungsrichtung 13 betrachtet hinterer Bereich der Tragarme 17 über Hubzylinder 19 mit dem Fahrgestell des Straßenfertigers 10 verbunden. Durch Betätigung der Nivellierzylinder 18 lässt sich die Einbaudicke bzw. die Einbaustärke bzw. der Abstand zwischen einem Untergrund und der Einbaubohle 16 regeln.In the
Die Einbaubohle 16 weist einen Bohlengrundkörper 20 auf mit einer darunter angeordneten Bohlenbodenplatte 21. Eine auf dem einzubauenden Material aufliegende Unterseite 22 der Bohlenbodenplatte 21 ist im Wesentlichen ebenflächig ausgebildet. Bei der Herstellung des Straßenbelags wird die Einbaustärke über die Nivellierzylinder 18 eingestellt und der Bohlengrundkörper 20 mit der Unterseite 22 der Bohlenbodenplatte 21 schwimmend über das heiße Straßenbaumaterial gezogen. Dabei schwimmt die Einbaubohle 16 auf dem Material auf.The
Der Einbaubohle 16 ist eine in der
In der
Die einzelnen Quader bzw. Arbeitskomponenten sind durch gestrichelte Linien 201 miteinander verbunden und stellen die Datenkommunikation zwischen den einzelnen Komponenten dar.The individual cuboids or working components are connected to each other by dashed
Das Niedervoltsystem 203 (24 V, DC) des Energieversorgungssystems 200 ist für Anschauungszwecke in einem Kasten zusammengefasst. Die Komponenten des Hochvoltsystems 202 (700 V, DC) sind für eine übersichtlichere Darstellung in einem anderen Kasten zusammengefügt.The low-voltage system 203 (24 V, DC) of the
Die außerhalb dieser beiden Systeme 202 und 203 liegenden Komponenten, insbesondere der Primärantrieb 114, die ACDU-Einheit 104 und die Bohlenheizung 105, befinden sich, gemäß dem hier beispielhaft dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung, in einem AC-Netz mit einer Netzspannung von 400 V. Es ist aber auch denkbar, dass die vorgenannten Komponenten mit einer höheren Spannung betrieben werden oder sogar mit einem DC-Netz verbunden sind.The components located outside these two
Die Kernkomponente des gesamten Energieversorgungssystems 200 stellt der Energiespeicher 100 dar. Wie bereits ausgeführt, kann es sich bei diesem Energiespeicher um eine Batterie, einen Akkumulator oder eine Brennstoffzelle handeln. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Akkumulator, der mit 700 V Spannung betrieben wird. Dieser Energiespeicher 100 ist bei dem in der
Sofern es sich bei dem externen Ladenetz um ein AC-Netz handelt, ist die Ladebuchse 103 zunächst über die ACDU-Einheit 104 und das bidirektionale Ladegerät 102 mit dem Hochvoltbus 101 zu verbinden, damit der Energiespeicher 100 entsprechend geladen werden kann.If the external charging network is an AC network, the charging
Wenn es sich bei dem externen Ladenetz um ein AC-Netz handelt, lassen sich auch direkt über die ACDU-Einheit 104 die dreiphasigen AC-Verbraucher des Straßenfertigers 10, wie beispielsweise die Bohlenheizung 105, mit elektrischer Energie versorgen. Dies gestaltet sich als besonders vorteilhaft, da bereits während des Ladeprozesses des Energiespeichers 100 oder vor Arbeitsbeginn des Straßenfertigers 10, die Bohlenheizung 105 bzw. die Heizstäbe der Bohlenheizung 105 auf Arbeitstemperatur bzw. eine Soll-Temperatur aufgeheizt werden können. Während des Betriebs des Straßenfertigers 10 ist die Bohlenheizung 105 von dem Energiespeicher 100 über den Hochvoltbus 101 und das bidirektionale Ladegerät 102 mit elektrischer Energie versorgbar.If the external charging network is an AC network, the three-phase AC consumers of the
Der Energiespeicher 100 kann ebenfalls über den Hochvoltbus 101 und den Inverter 113 den dreiphasigen Primärantrieb 114 mit elektrischer Energie versorgen. Dabei wandelt der Inverter 113 die DC-Spannung auf die für den Primärantrieb 114 notwendige AC-Spannung um. Der Primärantrieb 114 dient weiter dazu, die Antriebshydraulik 115 sowie gegebenenfalls weitere nicht dargestellte Hydraulikaggregate mit elektrischer Energie zu versorgen.The
Des Weiteren versorgt der Energiespeicher 100 über den Hochvoltbus 101 eine bidirektionale Wärmepumpe 108 sowie einen DCDC-Wandler 107 mit elektrischer Energie. Die bidirektionale Wärmepumpe 108 dient der thermischen Konditionierung des Energiespeichers 100 sowie gegebenenfalls weiterer Komponenten, damit diese bei großer Kälte oder großer Hitze nicht ihre Funktionalität verlieren. Über den DCDC-Wandler 107 wird das Niedervoltsystem 203 mit 24 V Spannung versorgt. Zu diesem in der
Zur Steuerung des Energieversorgungssystems 200 weist dieses System 200 eine Steuereinheit 106 auf. Diese Steuereinheit 106 ist über die Datenkommunikation, hier als gestrichelte Linien 201 dargestellt, mit jeder einzelnen der genannten Komponenten verbunden. Dadurch laufen in der Steuereinheit 106 Informationen zusammen, die es ermöglichen, in Abhängigkeit von den anliegenden Lasten und den Anforderungen an den Straßenfertiger 10, die zur Verfügung stehende Energie optimal und somit besonders effizient auf die Arbeitskomponenten zu verteilen. Es ist außerdem denkbar, dass über die Steuereinheit 106 eine Bedienperson Einfluss auf den Betrieb bzw. den Ladeprozess des Energiespeichers 100 sowie den Betrieb der einzelnen Arbeitskomponenten nimmt. Die Steuereinheit 106 kann sich direkt auf dem Straßenfertiger 10 befinden oder dezentral in einem nicht dargestellten Kontrollzentrum, sodass auch eine Fernsteuerung des Straßenfertigers 10 möglich ist.To control the
Neben dem hier stark schematisiert dargestellten Energieversorgungssystem 200 ist es denkbar, dass die einzelnen Arbeitskomponenten auch in einer anderen Art und Weise miteinander verschaltet sind. Wesentlich ist jedoch, dass über das bidirektionale Ladegerät 102 der Energiespeicher 100 sowohl mit einem AC- als auch mit einem DC-Netz geladen werden kann und die AC-Arbeitskomponenten von dem Energiespeicher 100 mit elektrischer Energie versorgbar sind. Durch die Verwendung des bidirektionalen Ladegeräts 102 und des Inverters 113 lässt sich der gesamte Aufbau des Straßenfertigers 10 stark vereinfachen und somit besonders kostengünstig herstellen.In addition to the
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
- 1010
- StraßenfertigerRoad pavers
- 1111
- PrimärantriebPrimary drive
- 1212
- Fahrwerklanding gear
- 1313
- FertigungsrichtungProduction direction
- 1414
- VorratsbehälterStorage container
- 1515
- VerteilerschneckeDistribution auger
- 1616
- EinbaubohleScreed
- 1717
- TragarmBeam
- 1818
- NivellierzylinderLeveling cylinder
- 1919
- HubzylinderLifting cylinder
- 2020
- BohlengrundkörperPlank base body
- 2121
- BohlenbodenplattePlank floor plate
- 2222
- Unterseite Bottom
- 100100
- EnergiespeicherEnergy storage
- 101101
- HochvoltbusHigh-voltage bus
- 102102
- bidirektionales Ladegerätbidirectional charger
- 103103
- LadebuchseCharging socket
- 104104
- ACDU-EinheitACDU Unit
- 105105
- BohlenheizungPlank heating
- 106106
- SteuereinheitControl unit
- 107107
- DCDC-WandlerDCDC converter
- 108108
- WärmepumpeHeat pump
- 109109
- LüfterFan
- 110110
- Beleuchtunglighting
- 111111
- MaschinenelektronikMachine electronics
- 112112
- Wasserpumpewater pump
- 113113
- InverterInverter
- 114114
- PrimärantriebPrimary drive
- 115115
- AntriebshydraulikDrive hydraulics
- 116116
- 24 V-Batterie 24 V battery
- 200200
- EnergieversorgungssystemEnergy supply system
- 201201
- LinienLines
- 202202
- HochvoltsystemHigh-voltage system
- 203203
- NiedervoltsystemLow voltage system
Claims (11)
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---|---|---|---|
DE102022127661.9A DE102022127661A1 (en) | 2022-10-20 | 2022-10-20 | Road construction machine |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022127661.9A DE102022127661A1 (en) | 2022-10-20 | 2022-10-20 | Road construction machine |
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Publication Number | Publication Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102022127661.9A Pending DE102022127661A1 (en) | 2022-10-20 | 2022-10-20 | Road construction machine |
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
DE202017104921U1 (en) | 2017-08-16 | 2018-11-19 | Aradex Ag | Drive device for a functional vehicle |
EP3645168B1 (en) | 2018-08-17 | 2021-07-28 | Keestrack N.V. | Offroad production line |
DE102020133340A1 (en) | 2020-12-14 | 2022-06-15 | Wacker Neuson Produktion GmbH & Co. KG | Soil compaction device for compacting a soil area |
-
2022
- 2022-10-20 DE DE102022127661.9A patent/DE102022127661A1/en active Pending
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