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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine mit einem Unterwagen, einem dazu drehbaren Oberwagen und mit einem Anschluss, der dazu ausgebildet ist, mit einer Stromleitung verbunden zu werden.
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Nach dem Stand der Technik werden mindestens teilweise elektrisch betriebene Arbeitsmaschinen mit drehbarem Oberwagen entweder am Mittelteil, etwa mithilfe einer Kabeltrommel oder direkt am Oberwagen geladen. Das Laden erfolgt dabei durch Einstecken eines Ladekabels an eine entsprechende Ladebuchse.
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Das Laden am Oberwagen hat den Nachteil, dass der Drehwinkel während des Arbeitens begrenzt ist, da das Kabel entweder undefiniert aufgewickelt oder mechanisch belastet wird, was zu einer Zerstörung des Lademechanismus mit Ladekabel, Ladekabelhalterung und Ladebuchse führen kann. Während des Ladens ist somit nicht mehr der gesamte Arbeitsbereich der Maschine verfügbar.
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Dies geht aus 4 hervor, in der zwei Ansichten einer Arbeitsmaschine 100 aus dem Stand der Technik dargestellt sind.
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In der oberen Ansicht in 4 sind der Unterwagen 10 und der Oberwagen 20 in einer ersten Stellung zueinander ausgerichtet. Mit dem Oberwagen 20 ist ein Ladekabel 3 verbunden, welches an seinem anderen Ende mit einem stationären elektrischen Anschluss 4 verbunden ist.
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In der unteren Ansicht in 4 sind der Unterwagen 10 und der Oberwagen 20 in einer gedrehten Stellung unter einem Winkel α zueinander ausgerichtet. Da das Ladekabel 3 mit dem Oberwagen 20 und dem stationären elektrischen Anschluss 4 verbunden ist, kann es ab einem bestimmten Winkel α zu einem Abriss des Ladekabels 3 bei einer weiteren Drehung des Oberwagens 20 kommen, wie dies aus dem im linken Bereich der unteren Ansicht von 4 dargestellten Detail hervorgeht, da sich der Verbindungweg zwischen dem elektrischen Anschluss am Oberwagen 20 und dem stationären elektrischen Anschluss 4 vergrößert und das Kabel nur eine definierte Länge aufweist. Ebenso kann sich das Ladekabel 3 an einem Knick fangen und dadurch mechanisch belastet werden.
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Aus dem Stand der Technik ebenso bekannt ist es, Arbeitsmaschinen entweder über Gleichstrom oder über Wechselstrom zu laden oder zu versorgen. Ein paralleles Laden oder Versorgen durch Gleichstrom und Wechselstrom im Unterwagen samt Weiterführung über Drehdurchführung in den Oberwagen ist nicht bekannt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsmaschine, die verbessert, insbesondere während des Betriebs, geladen werden kann, bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Anschluss am Unterwagen angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Stromleitung dazu ausgebildet ist, Gleichstrom und/oder Wechselstrom zu führen.
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In einer denkbaren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Anschluss genau eine, genau zwei oder mehr als zwei Buchsen umfasst, wobei jede Buchse mit einer Stromleitung verbunden werden kann.
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Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Buchsen einen Mittenabstand von weniger als 80 cm, vorzugsweise weniger als 50 cm oder 20 cm aufweisen.
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Es kann eine parallele Energieversorgung der Arbeitsmaschine über Gleichstrom- und/oder Wechselstrom-Einspeisung erfolgen.
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Die Wechselstrom- und Gleichstrom-Einspeisung befinden sich vorzugsweise zusammen in der Mitte des Raupenträgers. Die Positionierung der Wechselstrom- und Gleichstrom-Einspeisebuchsen ermöglicht die Verlegung der Wechselstrom- und Gleichstrom-Einspeiseleitungen ohne dabei den Operationsradius der Arbeitsmaschine im Betrieb, z.B. beim Schürfkübelbetrieb und Schlitzwandgreiferbetrieb, zu schneiden bzw. zu stören.
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Es kann vorzugsweise eine Versorgung der Arbeitsmaschine über den Unterwagen bzw. den Raupenträger mit Gleichstrom- und/oder Wechselstrom-Einspeisung erfolgen. Dies kann bei allen elektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen erfolgen, bei denen mehrere Energiequellen zur Verfügung stehen.
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Die Gleichstrom- und/oder Wechselstrom Ladebuchsen können im Raupenträger getrennt oder zusammen ausgeführt sein. Die Gleichstrom- und/oder Wechselstrom Ladebuchsen können parallel betreibbar sein.
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Die Buchsen für die Gleichstrom- und/oder Wechselstrom-Einspeisung können getrennt ausgeführt sein. D.h. die Arbeitsmaschine kann nicht entweder mit Gleichstrom- oder Wechselstrom-Einspeisung betrieben werden, sondern auch parallel mit Gleichstrom- und/oder Wechselstrom-Einspeisung gleichzeitig. Diese gemeinsame Nutzung der Gleichstrom- und Wechselstrom-Einspeisung kann entweder die Maximalleistung jeder einzelnen Quelle reduzieren oder die Leistung beider Quellen summieren. Dies schont in vorteilhafter Weise die jeweilige Versorgung oder ermöglicht höhere Lade- bzw. Einspeiseleistungen für den Betrieb der Arbeitsmaschine.
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Denkbar ist, dass zwischen dem Anschluss und dem Oberwagen eine elektrische Verbindung vorhanden ist, wobei die Verbindung eine Drehdurchführung umfasst.
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Die Durchführung der Gleichstrom- und/oder Wechselstrom-Einspeisung in den Oberwagen kann über eine Drehdurchführung erfolgen.
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Die Arbeitsmaschine kann über eine Gleichstrom- und/oder Wechselstrom-Einspeisung über den Raupenträger versorgt werden. Sowohl die Gleichstrom- als auch die Wechselstrom-Einspeisung kann über eine Drehdurchführung in den Oberwagen geführt werden. Dort kann der Wechselstrom über entsprechende Wandler bzw. Ladegeräte in Gleichstrom gewandelt und mit der Gleichstrom-Einspeisung zusammengeführt werden. Der Gleichstrom kann zum Laden der Batterie oder zum Betrieb einer sich im Oberwagen befindlichen Hochvoltkomponenten verwendet werden. Das Führen der Gleichstrom- und Wechselstrom-Versorgung über die Drehdurchführung hat den Vorteil, dass keine Energiewandler von Wechselstrom auf Gleichstrom im Unterwagen positioniert werden müssen. Im Unterwagen ist der Platz und Zugänglichkeit sehr schlecht. Zudem wären Energiewandler im Unterwagen aufwendig von Schmutz und Beschädigung zu schützen. Die kabelgebundene Energieeinspeisung liegt mit der Positionierung der Buchsen im Raupenträger vorzugsweise nicht im Materialabwurf- bzw. Aufnahmepunkt der Arbeitsmaschine.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Unterwagen einen Raupenträger umfasst und/oder dass der Anschluss an einem seitlichen, mittigen Bereich des Unterwagens oder Raupenträgers angeordnet ist.
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Ein mittiger Bereich ist vorzugsweise der Bereich, der seitlich gesehen von dem geometrischen Mittelpunkt des Unterwagens oder Raupenträgers um nicht mehr als 20 % der Gesamtlänge des Unterwagens oder Raupenträgers abweicht.
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Denkbar ist, dass der Anschluss dazu ausgebildet ist, die Arbeitsmaschine parallel mit Gleichstrom und Wechselstrom zu versorgen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Arbeitsmaschine ferner einen Stromspeicher umfasst, wobei der Anschluss dazu ausgebildet ist, beim Laden des Stromspeichers mit elektrischer Energie mitzuwirken.
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Denkbar ist, dass die Arbeitsmaschine einen elektrischen Zyklenspeicher aufweist, wobei der Anschluss dazu ausgebildet ist, den Zyklenspeicher zu laden und/oder zu versorgen.
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Der Hochvoltkreis kann mit einem elektrochemischen Speicher gepuffert werden. D.h. dieser Speicher dient als Zyklenspeicher, welcher kontinuierlich von der Gleichstrom- und/oder Wechselstrom-Einspeisung geladen bzw. versorgt wird. Beim Abfragen der Arbeitsleistung kann die Energie dem Zyklenspeicher entnommen werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Arbeitsmaschine eine mobile Arbeitsmaschine, ein Raupenkran oder ein Seilbagger ist und/oder ein Ramm- und/oder Bohrgerät ist oder umfasst.
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An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „ein“ und „eine“ nicht zwingend auf genau eines der Elemente verweisen, wenngleich dies eine mögliche Ausführung darstellt, sondern auch eine Mehrzahl der Elemente bezeichnen können. Ebenso schließt die Verwendung des Plurals auch das Vorhandensein des fraglichen Elementes in der Einzahl ein und umgekehrt umfasst der Singular auch mehrere der fraglichen Elemente. Weiterhin können alle hierin beschriebenen Merkmale der Erfindung beliebig miteinander kombiniert oder voneinander isoliert beansprucht werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Effekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren, in welchen gleiche oder ähnliche Bauteile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Hierbei zeigen:
- 1: eine Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine.
- 2: zwei Ansichten einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine.
- 3: ein Blockdiagramm mit Komponenten einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine.
- 4: zwei Ansichten einer Ausführungsform einer Arbeitsmaschine aus dem Stand der Technik.
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In 1 ist eine Ansicht einer Arbeitsmaschine 100, beispielsweise eines Seilbaggers, dargestellt. Die Arbeitsmaschine 100 weist einen Unterwagen 10 und einen Oberwagen 20 auf. Der Unterwagen 10 umfasst einen Raupenträger, wobei an einem seitlichen, mittleren Bereich des Raupenträgers eine Buchse 1, die dazu ausgebildet ist, mit einer Stromleitung, die dazu ausgebildet ist, Wechselstrom zu führen und eine Buchse 2, die dazu ausgebildet ist, mit einer Stromleitung, die dazu ausgebildet ist, Gleichstrom zu führen, angeordnet sind.
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In 2 sind zwei Ansichten einer erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine 100 dargestellt.
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In der oberen Ansicht in 2 sind der Unterwagen 10 und der Oberwagen 20 in einer ersten Stellung zueinander ausgerichtet. Mit dem Unterwagen 10 ist ein Ladekabel 3 verbunden, welches an seinem anderen Ende mit einem stationären elektrischen Anschluss 4 verbunden ist.
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In der unteren Ansicht in 2 sind der Unterwagen 10 und der Oberwagen 20 in einer gedrehten Stellung zueinander ausgerichtet. Da das Ladekabel 3 mit dem Unterwagen 10 und dem stationären elektrischen Anschluss 4 verbunden ist und diese sich bei einer Drehung des Oberwagens 20 zueinander nicht bewegen, wird das Ladekabel 3 auch nicht in seiner Position verändert und eine Stromversorgung ist auch während des Arbeitens der Arbeitsmaschine 100 möglich.
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In 3 sind Komponenten einer erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine und deren Zusammenwirken dargestellt.
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Die Komponenten Raupenträger 15, Unterwagen 10 und Oberwagen 20 sind durch vertikale Striche voneinander abgegrenzt dargestellt, wobei der Raupenträger 15 vom Unterwagen 10 umfasst werden kann.
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Der Raupenträger weist eine Buchse 1 zur Einspeisung von Wechselstrom und eine Buchse 2 zur Einspeisung von Gleichstrom auf.
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Über eine Drehdurchführung 11, die zwischen Unterwagen 10 und Oberwagen 20 angeordnet ist, ist die Buchse 1 mit einem Ladegerät oder Energiewandler 21 elektrisch verbunden. Das Ladegerät oder Energiewandler 21 ist mit einer Hochvoltbatterie 22 elektrisch verbunden.
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Über eine Drehdurchführung 12, die zwischen Unterwagen 10 und Oberwagen 20 angeordnet ist, ist die Buchse 2 mit einem Hochvoltverbraucher 23 elektrisch verbunden.