DE10303050B4 - Generatoreinheit für Traktoren und elektrisches Antriebssystem für Landmaschinen - Google Patents
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Abstract
Generatoreinheit
für Traktoren
(1) umfassend
– ein Gehäuse (4), das drehfest an einem Bauteil des Traktors (1) befestigbar ist,
– eine Eingangswelle,
– die im Gehäuse (4) drehbar gelagert ist und
– die mit einer Zapfwelle (2) des Traktors (1) verbindbar ist,
– eine Ausgangswelle (5),
– die antriebsmäßig mit der Eingangswelle verbunden ist und
– die mit der Antriebswelle eines landwirtschaftlichen Geräts verbindbar ist,
– einen elektrischen Generator (6) mit einem Rotor, der antriebsmäßig mit der Eingangswelle verbunden und von dieser angetrieben ist, und mit einem Stator, der mit dem Gehäuse (4) verbunden ist,
– wobei der elektrische Generator (6) zum Antreiben von elektrischen Lasten des Traktors (1) oder eines landwirtschaftlichen Geräts dient.
– ein Gehäuse (4), das drehfest an einem Bauteil des Traktors (1) befestigbar ist,
– eine Eingangswelle,
– die im Gehäuse (4) drehbar gelagert ist und
– die mit einer Zapfwelle (2) des Traktors (1) verbindbar ist,
– eine Ausgangswelle (5),
– die antriebsmäßig mit der Eingangswelle verbunden ist und
– die mit der Antriebswelle eines landwirtschaftlichen Geräts verbindbar ist,
– einen elektrischen Generator (6) mit einem Rotor, der antriebsmäßig mit der Eingangswelle verbunden und von dieser angetrieben ist, und mit einem Stator, der mit dem Gehäuse (4) verbunden ist,
– wobei der elektrische Generator (6) zum Antreiben von elektrischen Lasten des Traktors (1) oder eines landwirtschaftlichen Geräts dient.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Generatoreinheit für Traktoren und ein elektrisches Antriebssystem für Landmaschinen zum Antreiben von elektrischen Lasten landwirtschaftlicher Geräte, wie zum Beispiel Arbeitseinheiten für Streugeräte, Mähmaschinen, Feldspritzen oder Sprühgeräte.
- Konventionell werden solche Arbeitseinheiten mechanisch angetrieben. Handelt es sich um Anbaugeräte für einen Traktor oder um von einem Traktor gezogene landwirtschaftliche Geräte, sind die Arbeitseinheiten mittels eines mechanischen Antriebsstrangs mit einer Zapfwelle des Traktors verbunden, wobei die Zapfwelle vom Hauptantrieb, in der Regel ein Verbrennungsmotor, des Traktors angetrieben ist.
- Bei selbstfahrenden landwirtschaftlichen Arbeitsgeräten werden die Arbeitseinheiten direkt vom Hauptantrieb angetrieben.
- Diese konventionellen Antriebssysteme weisen eine Vielzahl mechanischer Antriebskomponenten auf, die entsprechend der zu übertragenden Drehmomente zu dimensionieren sind. Dies führt zu groß bauenden Antriebssystemen mit hohen Gewichten. Die Montage der Antriebskomponenten gestaltet sich daher aufwendig.
- Beim Antrieb von kleinen Lasten wurden bereits im Kraftfahrzeugbau elektrische Motoren zum Einsatz gebracht, die mit dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs verbunden sind. Diese Bordnetze weisen jedoch in der Regel lediglich eine Batterienennspannung von 12 Volt und eine Generatornennspannung von 14 Volt auf. Dies ist jedoch zum Antreiben von elektrischen Lasten von Antriebseinheiten landwirtschaftlicher Geräte nicht ausreichend, da die elektrischen Lasten zu hoch sind.
- In dem Artikel „In Landwirtschafts- und Gartenbaubetrieben: bei Netzausfall – Zapfwellengenerator" in „Elektrodienst 7/71" wird ein Zapfwellengenerator beschrieben, der als Notfallgenerator eingesetzt wird, wenn in Gebäuden Strom ausgefallen ist. Der Zapfwellengenerator steht frei auf dem Boden, wobei ein Traktor an den Generator herangefahren werden kann, um die Zapfwelle des Traktors mit dem Zapfwellengenerator zu verbinden. Über die Zapfwelle lässt sich der Generator somit antreiben, um als Notaggregat die Stromversorgung z.B. eines Gebäudes zu sichern. Die Zapfwelle kann jedoch nicht weiter zum Antreiben von landwirtschaftlichen Geräten dienen.
- Der Firmenprospekt der Firma Leroy Somer "Handbuch zur Inbetriebnahme und Wartung GEARLEC-TRACTELEC" offenbart eine Generatoreinheit für einen Traktor mit einem Gehäuse, das drehfest an einem Bauteil eines Traktors befestigbar ist, sowie eine Eingangswelle, die im Gehäuse drehbar gelagert ist und mit der Zapfwelle eines Traktors verbunden werden kann. Ferner ist ein elektrischer Generator vorgesehen, der an dem Gehäuse befestigt ist und über die Zapfwelle des Traktors antreibbar ist.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Generatoreinheit vorzuschlagen, mittels derer herkömmliche Traktoren oder Landmaschinen mit geringer Nennspannung des Bordnetzes umgerüstet werden können, um elektrische Lasten mit höheren Nennspannungen als die des Bordnetzes antreiben zu können.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Generatoreinheit für Traktoren umfassend
- – ein Gehäuse, das drehfest an einem Bauteil des Traktors befestigbar ist,
- – eine Eingangswelle,
- – die im Gehäuse drehbar gelagert ist und
- – die mit einer Zapfwelle des Traktors verbindbar ist,
- – eine Ausgangswelle,
- – die antriebsmäßig mit der Eingangswelle verbunden ist und
- – die mit der Antriebswelle eines landwirtschaftlichen Geräts verbindbar ist,
- – einen elektrischen Generator mit einem Rotor, der antriebsmäßig mit der Eingangswelle verbunden und von dieser angetrieben ist, und mit einem Stator, der mit dem Gehäuse verbunden ist,
- – wobei der elektrische Generator zum Antreiben von elektrischen Lasten des Traktors oder eines landwirtschaftlichen Geräts dient,
- Somit läßt sich jeder Traktor mit einer Zapfwelle und einem herkömmlichen Bordnetz derart umrüsten, daß elektrische Lasten mit einer von der Nennspannung des Bordnetzes abweichenden Nennspannung betrieben werden können. Gängige Bordnetze weisen 12 Volt oder 24 Volt auf. Bei 12 Volt-Bordnetzen beträgt die Batterienennspannung
12 Volt und die Generatornennspannung14 Volt. Bei 24 Volt-Bordnetzen beträgt die Batterienennspannung24 Volt und die Generatornennspannung28 Volt. - Mit der erfindungsgemäßen Generatoreinheit läßt sich der Traktor auf ein zusätzliches Bordnetz mit höheren Nennspannungen umrüsten. In der Regel betragen die Nennspannungen ein Vielfaches eines 12-Volt-Bordnetzes. Somit kann z.B. ein 42 Volt-Bordnetz vorgesehen werden, bei dem die Batterienennspannung
36 Volt und die Generatornennspannung42 Volt beträgt. - Ferner kann die Zapfwelle weiterhin zum mechanischen Antrieb einzelner Arbeitseinheiten dienen, da die Ausgangswelle über die Eingangswelle antriebsmäßig mit der Zapfwelle verbindbar ist.
- Vorzugsweise sind die Eingangswelle und die Ausgangswelle einteilig ausgebildet.
- Um standardisierte Antriebselemente, wie zum Beispiel Gelenkwellen, mit der Ausgangswelle verbinden zu können, weist diese an demjenigen Ende, mit dem es mit dem landwirtschaftlichen Gerät verbindbar ist, dasselbe Profil auf, wie die Zapfwelle des Traktors.
- Um mit dem elektrischen Generator die geforderte elektrische Leistung zu erzielen, kann zwischen der Eingangswelle und dem Rotor des elektrischen Generators ein Getriebe vorgesehen sein.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigt
-
1 eine perspektivische Teilansicht eines Traktors mit einer Generatoreinheit, die auf eine Zapfwelle aufgesteckt ist; -
2 eine Explosionsdarstellung der Teilansicht gemäß1 mit der Generatoreinheit und -
3 ein Antriebssystem für elektrische Motoren. - Die
1 und2 zeigen einen Traktor1 in einer Teilansicht und werden im folgenden zusammen beschrieben. Der Traktor1 weist eine Zapfwelle2 zum Antreiben von landwirtschaftlichen Geräten auf. Die Zapfwelle2 ist mit dem Hauptantrieb des Traktors1 , in der Regel einem Verbrennungsmotor zum Antreiben des Traktors1 , antriebsmäßig verbunden und wird mit einer konstanten Drehzahl betrieben. Typische Drehzahlen für eine Zapfwelle sind 540 U/min und 1000 U/min. - Auf die Zapfwelle
2 ist eine Generatoreinheit3 aufgesteckt. Die Generatoreinheit3 weist ein Gehäuse4 auf, das drehfest zum Traktor1 gehalten ist. In dem Gehäuse4 ist eine Eingangswelle vorgesehen, die eine Bohrung aufweist, die gegengleich zur Zapfwelle2 ausgebildet ist. In der Regel weist die Zapfwelle2 eine Längsverzahnung und die Eingangswelle eine gegengleiche Verzahnung auf. Die Eingangswelle ist mit einer Ausgangswelle5 verbunden oder einteilig mit dieser ausgebildet, wobei die Ausgangswelle5 aus dem Gehäuse4 herausgeführt ist. Das aus dem Gehäuse4 herausragende Ende der Ausgangswelle5 ist im Profil identisch zur Zapfwelle2 ausgebildet, so dass standardisierte Antriebsbauteile, wie z.B. eine Gelenkwelle, mit der Ausgangswelle5 drehfest verbunden werden können. - An dem Gehäuse
4 ist ein elektrischer Generator6 befestigt, der einen Stator, welcher drehfest mit dem Gehäuse4 verbunden ist, und einen Rotor, welcher um eine Drehachse im Gehäuse4 drehbar angeordnet ist, aufweist. Der Rotor ist antriebsmäßig mit der Eingangwelle verbunden. Dies kann zum Beispiel durch ein Stirnradgetriebe realisiert sein. Somit wird der elektrische Generator6 mit der Drehzahl der Zapfwelle2 oder, falls eine Übersetzung zwischen der Eingangswelle und dem Rotor vorgesehen ist, mit einer über- oder untersetzten Drehzahl angetrieben. - Der Traktor
1 kann somit durch einfaches Aufstecken der Generatoreinheit3 auf die Zapfwelle2 mit einer elektrischen Versorgung für z.B. 42 Volt versehen werden, wobei die Zapfwelle2 weiterhin über die Ausgangswelle5 mechanische Antriebseinheiten antreiben kann. -
3 zeigt ein Antriebssystem, bei dem eine Generatoreinheit3 gemäß der1 und2 auf eine Zapfwelle eines Traktors aufgesteckt ist, wobei der Übersichtlichkeit halber der Traktor in dieser Ansicht nicht dargestellt ist. Die Generatoreinheit3 weist einen elektrischen Generator6 auf, der mit einem Steuergerät15 elektrisch verbunden ist. Das Steuergerät15 ist wiederum elektrisch mit Elektromotoren16 ,17 verbunden, die z.B. zum Antrieb einer Mähscheibe18 oder anderen landwirtschaftlichen Arbeitsgeräten dienen. Das Steuergerät15 dient zum Bedienen der Elektromotoren16 ,17 und für die Regelung des somit aufgebauten zusätzlichen Bordnetzes. Die Ausgangswelle5 der Generatoreinheit3 ist mit einer Gelenkwelle14 verbunden, mittels derer weiterer mechanisch angetriebene Arbeitseinheiten angetrieben sind. -
- 1
- Traktor
- 2
- Zapfwelle
- 3
- Generatoreinheit
- 4
- Gehäuse
- 5
- Ausgangswelle
- 6
- elektrischer Generator
- 14
- Gelenkwelle
- 15
- Steuergerät
- 16
- Elektromotor
- 17
- Elektromotor
- 17
- Mähscheiben
Claims (4)
- Generatoreinheit für Traktoren (
1 ) umfassend – ein Gehäuse (4 ), das drehfest an einem Bauteil des Traktors (1 ) befestigbar ist, – eine Eingangswelle, – die im Gehäuse (4 ) drehbar gelagert ist und – die mit einer Zapfwelle (2 ) des Traktors (1 ) verbindbar ist, – eine Ausgangswelle (5 ), – die antriebsmäßig mit der Eingangswelle verbunden ist und – die mit der Antriebswelle eines landwirtschaftlichen Geräts verbindbar ist, – einen elektrischen Generator (6 ) mit einem Rotor, der antriebsmäßig mit der Eingangswelle verbunden und von dieser angetrieben ist, und mit einem Stator, der mit dem Gehäuse (4 ) verbunden ist, – wobei der elektrische Generator (6 ) zum Antreiben von elektrischen Lasten des Traktors (1 ) oder eines landwirtschaftlichen Geräts dient. - Generatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle und die Ausgangswelle (
5 ) einteilig ausgebildet sind. - Generatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (
5 ) an demjenigen Ende, mit dem es mit dem landwirtschaftlichen Gerät verbindbar ist, dasselbe Profil aufweist, wie die Zapfwelle (2 ) des Traktors (1 ). - Generatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Eingangswelle und dem Rotor des elektrischen Generators (
6 ) ein Getriebe vorgesehen ist.
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