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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hybrid-Baumaschine, in der eine Antriebsmaschine, eine Hydraulikpumpe und ein Generatormotor eingebaut sind.
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Beschreibung des Strandes der Technik
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In den letzten Jahren wurden sogenannte Hybrid-Baumaschinen entwickelt, bei denen ein Generatormotor zwischen Antriebsmaschine und Hydraulikpumpe geschaltet ist.
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Der in einer Hybrid-Baumaschine eingebaute Generatormotor ist mit der Ausgangswelle der Antriebsmaschine und mit der Eingangswelle der Hydraulikpumpe verbunden und erzeugt aus der Antriebskraft der Antriebsmaschine Energie. Die durch den Generatormotor erzeugte elektrische Energie wird in einem Kondensator oder in einer anderen derartigen elektrischen Speichervorrichtung gespeichert, und wenn die Baumaschine beispielsweise eine hohe Leistung der Antriebsmaschine erfordert, wird der Generatormotor durch die gespeicherte elektrische Energie angetrieben und erhöht die Leistung der Antriebsmaschine.
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Patentliteratur 1 zum Beispiel beschreibt eine Generatormotorkonfiguration, bei der das Gehäuse eine Ölwanne für die Aufnahme von Kühlöl hat, und Öl wird gleichmäßig auf eine Mehrzahl von Spulen gesprüht, wodurch für eine wirksame Kühlung gesorgt wird.
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Patentliteratur 2 beschreibt eine Konfiguration eines Generatormotors, der zwischen eine Antriebsmaschine und eine Hydraulikpumpe geschaltet ist.
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DOKUMENTLISTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung 2007-6 554 A (offengelegt am 11. Januar 2007)
- Patentliteratur 2: Offengelegte japanische Patentanmeldung 2003-235 208 A (offengelegt am 22. August 2003)
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ÜBERSICHT
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Bei der vorstehend beschriebenen üblichen Baumaschine haben sich jedoch folgende Probleme gezeigt.
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
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Bei Generatormotoren, die in oben genannter Patentliteratur 1 beschrieben sind, ist ein mit der Ölwanne in Verbindung stehendes Ölmessvorrichtung-Führungsrohr vorgesehen, um den Ölstand in der Ölwanne zu prüfen, die in dem Gehäuse vorgesehen ist. Bei einer Konfiguration, bei der dieser Generatormotor zwischen eine Antriebsmaschine und eine Hydraulikpumpe geschaltet ist, wie in oben genannter Patentliteratur 2 beschrieben, ist die Ölmessvorrichtungsöffnung des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres des Generatormotors auf der Abdeckungsseite über der Hydraulikpumpe angeordnet, so dass der Generatormotor von der Abdeckung aus geprüft werden kann, die an einer Seitenfläche des Fahrzeugs vorgesehen ist, wobei die Wartungsperson auf dem Boden steht.
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Bei dieser Konfiguration jedoch wird u. a. bei der Wartung des Fahrzeugs die Antriebsmaschine überprüft, indem die an der Oberseite des Körpers vorgesehene Antriebsmaschinenabdeckung geöffnet wird, wohingegen der Generatormotor überprüft wird, indem eine Abdeckung an der Seitenfläche des Körpers geöffnet wird. Die Wartungsarbeiten werden dadurch erschwert.
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Wenn die Ölmessvorrichtungsöffnung über einen Befestigungssitz oder dergleichen an der Hydraulikpumpe vorgesehen ist, muss beim Abnehmen der Hydraulikpumpe ferner das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr abgenommen werden, nachdem das gesamte Öl aus der Ölwanne abgelassen wurde. Auch dies erschwert das Arbeiten.
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Insbesondere bei Betrachtung von der Seite der Abdeckung an der Seitenfläche des Körpers hat die Hydraulikpumpe einen Öffnungsdurchmesser eines kreisförmigen Elements, das einen Flansch des Generatormotors an einer Fläche auf der Seite des Generatormotors abdeckt. Dagegen hat die Abdeckungsseite der Hydraulikpumpe eine Querschnittfläche, die proportional zu dem Hauptkörper der Hydraulikpumpe ist. Aus diesem Grund nimmt die Querschnittfläche der Hydraulikpumpe im Laufe der Annäherung an die Abdeckungsseite allmählich ab. Wenn das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr unter solchen Bedingungen angeordnet ist, muss es aufgrund der notwendigen Anpassung an die Form der Hydraulikpumpe unter einem Winkel derart angeordnet werden, dass es sich bei einer Annäherung an die Abdeckungsseite der Drehwelle der Hydraulikpumpe nähert. Wenn in einer derartigen Situation die Hydraulikpumpe mit einer Winde oder dergleichen entfernt wird und dabei versucht wird, die Hydraulikpumpe zu entfernen, indem lediglich die Ölmessvorrichtungsöffnung entfernt wird, stört das kreisförmige Element der Hydraulikpumpe, das den Flansch auf der Seite des Generatormotors abdeckt, die Ölmessvorrichtungsöffnung und beschädigt gegebenenfalls das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr. Aus diesem Grund muss bei einer Entfernung der Hydraulikpumpe das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr abgenommen werden, nachdem das Öl in der Ölwanne abgelassen wurde. Dies erfordert ein erhebliches Maß an zusätzlicher Zeit.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baumaschine anzugeben, bei der ein Generatormotor zwischen der Antriebsmaschine und einer Hydraulikpumpe vorgesehen ist, wobei die mit einer Wartung einhergehende Arbeit erleichtert wird.
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Die Baumaschine gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Antriebsmaschine, eine Hydraulikpumpe, einen Generatormotor und ein Ölmessvorrichtung-Führungsrohr (oder: Ölmessstab-Führungsrohr). Der Generatormotor ist zwischen der Antriebsmaschine und der Hydraulikpumpe vorgesehen (oder geschaltet) und hat eine Drehwelle, die mit der Eingangswelle der Hydraulikpumpe und mit der Ausgangswelle der Antriebsmaschine verbunden ist, und eine Ölwanne, die in dem unteren Bereich eines Aufnahmeraums vorgesehen ist, der in einem Gehäuse gebildet ist. Das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr hat einen Verbinder an einer Stelle, die mit der Ölwanne des Generatormotors in Verbindung steht, und eine Ölmessvorrichtungsöffnung (oder: Ölmessstaböffnung), die über dem Generatormotor angeordnet ist, um den Ölstand in der Ölwanne zu prüfen.
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Hier ist bei einer sogenannten Hybrid-Baumaschine, bei der ein Generatormotor zwischen der Antriebsmaschine und einer Hydraulikpumpe angeordnet ist, die Ölmessvorrichtungsöffnung des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres, die zum Prüfen des Ölstands in der in dem Gehäuse des Generatormotors vorgesehenen Ölwanne verwendet wird, über dem Generatormotor angeordnet.
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Bei der Fahrzeuginspektion einer Hybrid-Baumaschine müssen normalerweise die Antriebsmaschine, die Hydraulikpumpe und der Generatormotor inspiziert werden.
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Bei der Baumaschine gemäß vorliegender Erfindung ist die Ölmessvorrichtungsöffnung über dem Generatormotor angeordnet, so dass der Generatormotor von der Oberseite des Fahrzeugs inspiziert werden kann, indem ebenso wie bei der Antriebsmaschine oder anderen zu inspizierenden Komponenten die Antriebsmaschinenabdeckung geöffnet wird.
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Folglich kann bei der Inspektion des Generatormotors ebenso wie bei der Inspektion der Antriebsmaschine das Öl überprüft werden, indem die an der Fahrzeugoberseite der Baumaschine vorgesehene, zu öffnende Abdeckung der Antriebsmaschine geöffnet wird. Wartungsarbeiten an einer Hybrid-Baumaschine können dadurch einfacher als bisher durchgeführt werden.
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Die Baumaschine gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Baumaschine nach dem ersten Aspekt, ferner umfassend eine Antriebsmaschinenabdeckung, die geöffnet und geschlossen werden kann und die den oberen Raum in einem die Antriebsmaschine, die Hydraulikpumpe und den Generatormotor aufnehmenden Maschinenraum abdeckt. Die Ölmessvorrichtungsöffnung des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres ist einem Raum vorgesehen, der beim Öffnen der Antriebsmaschinenabdeckung freigelegt wird.
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Folglich kann beim Öffnen der Antriebsmaschinenabdeckung zum Zweck der Prüfung des Ölstands in der Antriebsmaschine gleichzeitig der Ölstand in dem Generatormotor geprüft werden. Die Arbeit während der Inspektion wird dadurch erleichtert.
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Die Baumaschine gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Baumaschine nach dem ersten oder zweiten Aspekt, ferner umfassend ein Ölmessvorrichtung-Führungsrohr der Antriebsmaschine zum Prüfen des Ölstands der Antriebsmaschine. Die Ölmessvorrichtungsöffnung des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres ist auf derselben Seite wie die Ölmessvorrichtungsöffnung des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres der Antriebsmaschine.
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Infolgedessen kann der Ölstand des Generatormotors gleichzeitig mit dem Ölstand der Antriebsmaschine geprüft werden. Die Arbeit während der Inspektion wird dadurch erleichtert.
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Die Baumaschine gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Baumaschine nach einem der Aspekte eins bis drei, wobei das Gehäuse aus einem ersten Gehäuse, das auf der Antriebsmaschinenseite festgelegt ist, und aus einem zweiten Gehäuse, das auf der Hydraulikpumpenseite festgelegt ist, besteht. Der Verbinder ist an dem ersten Gehäuse vorgesehen.
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Hier ist der zwischen der Antriebsmaschine und der Hydraulikpumpe angeordnete Verbinder des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres des Generatormotors auf der Seite des ersten Gehäuses vorgesehen, das auf der Antriebsmaschinenseite festgelegt ist.
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Wenn es notwendig werden sollte, die Hydraulikpumpe während Wartungsarbeiten etc. zu entfernen, ist es also nicht erforderlich, mühsam das Öl in der Ölwanne abzulassen, um das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr zu entfernen, das auf der Hydraulikpumpenseite festgelegt ist. Selbst wenn das zweite Gehäuse auf der Hydraulikpumpenseite abgenommen wird, nachdem die Hydraulikpumpe bei der Zerlegung des Generatormotors entfernt wurde, muss das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr nicht entfernt werden.
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Die Wartungsarbeiten rund um den Generatormotor und die Hydraulikarbeiten sind daher leichter durchführbar als in der Vergangenheit.
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Die Baumaschine gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Baumaschine nach einem der Aspekte eins bis vier, wobei das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr auch als Ölfüllrohr zum Nachfüllen von Öl in dem Generatormotor verwendet werden kann.
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Hier wird das vorgenannte Ölmessvorrichtung-Führungsrohr nicht nur zur Prüfung des Ölstands in der Ölwanne verwendet, sondern auch als Ölfüllrohr zum Nachfüllen von Öl in der Ölwanne.
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Wenn bei Verwendung des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres zum Prüfen des Ölstands in der Ölwanne festgestellt wird, dass der Ölstand unter der spezifizierten Höhe liegt, kann die Ölwanne durch dies Ölfüllrohr aufgefüllt werden. Es werden also weniger Teile benötigt, und die Konfiguration ist einfacher als die bekannte Konfiguration, bei der das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr und das Ölfüllrohr an dem Generatormotor getrennt vorgesehen sind, so dass der Raum innerhalb des Maschinenraums effizienter genutzt werden kann.
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Die Baumaschine gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Baumaschine nach einem der Aspekte eins bis fünf, wobei das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr einen gekrümmten Abschnitt hat, der derart gekrümmt ist, dass er um einen an der Antriebsmaschine montierten Abgasschalldämpfer herumführt.
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Hier ist ein um den Abgasschalldämpfer, der an der Antriebsmaschine montiert ist, herumführender gekrümmter Abschnitt in einem Teil des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres vorgesehen.
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Da der Generatormotor hier an die Antriebsmaschine angrenzend angeordnet ist, wird der Abgasschalldämpfer, der an der Antriebsmaschine montiert ist und eine hohe Menge an Wärme erzeugt, mitunter direkt über dem Generatormotor freigelegt.
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Im Hinblick darauf ist erfindungsgemäß ein gekrümmter Abschnitt vorgesehen, so dass die von dem Abgasschalldämpfer ausgehende Wärme das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr nicht direkt beeinflusst.
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Auf diese Weise lässt sich verhindern, dass die Abwärme des Abgasschalldämpfers das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr erreicht, und das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr kann zu der Seite verlegt werden, auf der der Abgasschalldämpfer nicht angeordnet ist und auf der ausreichend Raum verfügbar ist.
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Die Baumaschine gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Baumaschine nach einem der Aspekte eins bis sechs, wobei die Baumaschine ein Hydraulikbagger ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Schrägansicht der Gesamtkonfiguration eines Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Schrägansicht der Konfiguration der Antriebsmaschine, des Generatormotors und der Hydraulikpumpe, die in dem Hydraulikbagger von 1 eingebaut sind;
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3 ist eine Schnittansicht der Konfiguration des Generatormotors in 2;
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4 ist eine auseinandergezogene Schrägansicht des Generatormotors in 2;
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5 ist eine Schrägansicht des Generatormotors in 2;
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6 ist eine Schrägansicht des Generatormotors in 2; und
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7 ist eine Schrägansicht zur Darstellung eines Zustands, in dem die Motorhaube des Hydraulikbaggers in 1 geöffnet ist.
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DETAILBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein Hybrid-Hydraulikbagger (Baumaschine) 51 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben.
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Hydraulikbagger 51
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Wie 1 zeigt, umfasst der Hybrid-Hydraulikbagger 51 gemäß dieser Ausführungsform eine untere Fahreinheit 52, ein Arbeitsgerät 54, ein Gegengewicht 55, einen Maschinenbereich 56, einen Körper 57 und eine Kabine 58. Der Hydraulikbagger 51 ist mit einer Antriebsmaschine 2 als Antriebsquelle ausgestattet. Ein Generatormotor 1 und eine Hydraulikpumpe 4, die durch die Antriebsmaschine 2 angetrieben werden, sind mit der Ausgangswelle der Antriebsmaschine 2 in Reihe geschaltet und werden durch die Antriebsmaschine 2 angetrieben.
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Die untere Fahreinheit 52 bewegt den Hydraulikbagger 51 vorwärts und rückwärts, indem die Raupenketten P, die um die linken und die rechten Endbereiche herumgeführt sind, in Vorwärtsrichtung gedreht werden. Eine Drehbühne 53 ist auf der Oberseite der unteren Fahreinheit 52 angeordnet.
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Die Drehbühne 53 kann sich hinsichtlich der unteren Fahreinheit 52 in eine beliebige Richtung drehen. Das Arbeitsgerät 54, das Gegengewicht 55, der Maschinenbereich 56, der Körper 57 und die Kabine 58 sind auf der Oberseite der Drehbühne 53 vorgesehen. Die Drehbühne 53 wird durch einen elektrischen Schwenkmotor gedreht, der durch Energie aus dem Generatormotor 1 oder aus einer elektrischen Speichervorrichtung angetrieben wird. Der elektrische Schwenkmotor erzeugt Energie durch Regeneration während der Verzögerung der Drehbühne, und die solchermaßen erzeugte Energie wird in einem Kondensator gespeichert.
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Das Arbeitsgerät 54 umfasst einen Ausleger 61, einen an dem distalen Ende des Auslegers 61 befestigten Arm 62 und eine Schaufel 63, die an dem distalen Ende des Arms 62 befestigt ist. Das Arbeitsgerät 54 führt Aushubarbeiten von beispielsweise Schotter, Kies oder dergleichen auf Bauplätzen durch, indem der Ausleger 61, der Arm 62, die Schaufel 63 etc. mit den in einem Hydraulikkreis (nicht dargestellt) enthaltenen Hydraulikzylindern 61a, 62a, 63a etc. auf und ab bewegt werden.
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Das Gegengewicht 55 besteht beispielsweise aus einer Metallbox, die mit Eisenschrott, Beton oder dergleichen gefüllt ist und die für den Gewichtsausgleich des Körpers während des Ausbaggerns auf der Rückseite der Drehbühne 53 angeordnet ist.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist der Maschinenbereich 56 angrenzend an das Gegengewicht 55 angeordnet und hat einen Antriebsmaschinenraum 60, in dem die Antriebsmaschine 2, der Generatormotor 1, die Hydraulikpumpe 4 etc. enthalten sind (siehe 2). Der Antriebsmaschinenraum 60 hat eine obere Öffnung 60a, die zu Inspektionszwecken genutzt wird und die mit einer Antriebsmaschinenabdeckung 64 abgedeckt, die geöffnet und geschlossen werden kann (siehe 7). Die Konfiguration rund um den Generatormotor 1, der in dem Maschinenraum 60 installiert ist, wird nachstehen im Detail erläutert. Der Maschinenbereich 56 ist ein Raum, der umschlossen ist von einem Hydraulikfluidbehälter (nicht gezeigt), einer Feuerschutzwand, die zwischen dem Antriebsmaschinenraum 60 und der Kabine 58 angeordnet ist, Abdeckungen, die geöffnet werden können und die an den Seitenflächen an den rechten und linken Enden des Fahrzeugs vorgesehen sind, dem Gegengewicht 55, der Antriebsmaschinenabdeckung 64 usw. Die Antriebsmaschine 2, der Generatormotor 1 und die Hydraulikpumpe 4 sind entlang des Gegengewichts 55 in dem Maschinenbereich 56 ausgerichtet.
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Der Körper 57 ist auf der Rückseite des Arbeitsgeräts 54 angeordnet und enthält einen Kraftstoffbehälter, einen Hydraulikfluidbehälter, Betriebsventile usw. (nicht dargestellt).
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Die Kabine 58 hat einen Innenraum, in dem sich der Fahrzeugführer des Hydraulikbaggers 51 aufhält, und ist in dem linken vorderen Bereich seitlich des Arbeitsgeräts 54 auf der Drehbühne 53 angeordnet, so dass der Fahrzeugführer das Ende des Arbeitsgeräts sehen kann.
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Generatormotor 1
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Wie in 2 gezeigt ist, ist der Generatormotor 1 in dieser Ausführungsform in dem Hybrid-Hydraulikbagger 51 eingebaut, der die Antriebsmaschine 2, ein Kühlgebläse 3, die Hydraulikpumpe 4, einen Abgasschalldämpfer 5 usw. umfasst. Der Generatormotor 1 ist zwischen der Antriebsmaschine 2 und der Hydraulikpumpe 4 angeordnet. Der Generatormotor 1 ist auch derart ausgebildet, dass eine Drehwelle 19 (siehe 3) direkt oder indirekt mit der Ausgangswelle der Antriebsmaschine 2 und der Eingangswelle der Hydraulikpumpe 4 verbunden ist und Energie aus der Drehantriebskraft der Ausgangswelle der Antriebsmaschine 2 erzeugt. Der Generatormotor 1 ist über einen Inverter mit einem Kondensator verbunden. Wenn zum Beispiel die Drehzahl der Antriebsmaschine ansteigt (der Hydraulikbagger beschleunigt), wird bei Bedarf mittels der elektrischen Energie, die in dem Kondensator gespeichert ist, der Generatormotor 1 als Elektromotor zugeschaltet und unterstützt die Drehung der Antriebsmaschine 2. Im Leerlauf der Antriebsmaschine 2 erzeugt der Generatormotor 1 Strom unter der Drehantriebskraft der Antriebsmaschine 2, und die solchermaßen erzeugte elektrische Energie wird in dem Kondensator gespeichert. In dieser Ausführungsform sind die Antriebsmaschine 2, der Generatormotor 1 und die Hydraulikpumpe 4 in Reihe und ihre Drehachsen in einer geraden Linie angeordnet.
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Der Generatormotor 1 ist ein zwölfpoliger Dreiphasenmotor (geschalteter Reluktanzmotor) und hat eine Ölwanne V in seinem unteren Bereich. Wie die 3 und 4 zeigen, umfasst der Generatormotor 1 einen Ständer 10, ein erstes Gehäuse 11, ein Schwungrad 12, eine Kupplung 13, einen Läufer 14, ein zweites Gehäuse 15, einen Flansch 16 und die Drehwelle 19.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist der Ständer 10 in einem Aufnahmeraum angeordnet, der in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 gebildet ist, die das Außenprofil des Generatormotors 1 bilden. Der Ständer 10 besteht aus einem kreisförmigen Ständerkern 20, einem Isolator 21, Spulen 23 usw.
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Der Ständerkern 20 ist aus einer Mehrzahl von aufeinandergeschichteten Stahlplatten gebildet, die einen kreisförmigen Jochbereich und Ständerzahnbereiche aufweisen, die entlang der Umfangsrichtung vorgesehen sind und in gleichen Winkelabständen in der radialen Richtung von dem Jochbereich nach innen vorspringen. In dieser Ausführungsform wird ein Ständerkern 20 mit insgesamt sechsunddreißig Vorsprüngen für die Konfiguration eines zwölfpoligen Dreiphasen-SR-Motors verwendet.
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Nach dem Montieren des Isolators 21 an den jeweiligen Vorsprüngen werden die Spulen 23 gewickelt.
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Das erste Gehäuse 11 besteht aus Gusseisen und ist, wie in 3 gezeigt ist, mit dem zweiten Gehäuse 15 zusammengeschlossen, um einen Raum zu bilden, der den Ständer 10, den Läufer 14 usw. aufnimmt. Die Ölwanne V, die Kühlöl zum Kühlen der wärmeerzeugenden Teile des Ständers 10 (z. B. die Spulen 23) und zum Schmieren der Drehwelle 19 und eines Lagers 18 enthält, ist in dem unteren Bereich dieses Aufnahmeraums gebildet. Wie 4 zeigt, ist auch ein Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30 (oder: Ölmessstab-Führungsrohr) (das auch als Ölfüllrohr dient) zum Prüfen des Ölstands in der Ölwanne V und zum Auffüllen der Ölwanne V mit dem unteren Ende des ersten Gehäuses 11 verbunden. Die Konfiguration dieses Ölmessvorrichtung-Führungsrohres 30 wird nachstehend im Detail erläutert.
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Das Kühlöl, das in der Ölwanne V in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 enthalten ist, wird durch eine Zirkulationspumpe (nicht gezeigt) zirkuliert und wird gekühlt, indem es durch eine Kühlvorrichtung (wie beispielsweise einen Ölkühler 15d (siehe 4)) hindurchfließt, die an dem unteren Bereich des zweiten Gehäuses 15 angeordnet ist, und dann in den Raum in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 zurückfließt.
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Das Schwungrad 12 ist auf der Seite der Ausgangswelle der Antriebsmaschine 2 in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 angeordnet, über die Kupplung 13 mit dem Läufer 14 verbunden und dreht sich in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15.
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Wie 4 zeigt, ist die Kupplung 13 ein im Wesentlichen kreisförmiges Element und ist mit Bolzen an dem Schwungrad 12 befestigt. Wie 3 zeigt, ist die Kupplung 13 dergestalt, dass an der inneren radialen Seite gebildete Keile mit an der äußeren radialen Seite der Drehwelle 19 gebildeten Außenkeilen 19a kämmen. Infolgedessen drehen sich das Schwungrad 12 und die Kupplung 13 zusammen mit dem Läufer 14 um die Drehwelle 19.
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Wie 3 zeigt, ist der Läufer 14 ein Element auf der Drehseite, das sich um die Drehwelle 19 dreht, und ist in einen Raum an der inneren Umfangsseite des kreisförmigen Ständers 10 in dem Aufnahmeraum in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 eingesetzt. Der Läufer 14 hat einen Halter 14b, an dem an der äußeren Umfangsseite ein Läuferjoch 14a befestigt ist.
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Das Läuferjoch 14a ist eine Konstruktion, die aus einer Mehrzahl von lamellenförmigen Stahlplatten (magnetischen Stahlplatten) besteht und, wie in 3 dargestellt ist, mit Bolzen an der äußeren Umfangsflächenseite des Halters 14b befestigt ist und eine Mehrzahl von Induktoren (nicht gezeigt) aufweist, die in gleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung an der äußeren Umfangsflächenseite eines kreisförmigen Hauptkörpers angeordnet sind. Das Läuferjoch 14a ist derart gestützt, dass es zwischen Aluminiumflügeln 14c, die auf der Seite der Antriebsmaschine 2 vorgesehen sind, und der Hydraulikpumpe 4 aufgenommen ist. Durchgangsöffnungen, die sich in der radialen Richtung nach außen öffnen, sind in den äußeren Umfangsflächen der Flügel 14c gebildet. Wenn sich der Läufer 14 dreht, wird Kühlöl durch die Durchgangsöffnungen auf die Spulen 23 gesprüht, die in der radialen Richtung an der Außenseite vorgesehen sind. Diese Flügel 14c können entfallen, wenn das Läuferjoch 14a zum Beispiel durch Ausnehmungen in dem Halter 14b gestützt werden kann.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist der Halter 14b mit Bolzen an dem äußeren Umfangsbereich der Drehwelle 19 befestigt, in einem Zustand, in dem die Drehwelle 19 in eine zentrale Öffnung eingesetzt ist. Der Halter 14b ist ein Stahlelement mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form und mit einer Konstruktion, bei der ein Innenzylinder mit einem Außenzylinder kombiniert ist. Das Lager 18 ist zwischen der äußeren Umfangsfläche dieses Innenzylinders und der inneren Umfangsfläche des Außenzylinders befestigt, und das Läuferjoch 14a ist an der äußeren Umfangsfläche des Außenzylinders befestigt.
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Die Drehwelle 19 ist ein zylindrisches Element, das als Drehmitte des Läufers 14 dient, und hat eine Durchgangsöffnung, die in der axialen Richtung von dem einen zu dem anderen Ende hindurchführt. Außenkeile 19a, die sich mit den inneren Zähnen der Kupplung 13 ergänzen, sind auf der Seite der Antriebsmaschine 2 an dem Ende der Drehwelle 19 gebildet, und Innenkeile 19b, die sich mit der Eingangswelle auf der Seite der Hydraulikpumpe 4 ergänzen, sind an dem Ende auf der Seite der Hydraulikpumpe 4 gebildet. Die Drehwelle 19 ist einem Zustand befestigt, in dem die Hälfte auf der Seite der Hydraulikpumpe 4 in der axialen Richtung an der inneren Umfangsflächenseite des Innenzylinders des Flansches 16 eingesetzt ist.
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Das zweite Gehäuse 15 ist ein Gusseisenelement, und wie 3 zeigt, ist dieses auf der Seite der Hydraulikpumpe 4 des Generatormotors 1 angeordnet und bildet zusammen mit dem ersten Gehäuse 11 einen Aufnahmeraum für das Schwungrad 12, die Kupplung 13, den Läufer 14, den Ständer 10 und die Drehwelle 19. Das zweite Gehäuse 15 hat einen Ölkühler 15d zum Kühlen des Kühlöls. Der Auslass des Ölkühlers 15d ist mit einem Kühlölrohr 15a verbunden, um Kühlöl nach oben zu dem oberen Bereich in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 zu leiten. Ein Kühlwasserrohr 15b, das Kühlwasser von der Seite der Antriebsmaschine 2 führt, ist mit dem unteren Bereich des zweiten Gehäuses 15 verbunden. Eine Strombox 17, die mit den Drähten etc. der Spulen 23 verbunden ist, die über den Isolator 21 um die Vorsprünge des Ständerkerns 20 gewickelt sind, ist an der Schulter des zweiten Gehäuses 15 befestigt, wie in 4 dargestellt ist.
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Das in der Ölwanne V enthaltene Kühlöl fließt durch ein Rohr (nicht gezeigt), ein Filter (nicht gezeigt) und eine Zirkulationspumpe (z. B. eine elektrische Pumpe) und wird zu dem Einlass des Ölkühlers 15d geleitet, der in dem unteren Bereich des zweiten Gehäuses 15 vorgesehen ist. Das Kühlölrohr 15a, das mit dem Auslass des Ölkühlers 15d verbunden ist, ist mit dem oberen Bereich des zweiten Gehäuses 15 verbunden, um aus der Kühlwanne V aufgenommenes Kühlöl in den oberen Bereich des Raums zu befördern, der in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 gebildet ist.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist das Kühlwasserrohr 15b mit der Antriebsmaschine 2 verbunden und leitet Kühlwasser, das als Kühlmedium in dem an dem unteren Bereich des Generatormotors 1 vorgesehenen Ölkühler 15d dient, von der Antriebsmaschine 2 zu dem Ölkühler 15d.
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Das Kühlwasser wird in einem Kühler gekühlt und anschließend zur Antriebsmaschine 2 geleitet. Das Kühlwasser verzweigt sich in der Antriebsmaschine 2 und wird durch das Kühlwasserrohr 15b zu dem Ölkühler 15d geleitet. Das von der Einlassseite des Ölkühlers 15d zur Innenseite des Ölkühlers 15d geleitete Kühlwasser wird einem Wärmeaustausch mit dem Kühlöl unterzogen und fließt dann von der Auslassseite durch ein Kühlwasserrückführungsrohr 15c und dann zurück zu der Antriebsmaschine 2, wo es mit dem Kühlwasser in der Antriebsmaschine 2 zusammenfließt, und wird anschließend zu dem Kühler zurückgeleitet, wo es durch einen Wärmeaustausch mit Luft gekühlt wird. Das Kühlwasserrohr 15b und das Kühlwasserrückführungsrohr 15c sind Gummischläuche.
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Wie 3 zeigt, ist der Flansch 16 ein scheibenförmiges Element, das koaxial zur Drehwelle 19 angeordnet ist, und in seinem Innenraum ist ein Kühlölpfad 16a gebildet, der das Kühlöl, das durch das Kühlölrohr 15a zu dem oberen Bereich des zweiten Gehäuses 15 geleitet wurde, zu den gewünschten Bereichen leitet. Der Flansch 16 ist durch eine Mehrzahl von Bolzen an der auf der Seite der Hydraulikpumpe 4 liegenden Seite des zweiten Gehäuses 15 befestigt. Der Flansch 16 hat eine im Wesentlichen zylindrische Lagerstütze 16e, die in der axialen Richtung von einer im Wesentlichen scheibenförmigen Fläche vorspringt. Die Lagerstütze 16e stützt das Lager 18 auf der im Wesentlichen zylindrischen äußeren Umfangsflächenseite.
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Der Kühlölpfad 16a leitet Kühlöl, das aus dem oberen Raum in dem ersten und zweiten Gehäuse 11 und 15 ausgeströmt ist, zu dem Lager 18, zu Keilen (Verbindungselemente) und so weiter, die mit Elementen auf der stationären Seite und mit dem Läufer 14 und der Drehwelle 19 in Verbindung stehen. Infolgedessen wird stets eine ausreichende Menge an Schmieröl (Kühlöl) zu dem Lager 18, den Keilen (Verbindungselementen) usw. geleitet. Das Öl, das sich durch den Kühlölpfad 16a bewegt, dient auch als Kühlöl, das sich unter dem Einfluss von Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Läufers und anderer Elemente auf der Drehseite entsteht, in der radialen Richtung nach außen bewegt und dadurch zu den Spulen 23 auf der Seite der Hydraulikpumpe 4 geleitet wird, um die Spulen 23 zu kühlen. Dieses Öl schmiert und kühlt die Keile auf der Seite der Antriebsmaschine 2 durch die Durchgangsöffnungen in der Drehwelle 19. Danach bewegt sich das Öl unter dem Einfluss von Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Läufers und anderer Elemente auf der Drehseite entsteht, in der radialen Richtung nach außen und wird zur Kühlung der Spulen 23 verwendet, die auf der Seite der Spulen 23 vorgesehen sind.
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Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30
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Wie in 5 gezeigt ist, ist der Generatormotor 1, der in dem Hydraulikbagger 51 der vorliegenden Ausführungsform eingebaut ist, derart ausgebildet, dass das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30 mit dem unteren Teil des ersten Gehäuses 11 von dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15, die das Außenprofil des Generatormotors 1 bilden, verbunden ist, das auf der Seite der Antriebsmaschine 2 festgelegt ist.
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Das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30 ist vorgesehen zum Prüfen des Ölstands in der Ölwanne V, die in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 gebildet ist. In dieser Ausführungsform dient das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30 auch als Ölfüllrohr zum Nachfüllen von Öl in der Ölwanne V. Daher werden weniger Teile benötigt, und die Konfiguration rund um den Generatormotor 1 ist einfacher als bei einer separaten Anordnung des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres 30 und des Ölfüllrohres.
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Wie die 5 und 6 zeigen, hat das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30 eine Ölmessvorrichtungsöffnung 31 (oder: Ölmessstaböffnung), einen Hauptkörper 32 und einen Verbinder 33. Das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30 ist zur Seite der oberen Öffnung 60a des Maschinenraums 60 gelenkt, der bei geöffneter Antriebsmaschinenabdeckung 64 freigelegt ist.
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Die Ölmessvorrichtungsöffnung 31 ist über dem Generatormotor 1 vorgesehen, wobei der Hauptkörper 32 und der Verbinder 33 zwischengeschaltet sind. Eine Ölmessvorrichtung 31a (oder: Ölmessstab), der in das distale Ende der Ölmessvorrichtungsöffnung 31 (oder: Ölmessstaböffnung) hineingesteckt ist, wird herausgezogen, um zu prüfen, ob das Öl in der Ölwanne V, die in dem ersten und dem zweiten Gehäuse 11 und 15 gebildet ist, den erforderlichen Pegel aufweist. Da die Ölmessvorrichtungsöffnung 31 über dem Generatormotor 1 vorgesehen ist, wie in 7 gezeigt, liegt sie an einer Stelle, die leicht zugänglich ist, wenn die an der Oberseite des Maschinenbereichs 56 der Drehbühne 53 des Hybrid-Hydraulikbaggers 51 vorgesehene Abdeckung 64 der Antriebsmaschine geöffnet wurde. Infolgedessen kann beim Öffnen der Antriebsmaschinenabdeckung und Prüfen des Ölstands in der Antriebsmaschine 2 mit dem Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 2a der Antriebsmaschine gleichzeitig auch der Ölstand des Generatormotors 1 mit der Ölmessvorrichtung 31a gemessen werden, der in das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30 eingeführt wird. Die Arbeiten während der Inspektion werden dadurch erleichtert.
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Das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 2a der Antriebsmaschine 2 und die Ölmessvorrichtungsöffnung 31 des Generatormotors 1 liegen vorzugsweise auf derselben Seite, wie in dieser Ausführungsform, und sind nicht auf getrennten Seiten angeordnet, wie zum Beispiel auf der Vorderseite und Rückseite oder auf der linken und auf der rechten Seite des Fahrzeugs. Dies erleichtert das Arbeiten beim Prüfen des Ölstands in der Antriebsmaschine 2 und des Ölstands in dem Generatormotor 1.
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Wie in 5 gezeigt ist, ist der Hauptkörper 32 ein Stahlrohr, das von dem Verbinder 33 zur Ölmessvorrichtungsöffnung 31 führt. Wie 6 zeigt, hat der Hauptkörper 32 einen gekrümmten Abschnitt 32a, der in einer Seitenansicht des Generatormotors 1 in die Richtung der Führung der Ölmessvorrichtungsöffnung 31 zur Seite der Antriebsmaschine 2 gekrümmt ist. Der gekrümmte Abschnitt 32a ist etwa in der Mitte des Hauptkörpers 32 vorgesehen, und der Hauptkörper 32 ist zur Seite der Antriebsmaschine 2 gekrümmt, unter Verwendung eines Stützelements 11a, das an dem ersten Gehäuse 11 vorgesehen ist, als Basis. Folglich ist das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30, wie in 2 gezeigt, nicht in der Nähe des Abgasschalldämpfers 5 angeordnet, der in der Nähe des und direkt über dem Generatormotor 1 liegt. Aus diesem Grund wird das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30 nicht durch die Wärme von dem Abgasschalldämpfer 5 beeinflusst. Die Ölmessvorrichtungsöffnung 31 kann auch von dem Abgasschalldämpfer 5 entfernt angeordnet sein, so dass die Bedienungsperson nicht durch die Wärme von dem Abgasschalldämpfer 5 beeinträchtigt wird, wenn sie den Ölstand prüft, das Öl nachfüllt oder dergleichen Inspektionsarbeiten durchführt.
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Der Verbinder 33 ist an dem unteren Teil des ersten Gehäuses 11 befestigt, das auf der Seite der Antriebsmaschine 2 des Generatormotors 1 festgelegt ist, und steht mit der Ölwanne V in Verbindung, die in dem Generatormotor 1 gebildet ist. Folglich bleibt beim Zerlegen des Generatormotors 1 zum Beispiel das zweite Gehäuse 15 auf der Seite der Antriebsmaschine 2 festgelegt, auch in der letzten Phase, so dass es nicht notwendig ist, das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30 zu entfernen.
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Merkmale
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Wie 2 zeigt, ist der Hydraulikbagger 51 in dieser Ausführungsform mit dem Generatormotor 1 ausgestattet, der zwischen der Antriebsmaschine 2 und der Hydraulikpumpe 4 angeordnet ist und in dessen innerem eine Ölwanne V gebildet ist, und auch mit dem Ölmessvorrichtung-Führungsrohr 30, das den Verbinder 33 aufweist, der mit der Ölwanne V des Generatormotors 1 in Verbindung steht, und die Ölmessvorrichtungsöffnung 31 ist über dem Generatormotor 1 angeordnet.
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Aus diesem Grund können sowohl die Wartung der Antriebsmaschine 2 als auch die Wartung des Generatormotors 1 in einem Zustand erfolgen, in dem die Antriebsmaschinenabdeckung 64 an der Oberseite des Maschinenbereichs 56 der Drehbühne 53 des Hybrid-Hydraulikbaggers 51 geöffnet ist, wie in 7 gezeigt. Die Wartungsarbeiten an dem Hybrid-Hydraulikbagger 51 sind daher leichter durchführbar als in der Vergangenheit.
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Anders als bei der bekannten Konstruktion, bei der die Ölmessvorrichtung-Führungsöffnung unter Zwischenschaltung eines Befestigungssitzes oder dergleichen auf der Hydraulikpumpenseite vorgesehen ist, wird ferner zum Beispiel das Problem vermieden, dass bei Abnehmen der Hydraulikpumpe der Bereich auf der Seite der Hydraulikpumpe 4, der die größere Querschnittfläche hat (Seite des Generatormotors 1) mit einem Teil des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres 30 in Verbindung kommt und zu einer Beschädigung führt.
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Weitere Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde vorstehend beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Verschiedene Modifikationen sind möglich, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.
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(A)
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In der Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem der Verbinder 33 des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres 30 an dem ersten Gehäuse 11 befestigt ist, das auf Seite der Antriebsmaschine 2 des Generatormotors 1 festgelegt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Zum Beispiel kann der Verbinder des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres an dem zweiten Gehäuse auf der Hydraulikpumpenseite vorgesehen sein.
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Auch hier können die Wartung der Antriebsmaschine und des Generatormotors wiederum zusammen durchgeführt werden, in einem Zustand, in dem die Antriebsmaschinenabdeckung an der Oberseite des Maschinenbereichs der Drehbühne geöffnet ist, wodurch die gleiche Wirkung erzielt wird, nämlich eine Arbeitserleichterung.
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Was jedoch das Merkmal betrifft, dass das Ölmessvorrichtung-Führungsrohr nicht entfernt werden muss, auch nicht in der letzten Phase der Zerlegung des Generatormotors, ist es vorteilhaft, den Verbinder des Ölmessvorrichtung-Führungsrohres an dem ersten Gehäuse auf der Antriebsmaschinenseite vorzusehen.
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(B)
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde als Anwendungsbeispiel der Erfindung ein Hybrid-Hydraulikbagger angegeben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Die vorliegende Erfindung kann ähnlich bei einer anderen Hybrid-Baumaschine angewendet werden, zum Beispiel bei einem Radlader, einem Bulldozer oder einem Kipper.
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(C)
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde als Beispiel die Reihenanordnung der Antriebsmaschine 2, des Generatormotors 1 und der Hydraulikpumpe 4 in dieser Folge angegeben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Zum Beispiel kann der Generatormotor 1 direkt mit einer Zapfwelle (PTO-Welle) verbunden sein.
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(D)
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In der vorstehenden Ausführungsform diente ein SR-Motor (geschalteter Reluktanzmotor) als Beispiel eines Generatormotors 1. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Es können zum Beispiel auch ein PM-Motor (Permanentmagnetmotor) oder ein anderer derartiger Generatormotor verwendet werden.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Da die erfindungsgemäße Baumaschine die Wirkung erzielt, dass Wartungsarbeiten leichter durchführbar sind als in der Vergangenheit, kann die vorliegende Erfindung weitgehend bei Hybrid-Baumaschinen angewendet werden, bei den zwischen die Antriebsmaschine und die Hydraulikpumpe ein Generatormotor geschaltet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Generatormotor
- 2
- Antriebsmaschine
- 2a
- Ölmessvorrichtung-Führungsrohr der Antriebsmaschine
- 3
- Kühlgebläse
- 4
- Hydraulikpumpe
- 5
- Abgasschalldämpfer
- 10
- Ständer
- 11
- erstes Gehäuse
- 11a
- Stützelement
- 12
- Schwungrad
- 13
- Kupplung
- 14
- Läufer
- 14a
- Läuferjoch
- 14b
- Halter
- 14c
- Flügel
- 15
- zweites Gehäuse
- 15a
- Kühlölrohr
- 15b
- Kühlwasserrohr
- 15c
- Kühlwasserrückführungsrohr
- 15d
- Ölkühler
- 16
- Flansch
- 16a
- Kühlölpfad
- 16e
- Lagerstütze
- 17
- Strombox
- 18
- Lager
- 19
- Drehwelle
- 19a
- Außenkeil
- 19b
- Innenkeil
- 20
- Ständerkern
- 21
- Isolator
- 23
- Spule
- 30
- Ölmessvorrichtung-Führungsrohr
- 31
- Ölmessvorrichtungsöffnung
- 31a
- Ölmessvorrichtung
- 32
- Hauptkörper
- 32a
- gekrümmter Abschnitt
- 33
- Verbinder
- 51
- Hydraulikbagger (Baumaschine)
- 52
- untere Fahreinheit
- 53
- Drehbühne
- 54
- Arbeitsgerät
- 55
- Gegengewicht
- 56
- Maschinenbereich
- 57
- Körper
- 58
- Kabine
- 60
- Antriebsmaschinenraum
- 60a
- obere Öffnung
- 61
- Ausleger
- 61a
- Hydraulikzylinder
- 62
- Arm
- 62a
- Hydraulikzylinder
- 63
- Schaufel
- 63a
- Hydraulikzylinder
- 64
- Antriebsmaschinenabdeckung
- P
- Raupenkette
- V
- Ölwanne
