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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Motor-Generatoreinheit
mit einem Verbrennungskraftmotor, der in einem Gehäuse mit
wenigstens einer Tür
gekapselt angeordnet ist, einem Generator, der von dem Verbrennungskraftmotor
angetrieben ist, und einem Kühler,
der ein Kühlmittel
zur Kühlung der
Verbrennungskraftmaschine kühlt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Fahrzeug mit einer
derartigen Motor-/Generatoreinheit.
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Motor-Generatoreinheiten
der vorgenannten Art werden als autarke Stromerzeugungsaggregate eingesetzt.
Ein weiteres Einsatzgebiet derartiger Generatoreinheiten sind Fahrzeuge,
deren Bedarf an elektrischer Energie erheblich höher liegt, als die Lichtmaschine
des primären
Fahrzeugantriebes in der Lage zu liefern ist. Beispiele für derartige
Fahrzeuge sind Generatrowagen, Werkstattwagen oder Sanitätslastkraftwagen,
insbesondere für
den militärischen
Bereich, die auch mit einer Panzerung versehen sein können. Ein
weiteres Einsatzgebiet solcher Generatoreinheiten sind Katastrophenfälle oder Hilfseinsätze in Regionen,
in denen eine reguläre
Energieversorgung gestört
oder gar nicht vorhanden ist.
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Den
vorgenannten Einsatzgebieten ist gemein, dass in der Regel die Motor-Generatoreinheiten
unter ungünstigen
Umgebungsbedingungen eingesetzt werden, wobei insbesondere eine
hohe Belastung durch Staub zu nennen ist. Bei Militärfahrzeugen
kommt hinzu, dass die Generatoreinheit auch gegen Angriffe gut geschützt im Fahrzeug
untergebracht werden muss, um ihren Ausfall durch Beschuss zu verhindern.
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Um
eine zuverlässige
Funktion insbesondere unter den erschwerten Umgebungsbedingungen zu
gewährleisten,
ist es notwendig, die Motor-Generatoreinheit in regelmäßigen Intervallen
zu warten, wobei als Beispiele der Wechsel der Kraftstoff-, Luft- und Ölfilter,
der Wechsel des Motoröls,
der Tausch von Antriebsriemen oder auch der Wechsel der Kühlflüssigkeit
zu nennen sind. Die erfolgt in der Regel dadurch, dass die Einheiten
in eine Werkstatt verbracht werden, dort das Gehäuse abgenommen und die entsprechenden
Wartungsarbeiten durchgeführt werden.
Bei Fahrzeugen müssen
diese in eine geeignete Werkstatt gebracht werden, wobei bei derartigen
Fahrzeugen dann in der Regel die komplette Einheit aus dem Fahrzeug
entfernt, zerlegt und gewartet wird. Es hat sich gezeigt, dass Wartungsintervalle
in Regionen mit schlechter Infrastruktur nicht immer eingehalten
werden können,
weil es logistisch nicht möglich
ist, die Generatoreinheit in eine Werkstatt mit geeigneter Ausrüstung zu
verfrachten. Die Folge sind das Überziehen
von Wartungsintervallen und die damit verbundene nachlassende Zuverlässigkeit
der Technik bis hin zu deren vollständigem Ausfall. Beim Einsatz
in Militärfahrzeugen
oder bei Generatoreinheiten, die für die Versorgung von Krankenstationen eingesetzt
werden, können
dabei auch unmittelbar Menschen zu Schaden kommen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Motor-Generatoreinheit
der eingangs genannten Art zu verbessern, damit Wartungsintervalle
leichter eingehalten werden können.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Motor-/Generatoreinheit der eingangs genannten
Art gelöst,
bei welcher alle Teile des Verbrennungskraftmotors, des Kühlers und
des Ge nerators, die für
regelmäßige Wartungsarbeiten
relevant sind, an der Stirnseite des Gehäuses mit der Tür angeordnet
sind, die aufschwenkbar oder abnehmbar ausgebildet ist, so dass
die wartungsrelevanten Teile nach dem Öffnen der Tür ohne weitere Montagemaßnahmen
zugänglich
sind.
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Während bislang
Gehäuse
und Technik in der Regel getrennt voneinander entwickelt wurden und
sich nach dem Einbau der Technik das Problem stellte, dass wartungsrelevante
Teile unzugänglich
in dem Gehäuse
angeordnet waren, bietet die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass alleine
durch Öffnen
oder Abnehmen der Tür
oder einer Klappe die regelmäßigen Serviceintervalle
durchgeführt
werden können.
Es hat sich nämlich
gezeigt, dass es möglich ist,
alle wartungsrelevanten Teile bei einer geschickten Ausnutzung des
Gehäuses
im Bereich von einer Stirnseite anzuordnen, so dass das Zerlegen
des Gehäuses
für Wartungsarbeiten
nicht notwendig ist. Damit ist es möglich, dass beispielsweise
ein Servicetechniker mit dem für
die Wartung notwendigen Material vor Ort die Wartung durchführt. Es
ist nicht mehr notwendig, die Generatoreinheit oder das mit ihr
bestückte
Fahrzeug in eine Werkstatt zu verfrachten, die über geeignete technische Hilfsmittel
verfügt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind Auslassleitungen für flüssige Betriebsmittel der Einheit
an der Unterseite des Gehäuses
herausgeführt.
Dies ist vorteilhaft, weil zum einen diese Auslassleitungen mit
Auslassventilen und Schutzkappen gut geschützt werden können und zum
anderen ein vollständiges
Auslassen der Betriebsmittel wünschenswert
ist, so dass die Auslassleitungen an der tiefsten Stelle der entsprechenden Flüssigkeitskreisläufe angeordnet
werden sollten. Beispielsweise können
die Auslassleitungen mit Auslassventi len versehen sein, die an der
Stirnseite des Gehäuses
unterhalb der Tür
angeordnet sind. Auf diese Weise sind sie in gleicher Weise wie
die hinter der Tür
angeordneten wartungsrelevanten Teile gut zugänglich, in diesem Fall auch
bei geschlossener Tür.
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Um
einige der wartungsrelevanten Teile ohne Anspruch auf Vollständigkeit
zu erwähnen,
seien hier Filterelemente, Riementriebe, Einfüllöffnungen für Betriebsmittel und Serviceanschlüsse für flüssige Betriebsmittel
und/oder elektrische Informationssysteme genannt.
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Eventuell
vorhandene Füllstandsanzeigen sind
vorzugsweise derart angeordnet, dass sie bei geöffneter Tür sichtbar sind, um auch zwischen
den Wartungsintervallen eine einfache Prüfung vornehmen zu können. Bei
Pegelmessstäben
als Füllstandsanzeige
sind diese entsprechend von der Stirnseite aus zugänglich angeordnet.
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Besonders
bevorzugt, insbesondere für
stationäre
Einrichtungen, aber auch bei Fahrzeugen, ist eine Ausführungsform
der Erfindung bei welchem der Kühler
mit einem Lüfter
versehen ist, dessen Kühlluftstrom
umkehrbar ist.
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Der
Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht
darin, dass nach einer gewissen Betriebsdauer durch Umkehr des Kühlluftstromes
für eine
gewisse Zeitdauer eventuell zugesetzte Öffnungen in dem z. B. als Wabenkühler ausgebildeten
Kühler
freigeblasen werden können,
was insbesondere unter staubigen Umgebungsbedingungen den Erhalt
der Kühlleistung
zwischen den Wartungsintervallen sichert.
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Die
Umkehr des Kühlluftstromes
kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass der Lüfter entsprechend
verstellbare Flügel
aufweist.
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Vorzugsweise
erfolgt der Antrieb des Lüfters hydraulisch,
wobei der Verbrennungskraftmotor eine Hydraulikpumpe antreibt und
ein Ausgleichsbehälter für Hydrauliköl und ein
Hydraulikölfilter
an der Stirnseite des Gehäuses
zugänglich
angeordnet sind. Der hydraulische Lüfterantrieb hat sich als vorteilhaft
erwiesen, insbesondere unter schweren Einsatzbedingungen, wobei
auch eine Drehrichtungsumkehr des Lüfters alleine über die
Hydraulik möglich
ist.
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Ein
Hydraulikölkühler kann
in den Kühler
für das
Kühlmittel
der Verbrennungskraftmaschine integriert sein.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform
der Erfindung, bei welcher das Gehäuse ein Motor-Generatormodul
und der Kühler
in ein Kühlmodul integriert
ist, wobei die Module über
Versorgungsleitungen miteinander verbunden sind. Die Modulbauweise
bietet den Vorteil, dass im Falle eines Defektes ein Modul leicht
ausgetauscht werden kann, wodurch die Instandsetzungszeit verringert
werden kann. Das Modul kann dann unabhängig von der Anlage instand gesetzt
werden.
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Durch
das Kühlmodul
des Kühler
für den
Verbrennungskraftmotor und den Hydraulikölkühler können weitere Kühlkreisläufe geführt werden,
beispielsweise für
Leistungselektronikbauteile innerhalb der Einheit selbst oder außerhalb.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform
der Motor-Generatoreinheit, die einen Kältemittelverdichter einer Klimaan lage
antreibt, deren Kondensator in den Kühler des Verbrennungskraftmotors integriert
ist, wobei sämtliche
wartungsrelevanten Teile des Kältemittelkreislaufes
an der Stirnseite des Gehäuses
im Bereich der Tür
angeordnet sind.
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Insbesondere
beim Einsatz in Fahrzeugen übernehmen
derartige Motor-Generatoreinheit auch noch den Antrieb der Klimaanlage,
wobei dies auch bei quasi stationären Anlagen sinnvoll sein kann, wenn
beispielsweise Wohncontainer oder dgl. klimatisiert werden sollen.
Bei gepanzerten Fahrzeugen, die auch in kontaminierten Umgebungsbedingungen eingesetzt
werden sollen, ist die Klimaanlage ohnehin unerlässlich. Wartungsrelevante Teile
einer Klimaanlage sind beispielsweise der Riemenantrieb des Verdichters,
aber auch Serviceanschlüsse
zum Überprüfen oder
Wechseln des Kältemittels,
gegebenenfalls auch Spülanschlüsse und
Filterelemente, sofern diese nicht in einer separaten Einheit zugänglich angeordnet
sind.
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Vorzugsweise
ist ein Verdampfer der Klimaanlage in einem eigenen Klimamodul außerhalb
des Gehäuses
angeordnet, das über
Kältemittelleitungen mit
dem Kühlmodul
und dem Motormodul verbunden ist. Damit weist eine Motor-Generatoreinheit
mit integrierter Klimaanlage drei Module auf, nämlich das Motormodul, das Kühlmodul
und das Klimamodul. Vorzugsweise ist eine gemeinsame Tragvorrichtung vorgesehen,
die zum Einbau in ein Fahrzeug vorgesehen ist, so dass die Module
an der Tragvorrichtung vormontiert und dann als Einheit in dem Fahrzeug montiert
werden können.
Beispielsweise können
sie dort in einen Raum eines übergeordneten
Gehäuses oder
einer Karosserie eingesetzt werden, die eine Panzerung aufweisen
kann.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist entsprechend auch ein Fahrzeug mit
einer Motor-/Generatoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Für Militäreinsätze weist
das Fahrzeug vorzugsweise eine Panzerung auf und die Tür des Gehäuses ist
als gepanzerte Tür
ausgebildet oder hinter einer Tür
der Panzerung zugänglich
angeordnet ist.
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Bevorzugt
sind dabei Motor-Generatoreinheiten in Modulbauweise, wie zuvor
erörtert,
die als Einheit kombiniert sind, wobei diese Einheit in die Panzerung
des Fahrzeuges eingebaut ist oder selbst mit einer Panzerung versehen
ist. Der Einbau in die Panzerung des Fahrzeuges bietet den Vorteil,
dass auch Verbindungsleitungen zwischen dem Fahrzeug und der Motor-Generatoreinheit
durch die Panzerung besonders gut geschützt sind.
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Nachfolgend
wird anhand der beigefügten Zeichnungen
näher auf
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
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1 ein
Motormodul einer Motor-Generatoreinheit
mit geöffnetem
Gehäuse;
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2 eine
Schrägansicht
des Moduls aus 1;
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3 ein
Kühlmodul
zur gemeinsamen Verwendung mit dem Motormodul nach 1;
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4 eine
Seitenansicht des Motormoduls nach 1, des Kühlmodul
nach 3 und Klimamoduls als fertig konfigurierte, für einen
Fahrzeugeinbau vorbereitete Einheit;
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5 eine
Schrägansicht
der Einheit aus 4.
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In 1 ist
eine Stirnansicht eines Motormoduls 10 gezeigt, das zu
einer Motor-Generatoreinheit 12 (siehe 4)
gehört.
Das Motormodul 10 besitzt ein Gehäuse 14, das einen
Motor 16 und einen Generator (verdeckt) gekapselt aufnimmt,
wobei in der Darstellung gemäß 1 eine
stirnseitige Tür
oder Klappe entfernt ist, so dass wartungsrelevante Teile der Einheit
zugänglich
sind. Der Motor 16, bei dem es sich um einen handelsüblichen
Verbrennungskraftmotor, vorzugsweise einen Dieselmotor handelt, treibt über auf
seiner Kurbelwelle angeordnete Riemenscheiben 18 einen
Hydraulikpumpenantrieb 20, einen Kältemittelverdichterantrieb 22 sowie
einen Kühlmittelpumpenantrieb 24 für seinen
eigenen Kühlmittelkreislauf
an.
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Der
Generator ist in der Blickrichtung gemäß 1 hinter
dem Motor 16 angeordnet und unmittelbar über den
Hauptabtrieb der Kurbelwelle angetrieben. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
dient der Generator der Vorsorgung eines Militärfahrzeuges (nicht gezeigt)
mit erhöhtem
Energiebedarf, beispielsweise Generatorfahrzeuge als mobile Stromfahrzeuge,
Fahrzeuge mit einer mobilen Krankenstation, Werkstattwagen oder
Funkfahrzeuge, die eine Panzerung aufweisen und auch den Einsatz
in kontaminierten Umgebungen ermöglichen
sollen. Für
die Umwälzung,
Kühlung
und gegebenenfalls Reinigung der Luft in einer oder mehreren Fahrzeugkabinen verfügt die Einheit
daher über
ein Klimamodul 26 (siehe 4) mit Einlass-
und Auslassöffnungen 28 für den Luftstrom
und einem intern vorge sehenen Verdampfer für die Kältemittel der Klimaanlage,
der an einen Kältemittelkreislauf 30 (siehe 1)
angeschlossen ist, der durch den Kältemittelverdichter 22 mit
der notwendigen Energie versorgt wird. Die entsprechenden Kältemittelleitungen
sind zwischen dem Motormodul 10 und dem Klimamodul 26 verlegt.
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Für die Kühlung des
Kühlmittels
des Motors 16, einen Kondensator der Klimaanlage sowie
gegebenenfalls weitere Kühler,
beispielsweise für
eine Leistungselektronik in dem Fahrzeug, die über einen separaten Kühlmittelkreislauf
(nicht gezeigt) verfügt, ist
ein Kühlmodul 32 (siehe 4 und 5)
vorgesehen, das bei der kombinierten Einheit oberhalb des Motormoduls 10 und
des Klimamoduls 26 liegt. Entsprechende Versorgungsleitungen
für das
Kühlmittel des
Motors 16 und das Kältemittel
sind zwischen den Modulen verlegt.
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Wie
aus 5 gut zu erkennen ist, verfügt das Kühlmodul 32 über einen
Lüfter 34,
der über
einen hydraulischen Antrieb verfügt,
der an den Hydraulikpumpenantrieb 20 des Motors 16 gekoppelt ist.
Entsprechende Hydraulikleitungen sind zwischen dem Kühlmodul 32 und
dem Motormodul 10 verlegt. Der Lüfter 34 sorgt für einen
Kühlluftstrom
durch einen Kühler 36,
durch welchen das Kühlmittel
des Motors 16 geleitet wird, das durch die Kühlmittelpumpe 24 umgewälzt wird.
Die Hydraulik ermöglicht
es, die Drehrichtung des Lüfters 24 umzukehren,
so dass auch der Kühlluftstrom
umkehrbar ist, um den Kühler 36 freiblasen
zu können,
wenn dieser sich unter ungünstigen
Umgebungsbedingungen, beispielsweise staubhaltiger Luft, im Laufe
des Betriebes zusetzen sollte. Ein Hydraulikölkühler ist ebenfalls in das Kühlmodul 32 integriert.
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Die
montierte Einheit gemäß 5 ist
an einer gemeinsamen Tragvorrichtung 38 (nur teilweise gezeigt)
festgelegt und/oder die Module 10, 26, 32 sind
untereinander mit Hilfe weiterer Befestigungselemente miteinander
verbunden. Dadurch kann die in 5 gezeigt
komplette Einheit in einen gepanzerten Raum eines Fahrzeuges eingesetzt
werden, wobei die Montageöffnung
im Bereich der in 1 gezeigten Stirnseite des Motormoduls 10 liegt,
so dass auch nach dem Einbau der Einheit und Öffnen einer gepanzerten Tür des Fahrzeuges
die Tür
oder Klappe des Gehäuses
und damit wartungsrelevante Teile sichtbar und zugänglich bleiben.
Gezeigt ist in 5 noch eine Abgasanlage 40,
die an einer geeigneten Stelle aus dem gepanzerten Gehäuse des
Fahrzeuges herausgeführt
ist.
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Die
wartungsrelevanten Teile, die durch die geöffnete Tür oder Klappe des Motorgehäuses 14 zugänglich sind,
werden nachfolgend kurz vorgestellt. Unter Hinweis auf 1 und 2 ist
zunächst
erkennbar, dass die Riemenantriebe 20, 22 und 24 für die Kühlmittelpumpe,
die Hydraulikpumpe und den Kältemittelverdichter
gut zugänglich
liegen, so dass die Riemen im eingebauten Zustand des Motormoduls 10 leicht
gewechselt werden können.
Hinsichtlich der Hydraulik zum Antrieb des Lüfters sind als wartungsrelevante
Elemente ein Ausgleichsbehälter 42 mit
einer Einfüllöffnung 43 für das Hydrauliköl und ein
Hydraulikölfilter 44 zu
nennen, die im Rahmen von Wartungsarbeiten zugänglich sein müssen. Die Hydraulik
selbst arbeitet mit einem Unterdruck zur Vermeidung einer erhöhten Feuchtigkeitsaufnahme und
zur Entgasung des Hydrauliköls,
wobei im Ausgleichsbehälter 42 eine
Stickstoffatmosphäre
bevorzugt ist. Der Füllstand
des Ausgleichsbehälters 42 ist durch
ein Schauglas 46 gut ablesbar.
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Für die Wartung
des Motors 16 selbst sind von der Stirnseite des Gehäuses 14 aus
gut zugänglich
ein Kraftstofffilter 48, ein Luftfilter 50 und
ein Öleinfüllstutzen 52 angeordnet.
Bei einer geöffneten Panzertür (nicht
gezeigt) des Fahrzeuges sind zur Wartung auch ein Ablassventil 54 für Kühlmittel
sowie ein Ablassventil 56 für Motoröl zugänglich, um den Wechsel der
Betriebsflüssigkeiten
vornehmen zu können.
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Weiterhin
sind Serviceanschlüsse 58 für das Kältemittel
vorgesehen, um dieses auf seinen Zustand zu überprüfen und gegebenenfalls austauschen
zu können.
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Bedingt
durch die vorgestellte Anordnung der wartungsrelevanten Teile, können die
Intervalle, innerhalb welcher das Fahrzeug für eine Grundüberholung
in eine Werkstatt gebracht werden muss, erheblich verlängert werden,
da selbst aufwendigere Wartungsarbeiten, wie z. B. der Riemenwechsel
der Riemenantriebe oder der Austausch des Kältemittels im eingebauten Zustand
der Einheit vor Ort durchgeführt
werden können.