DE202013004087U1

DE202013004087U1 - Pistenraupe

Info

Publication number: DE202013004087U1
Application number: DE202013004087U
Authority: DE
Original assignee: Kassbohrer Gelandefahrzeug AG; Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG
Current assignee: Kassbohrer Gelandefahrzeug AG; Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2013-05-27
Anticipated expiration: 2023-04-24

Abstract

Pistenraupe mit einem Fahrerhaus, mit einem emissionsfreien Fahrantriebssystem für ein Kettenlaufwerk, das einen elektrischen Fahrantrieb für jede Laufwerksseite des Kettenlaufwerks umfasst, sowie mit einer heckseitig angeordneten Pistenbearbeitungseinheit, die wenigstens einen elektrischen Rotationsantrieb aufweist, und mit wenigstens einer Stromquelle zur Versorgung der elektrischen Antriebe, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrischer Antrieb (10, 11) durch einen Flüssigkeitskühlkreislauf (K) gekühlt ist, dem wenigstens ein Wärmetauscher (W) zugeordnet ist, der Teil eines Heizkreislaufes für das Fahrerhaus (2) ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pistenraupe mit einem Fahrerhaus, mit einem emissionsfreien Fahrantriebssystem für ein Kettenlaufwerk, das einen elektrischen Fahrantrieb für jede Laufwerksseite des Kettenlaufwerks umfasst, sowie mit einer heckseitig angeordneten Pistenbearbeitungseinheit, die wenigstens einen elektrischen Rotationsantrieb umfasst, und mit wenigstens einer Stromquelle zur Versorgung der elektrischen Antriebe.
Eine derartige Pistenraupe ist aus der US 5,363,937 A bekannt. Die bekannte Pistenraupe weist ein Kettenlaufwerk auf, das elektrisch angetrieben ist. Hierzu ist jeder Laufwerksseite jeweils ein Elektromotor zugeordnet. Zudem ist eine heckseitige Pistenbearbeitungseinheit in Form einer Heckfräsenanordnung vorgesehen, deren Fräswelle ebenfalls mittels eines Elektromotors angetrieben ist. Als Stromquelle für diese elektrischen Antriebe ist eine Batterie vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pistenraupe der eingangs genannten Art zu schaffen, die emissionsfrei betrieben werden kann und dennoch einen ausreichenden Komfort für einen Fahrer der Pistenraupe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass wenigstens ein elektrischer Antrieb durch einen Flüssigkeitskühlkreislauf gekühlt ist, dem wenigstens ein Wärmetauscher zugeordnet ist, der Teil eines Heizkreislaufes für das Fahrerhaus ist. Dadurch ist es möglich, trotz des Fehlens eines Dieselmotors eine ausreichende Heizfunktion für das Fahrerhaus zu erzielen. Vorzugsweise werden beiden elektrischen Fahrantriebe für die beiden Laufwerksseiten jeweils mittels einer Flüssigkeitskühlung gekühlt, die über den Wärmetauscher die Aufheizung des Fahrerhauses erzielt. Ergänzend kann auch noch der der Pistenbearbeitungseinheit zugeordnete elektrische Rotationsantrieb mit einer Flüssigkeitskühlung versehen sein, die dem wenigstens einen Wärmetauscher für den Heizkreislauf des Fahrerhauses zugeordnet ist. Als heckseitig angeordnete Pistenbearbeitungseinheit ist vorzugsweise eine Heckfräse vorgesehen, die eine ein- oder mehrgeteilte Fräswelle umfasst. Es sind ein oder mehrere elektrische Rotationsantriebe vorgesehen, um die wenigstens eine Fräswelle anzutreiben. Der Heckfräse ist – in Fahrtrichtung hinter der Heckfräse – ein Finisher nachgeführt, der eine Glättung der bearbeiteten Schneeoberfläche erzielt. Eine erfindungsgemäße, emissionsfreie Pistenraupe ist vorteilhaft in geschlossenen Skihallen betreibbar, in denen ein Schneegelände aufgebaut ist, um einen Indoor-Ski- oder Snowboardbetrieb zu ermöglichen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist als Flüssigkeit für den Flüssigkeitskühlkreislauf Transformatorenöl vorgesehen. Diese Flüssigkeit ist vorteilhaft auch bei tiefen Temperaturen einsetzbar, ohne dass eine nennenswerte Viskositätsänderung erfolgt.
Für eine Pistenraupe der eingangs genannten Art mit Stellmitteln zur Betätigung mehrerer Arbeitsfunktionseinheiten, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch dadurch gelöst, dass die Stellmittel durch elektrohydraulische Komponenten betrieben sind, die von der wenigstens einen Stromquelle elektrisch versorgt sind. Dadurch ist es möglich, Stellmittel zur Bewegung eines Heckgeräteträgers für die Heckfräse, Stellmittel zur Bewegung eines frontseitigen Räumschildes oder Stellmittel anderer Arbeitsfunktionseinheiten hydraulisch zu betreiben. Die Steuerung entsprechender Hydraulikdrücke innerhalb der Hydraulikkreisläufe für die Stellmittel erfolgt elektrisch.
In vorteilhafter Weise umfassen die elektrohydraulischen Komponenten jeweils einen drehzahlgesteuerten Elektromotor, dessen Rotor drehschlüssig mit einem rotatorischen Teil einer Hydraulikpumpe eines Hydrauliksystems zur Betätigung der Arbeitsfunktionseinheiten gekoppelt ist. In besonders vorteilhafter Weise ist als Hydraulikpumpe eine Zahnradpumpe vorgesehen, deren Drehzahländerung direkt eine entsprechende Durchflussänderung und demzufolge eine Druckerhöhung oder Druckreduzierung innerhalb des jeweiligen Hydraulikkreislaufes bewirkt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Stromquelle wenigstens ein Lithium-Ionen-Akkumulator vorgesehen. Eine derartige Lithium-Ionen-Batterie ist zur Stromversorgung von Fahrantrieben besonders vorteilhaft einsetzbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Stromquelle ein Brennstoffzellen-System vorgesehen. Die Brennstoffzelle dient als Stromquelle, indem entsprechende chemische Vorgänge zur Erzeugung elektrischen Stromes führen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
1 zeigt schematisch in einer Draufsicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pistenraupe und
2 ebenfalls schematisch ein Blockschaltbild der verschiedenen Antriebs- und Arbeitsfunktionen der Pistenraupe nach 1.
Eine Pistenraupe nach den 1 und 2 ist zur Schneepistenpflege insbesondere im Indoor-Bereich geeignet. Die Pistenraupe 1 ist für einen emissionsfreien Fahr- und Arbeitsbetrieb ausgestattet, so dass in Hallen mit Ski- und/oder Snowboard-Betrieb keine Luftverschmutzung durch den Betrieb der Pistenraupe 1 entsteht.
Die Pistenraupe 1 weist ein Fahrerhaus 2 auf, in dem ein Fahrer der Pistenraupe 1 Platz nehmen kann. Die Pistenraupe 1 ist mit einem Kettenlaufwerk 3 versehen, das aus einer – in Fahrtrichtung gesehen – linken und einer rechten Laufwerksseite besteht. Jede Laufwerksseite weist jeweils eine umlaufende Kettenanordnung auf, die um mehrere Laufräder sowie ein heckseitiges Triebrad umläuft. Sowohl die Laufräder als auch das Triebrad sind an einem nicht näher dargestellten Fahrwerksrahmen gelagert.
Frontseitig ist die Pistenraupe 1 mit einem Räumschild 7 versehen, der über hydraulische Stellmittel 8 bewegt werden kann. Heckseitig ist die Pistenraupe 1 mit einer Schneebearbeitungseinheit in Form einer Heckfräsenanordnung 4 versehen, die eine rotierbare Fräswelle 5 sowie einen heckseitig angeordneten Finisher 6 umfasst, der auch als Glätteinrichtung bezeichnet wird und zum Glätten und Verdichten der durch die Pistenraupe 1 überfahrenen und von der Heckfräse 4 bearbeiteten Schneeoberfläche dient.
Jedem Triebrad jeder Laufwerksseite des Kettenlaufwerks 3 ist jeweils ein Elektromotor zugeordnet, der als Radnabenmotor für das jeweilige Triebrad gestaltet ist. Jeder Elektromotor für das jeweilige Triebrad, das auch als Turasrad bezeichnet wird, bildet jeweils einen elektrischen Fahrantrieb für die entsprechende Laufwerksseite 3.
Auch die rotierbare Fräswelle 5 der Heckfräsenanordnung 4 ist über einen elektrischen Rotationsantrieb in Form eines Elektromotors 11 angetrieben. Als Stromquelle für die Elektromotoren 10 und 11 dient eine Lithium-Ionen-Batterie 12, die über eine elektronische Steuereinheit 17, die als Batteriemanagement dient, und einen Gleichstromzwischenkreis 18 (2) mit den Elektromotoren 10 und 11 verbunden ist. Da der Elektromotor 11 in einem von einem Heckgeräteträger der Pistenraupe 1 lösbaren Fräsengehäuse der Heckfräsenanordnung 4 untergebracht ist, erfolgt der Anschluss des Elektromotors 11 über eine elektrische Steckkupplung 16. Sowohl den als Fahrantrieben gestalteten Elektromotoren 10 als auch dem als Rotationsantrieb für die Fräswelle 5 dienenden Elektromotor 11 ist jeweils ein Frequenzumrichter R₁, R₂ zugeordnet, um den durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 ausgegebenen Gleichstrom in einen für die Elektromotoren 10, 11 benötigten Wechselstrom umzurichten.
Die beiden als Fahrantriebe dienenden Elektromotoren 10 sind mit einem Kühlmantel K eines Flüssigkeitskühlkreislaufes versehen, um die Elektromotoren 10, 11 im Fahrbetrieb zu kühlen. Der entsprechende Flüssigkeitskühlkreislauf ist an einen Wärmetauscher W eines Heizkreislaufes für das Fahrerhaus 2 angeschlossen. Die durch die Elektromotoren 10 aufgeheizte Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufes wird mittels des Wärmetauschers W und des Heizkreislaufes für das Fahrerhaus 2 dazu eingesetzt, um das Innere des Fahrerhauses 2 zu beheizen. Als Kühlflüssigkeit wird ein Transformatorenöl verwendet.
Die hydraulischen Stellmittel 8, 9, die zum Verstellen des frontseitigen Räumschildes 7 und zum Verstellen des Heckgeräteträgers sowie der Heckfräsenanordnung 4 dienen, werden über wenigstens eine Hydraulikpumpe 15 gespeist. Die Hydraulikpumpe 15 ist als Zahnradpumpe ausgeführt. An die Zahnradpumpe ist ein Elektromotor 14 angeflanscht, der über eine nicht dargestellte Steuereinheit in seiner Drehzahl steuerbar ist. Durch eine entsprechende Drehzahlsteuerung wird eine Mengenregulierung des Ölflusses des Hydraulikkreislaufes innerhalb der Zahnradpumpe vorgenommen. Der wenigstens eine Elektromotor 14 und die drehschlüssig verbundene, vorzugsweise über eine Steckverbindung angeschlossene Hydraulikpumpe 15 ist als elektrohydraulische Komponente vorgefertigt und wird in dieser vorgefertigten Version verbaut und montiert. Entsprechend hydraulische Steuereinrichtungen steuern die Stellmittel 8, 9, deren Hydraulikdruckversorgung über die wenigstens eine Hydraulikpumpe 15 erfolgt. Der Elektromotor 14 zum Antreiben der Hydraulikpumpe 15 weist ebenfalls einen Frequenzumrichter R₃ auf und wird über den Gleichstromzwischenkreis 18 von der Lithium-Ionen-Batterie 12 gespeist.
Die Lithium-Ionen-Batterie weist eine Spannung von 700 V auf. Die Lithium-Ionen-Batterie 12 versorgt zudem eine Hilfsbatterie 13, die eine Spannung von 24 V aufweist. Diese Hilfsbatterie 13 dient dazu, zusätzliche elektrische Verbraucher wie eine Fahrzeugbeleuchtung und ähnliches mit Strom zu versorgen.
Die als Fahrantriebe dienenden Elektromotoren 10 sowie der als Rotationsantrieb für die Fräswelle 5 dienende Elektromotor 11 weisen beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine Leistung von etwa 80 kW auf.
Die Elektromotoren 10, 11 können im Bremsbetrieb, im Bergabfahrbetrieb oder in ähnlichen Betriebszuständen der Pistenraupe 1 zur Rekuperation der Lithium-Ionen-Batterie 12 herangezogen werden, indem sie dann als Generatoren fungieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5363937 A [0002]

Claims

Pistenraupe mit einem Fahrerhaus, mit einem emissionsfreien Fahrantriebssystem für ein Kettenlaufwerk, das einen elektrischen Fahrantrieb für jede Laufwerksseite des Kettenlaufwerks umfasst, sowie mit einer heckseitig angeordneten Pistenbearbeitungseinheit, die wenigstens einen elektrischen Rotationsantrieb aufweist, und mit wenigstens einer Stromquelle zur Versorgung der elektrischen Antriebe, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrischer Antrieb (10, 11) durch einen Flüssigkeitskühlkreislauf (K) gekühlt ist, dem wenigstens ein Wärmetauscher (W) zugeordnet ist, der Teil eines Heizkreislaufes für das Fahrerhaus (2) ist.
Pistenraupe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit für den Flüssigkeitskühlkreislauf Transformatorenöl vorgesehen ist.
Pistenraupe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach Anspruch 1 oder 2, mit Steilmitteln zur Betätigung mehrerer Arbeitsfunktionseinheiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (8, 9) durch elektrohydraulische Komponenten betrieben sind, die von der wenigstens einen Stromquelle (12) elektrisch versorgt sind.
Pistenraupe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrohydraulischen Komponenten jeweils einen drehzahlgesteuerten Elektromotor (14) umfassen, dessen Rotor drehschlüssig mit einem rotatorischen Teil einer Hydraulikpumpe (15) eines Hydrauliksystems zur Betätigung der Arbeitsfunktionseinheiten gekoppelt ist.
Pistenraupe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Stromquelle wenigstens ein Lithium-Ionen-Akkumulator (12) vorgesehen ist
Pistenraupe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Stromquelle ein Brennstoffzellensystem vorgesehen ist.