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Die Erfindung betrifft eine an einem Trägerfahrzeug angebaute geschobene oder gezogene Kehrmaschine, wobei die Kehrwerkzeuge über eine Batteriemotoreinheit elektrisch angetrieben werden.
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Es sind handgeführte Kehrmaschinen bekannt, bei der die axial oder radial arbeitenden Kehrwerkzeuge elektrisch angetrieben werden.
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Für aufwendigere Arbeiten gibt es Anbaugeräte z.B. in Form von Anbau-Kehrmaschinen, die von einem Trägerfahrzeug wie z.B. Traktoren, Radlader, Kommunalfahrzeuge oder Gabelstapler geschoben bzw. gezogen werden. Bei diesen Anbau-Kehrmaschinen ist es Stand der Technik, dass sie als Arbeitswerkzeug eine quer zur Maschinenlaufrichtung orientierte Kehrwalze tragen und oftmals zusätzlich als weiteres Arbeitswerkzeug einen seitlich ausschwenkbaren Tellerbesen aufweisen. Durch die Drehung der Kehrwalze und des Tellerbesens wird auf der zu reinigenden Fläche liegender Staub, gröberer Schmutz, Abfall etc. in eine annähernd in Fahrtrichtung des Trägerfahrahrzeugs entsprechende Richtung gebürstet oder ggfls. je nach Ausstattung der Kehrmaschine in einen vorlaufenden Sammelbehälter gefördert. Die jeweiligen Arbeitswerkzeuge Kehrwalze und Tellerbesen werden üblicherweise über je einen Hydraulikmotor angetrieben. Der Sammelbehälter kann in bekannter Weise mittels eines Hydraulikzylinders von einer Arbeitsposition in eine Entleerungsposition und umgekehrt geschwenkt werden. Die hydraulische Energie stellt das Trägerfahrzeug durch eine standardisierte Ankopplung der Kehrmaschine an das Hydrauliksystem zur Verfügung. Als weiteres sind Anbaugeräte mit einem auf dem Anbaugerät installierten mit Verbrennung- oder Elektromotor betriebenen Hydraulikaggregat bekannt, welches die notwendige hydraulische Energie für die Arbeitswerkzeuge zur Verfügung stellt.
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Die Gebrauchsmusteranmeldung
DE 20 2009 005 011 offenbart ein Anbaugerät mit Generator und elektrisch angetriebenen Werkzeugen wie z.B. einer Kehrwalze. Das Anbaugerät wird von einem Trägerfahrzeug getragen bzw. geschoben und stützt sich während der Arbeit mittels Stützrädern gegenüber dem Boden ab, wobei ein Generator von den Stützrädern angetrieben wird und Energie für die elektrischen Werkzeuge liefert. Derartige Anbaugeräte haben sich in der Praxis nicht bewährt, da die technische Umsetzung insbesondere der Antrieb des Generators durch die Stützräder sehr aufwendig und teuer ist.
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Die bekannten Trägerfahrzeuge sind üblicherweise mit Verbrennungsmotoren ausgestattet, die über Energiewandlung zum einen die Antriebskraft für das Trägerfahrzeug sowie weitere mechanische und hydraulische Antriebsenergie für die Arbeitswerkzeuge der Anbaugeräte bereitstellt. Diese bekannten Trägerfahrzeuge erzeugen aufgrund des Verbrennungsmotors sowohl gesundheitsschädliche Lärmemissionen wie auch Abgasemissionen. Daher sind seit geraumer Zeit auch neue emissionsarme bzw. emissionslose Trägerfahrzeuge wie z.B. Traktoren, Radlader oder Kommunalfahrzeuge im Markt verfügbar. Diese neuen Trägerfahrzeuge werden überwiegend elektrisch angetrieben und weisen einen integrierten Energiespeicher in Form von Batterien auf. Diese neuen Trägerfahrzeuge weisen ebenfalls eine hydraulische Energiequelle zum Betrieb von derzeit bekannten Arbeitsgeräten auf, allerdings ist die Energiewandlung von elektrischer Energie in hydraulische Energie sehr ineffizient, sodass die Gesamtlaufzeit des Trägerfahrzeugs mit hydraulisch angetriebenen Arbeitsgeräten äußerst gering und somit nur bedingt praxistauglich ist. Daher bieten einige der elektrisch angetriebenen Trägerfahrzeuge auch neben der standardisierten elektrischen 12V Energiequelle eine zweite leistungsstarke elektrische Energiequelle an. Die standardisierte 12V Energiequelle ist nur für geringe elektrische Leistungen wie z.B. Fahrlicht ausgelegt und kann zum Betrieb von elektrischen Arbeitswerkzeugen in Anbaugeräten nur sehr bedingt genutzt werden. Die zweite neue elektrische Energiequelle im Trägerfahrzeug ist dagegen speziell für elektrische Arbeitswerkzeuge in Anbaugeräten ausgelegt und soll dadurch die hydraulische Energiequelle substituieren. Dadurch wird die Gesamtlaufzeit des Trägerfahrzeugs mit einem elektrisch betriebenen Anbaugerät deutlich erhöht. Allerdings gibt es bei den verschiedenen Trägerfahrzeugen noch keine standardisierte zweite Energiequelle, sodass hier unterschiedliche elektrische Spannungen bereitgestellt werden. Das hat zur Folge, dass die Elektromotoren in den Anbaugeräten auf das jeweilige Trägerfahrzeug abgestimmt werden müssen. Das führt zu dem Nachteil das zum einen die Anbaugeräte nicht mehr in bekannter Form mit verschiedenen Trägerfahrzeugen betrieben werden können und zum anderen die Herstellung der individuellen Anbaugeräte aufwendiger und auch in der Beschaffung der individuellen elektrischen Komponenten teurer ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anbau-Kehrmaschine mit elektrischen Arbeitswerkzeugen zu schaffen, die mit unterschiedlichsten Trägerfahrzeugen betrieben und unterschiedlichste elektrische Energiequellen des Trägerfahrzeugs nutzen kann oder auch elektrisch autark arbeiten kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Anbau-Kehrmaschine gemäß Anspruch 1 über mindestens eine elektrische Antriebseinheit verfügt, weiterhin einen Pufferspeicher für elektrische Energie sowie eine Ladeeinheit für unterschiedlichste elektrische Spannungen aufweist. Der Pufferspeicher versorgt die elektrische Antriebseinheit mit Energie, dadurch kann die Antriebseinheit vorteilhaft auch autark betrieben werden. Die Ladeeinheit kann mit unterschiedlichsten elektrischen Energiequellen verschiedener Trägerfahrzeuge gekoppelt werden und den Pufferspeicher z.B. während der Arbeit mit elektrischer Energie versorgen. Weiterhin kann die Ladeeinheit vorteilhaft durch Anschluss an ein öffentliches elektrische Spannungsnetz den Pufferspeicher auch ohne Trägerfahrzeug beladen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann die Antriebseinheit auch ohne Pufferspeicher betrieben werden indem sie direkt über das Trägerfahrzeug mit Energie versorgt wird.
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Die Antriebseinheit wird weiter vorteilhaft z.B. auch in handgeführten Arbeitsgeräten eingesetzt. Dadurch werden sie in großen Stückzahlen produziert, sind leicht zu beschaffen und zudem preisgünstig. Durch Getriebe die mit der Antriebseinheit verbunden sind, kann die Ausgangsdrehzahl vorteilhaft auf die notwendige Drehzahl der Arbeitswerkzeuge angepasst werden.
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels anhand rein schematischer Zeichnungen näher erläutert werden. Die entsprechenden Zeichnungen zeigen:
- 1 eine isometrische Ansicht der erfindungsgemäßen Kehrmaschine von hinten gesehen
- 2 eine isometrische Ansicht der erfindungsgemäßen Kehrmaschine von vorne
- 3 eine erste schematische Steuerung der Antriebseinheit
- 4 eine weitere schematische Steuerung der Antriebseinheit
- 5 eine weitere schematische Steuerung der Antriebseinheit
- 6a eine isometrische schematische Schnittansicht der Antriebseinheit
- 6b eine isometrische schematische Schnittansicht der Antriebseinheit
- 7 eine isometrische schematische Ansicht der Antriebseinheit
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Das in 1 und 2 dargestellte Anbaugerät 1 ist dazu bestimmt, von einem motorisierten Trägerfahrzeug auf dem Boden geschoben zu werden, damit Staub, gröberer Schmutz, Abfall etc. gekehrt und aufgenommen werden kann. Das Anbaugerät 1 besteht aus einem Gehäuse 2, welches zwei hintere in 2 sichtbare Lenkrollen 5 sowie ein an der Vorderseite des Sammelbehälters 3 montierte Lenkrolle 4 aufweist. Durch die drei Lenkrollen 5 und 4 ist das Anbaugerät 1 gegenüber dem Boden in jeder Richtung beweglich. Vorzugsweise tragen die 2 hinteren Lenkrollen 5 den größten Teil der Masse des Anbaugerätes. Das Gehäuse 2 weist eine Anzahl von Bohrungen auf um weitere für den Betrieb notwendige Komponenten (z.B. Lenkrollen, Sammelbehälter, etc.) mit entsprechenden Befestigungsmitteln aufzunehmen. Im Gehäuse 2 sind an den äußeren Seiten jeweils über eine drehbare Lagerung Walzenarme 6 und 7 befestigt. Über jeweils ein längenveränderbares Stellmittel 8, welches zum einen gelenkig mit den Walzenarm 6 und 7 und zum anderen gelenkig mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, sind die Walzenarme 6 und 7 fest im Gehäuse 2 positioniert. Am anderen Ende der Walzenarme 6 und 7 wird die Kehrwalze 19 über Radiallager 9 aufgenommen. Durch betriebsbedingten Verschleiß der Kehrwalze 19 wird der Wirkdurchmesser der Kehrwalze 19 stetig kleiner, daher ist eine Nachstellung der Kehrwalze 19 zur bearbeiteten Kehrfläche notwendig. Die Nachstellung erfolgt in dem die Stellmittel 8 in der Länge verkürzt werden und die Kehrwalze 8 relativ zum Gehäuse 2 in Richtung Kehrfläche bewegt wird. Im weiteren seitlichen Verlauf des Gehäuses 2 befinden sich jeweils Aufnahmen 10 in denen der Sammelbehälter 3 drehbar gelagert ist. Eine Gelenkeinheit 11 verbindet den Sammelbehälter 3 mit dem Gehäuse 2. Ein längenveränderbares Stellmittel 12 ist ebenfalls mit der Gelenkeinheit 11 und dem Gehäuse 2 verbunden. Das Stellmittel 12 ist vorteilhaft als elektrisches Stellmittel ausgeführt. Der Sammelbehälter 3 wird über die Gelenkeinheit 11 in Arbeitsposition gehalten. Das Stellmittel 12 hat in der dargestellten Arbeitsposition die längste Position eingenommen. Durch verkürzen des Stellmittels 12 wird der Sammelbehälter 3 von der Arbeitsposition in eine Entleerungsposition geschwenkt. Im vorderen mittigen Bereich des Gehäuses 2 ist ein schwenkbares Verbindungselement 13 angeordnet. An dem Verbindungselement 13 ist eine Anbauaufnahme 14 für ein Trägerfahrzeug befestigt. Die Anbauaufnahme 14 kann aufgrund verschiedenartiger Trägerfahrzeuge unterschiedlich ausgeführt sein. Oberhalb des Gehäuses 2 ist eine elektrische Antriebseinheit 15 angeordnet. Unterhalb der Antriebseinheit 15 ist ein Winkelgetriebe 16 mit dem Gehäuse 2 verbunden. Die Ausgangswelle der Antriebseinheit 15 ist mit einer ersten Ausgangswelle des Winkelgetriebes 16 torsionsfest verbunden. Die zweite Ausgangswelle des Winkelgetriebes 16 ist mit einer Antriebswelle 17 torsionsfest verbunden. Die Antriebswelle 17 verläuft quer zum Gehäuse 2 durch den linken Walzenarm 6. Im Durchbruch des Walzenarms 6 wird die Antriebswelle 17 über ein Radiallager 18 gehalten. Am Ende der Antriebswelle 17 ist ein erstes Ketterad 20 torsionsfest mit der Antriebswelle 17 verbunden. Ein weiteres Kettenrad 21 ist im linken Achsverlauf der Kehrwalze 19 torsionsfest verbunden. Die beiden Kettenräder 20 und 21 sind mittels einer Kette 22 kraftschlüssig verbunden. Somit treibt die Antriebseinheit 15 über das Winkelgetriebe 16, die Antriebswelle 17 und dem Kettenantrieb 48 bestehend aus 20, 21 und 22 die Kehrwalze 19 an. Der Kettentrieb 48 ist hier nur beispielhaft aufgeführt, es können vorteilhaft auch Zahnriementriebe oder Kraftriementriebe oder vergleichbares eingesetzt werden. Über unterschiedliche Durchmesser der Kettenräder 20 und 21 können auch Unter- bzw. Übersetzungen realisiert werden. Das Winkelgetriebe 16 kann ebenfalls als Untersetzungs- oder Übersetzungsgetriebe ausgeführt werden, somit kann die Drehzahl des Arbeitswerkzeugs auf die Ausgangsdrehzahl der Antriebseinheit 15 angepasst werden.
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3 zeigt die elektrische Antriebseinheit 15 mit einem integrierten Elektromotor 34 und einem integrierten Energiespeicher 28. Der integrierte Energiespeicher 28 versorgt die elektrische Antriebseinheit mit Energie. Der Energiespeicher 28 ist vorteilhaft wiederaufladbar und werkzeuglos austauschbar. So können beispielhaft auch mehrere Energiespeicher 28 auf dem Arbeitsgerät 1 mitgeführt werden. Bei Bedarf können entladene Energiespeicher 28 durch aufgeladene Energiespeicher 28 in der Antriebseinheit 15 getauscht werden. Weiterhin ist die Antriebseinheit 15 über eine Elektroleitung 29 mit einem auf dem Arbeitsgerät 1 montierten Ladegerät 23 verbunden. Das Ladegerät 23 verfügt vorteilhaft über mehrere weitere Elektrokabel 24 und 25 mit entsprechenden Elektrokupplungen 30 und 31. Aufgabe des Ladegerätes 23 ist es den in der Antriebseinheit 15 integrierten Energiespeicher 28 mit externer Energie zu versorgen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann das Ladegerät 23 auch die Antriebseinheit 15 direkt mit Energie versorgen. Das Ladegerät 23 ist in der Lage unterschiedlichste elektrische Spannungen aufzunehmen und in die für den Energiespeicher 28 bzw. für die Antriebseinheit 15 notwendige Spannung umzuwandeln. Über die Elektrokupplung 30 kann das Ladegerät 23 wahlweise mit der elektrischen Energiequelle des Trägerfahrzeugs oder über die Elektrokupplung 31 an ein öffentliches elektrisches Versorgungsnetz angeschlossen werden. Durch den Anschluss des Ladegerätes 23 an ein öffentliches elektrisches Versorgungsnetz kann der Energiespeicher 28 auch im Ruhezustand des Arbeitsgerätes 1 ohne Trägerfahrzeug aufgeladen werden. Die Antriebseinheit 15 ist weiterhin über eine weitere Elektroleitung 35 mit einer Bedieneinheit 36 verbunden und wird dadurch mit elektrischer Energie versorgt. Die Bedieneinheit 36 ist wiederum über eine weitere Elektroleitung 27 mit dem elektrischen Stellmittel 12 verbunden. Die Bedieneinheit 36 dient zum einen dazu, den integrierten Elektromotor 34 in der Antriebseinheit 15 ein- bzw. auszuschalten und zum anderen weitere elektrische Verbraucher wie z.B. das Stellmittel 12zu steuern. Die Bedieneinheit 36 kann vorteilhaft vom Trägerfahrzeug aus bedient werden.
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4. zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit 15 in Verbindung mit einer Bedieneinheit 38. Hierbei ist die Antriebseinheit 15 über die Elektroleitung 35 mit einer Steuereinheit 37 verbunden. Die Steuereinheit 37 ist wiederum über eine weitere Elektroleitung 27 mit dem elektrischen Stellmittel 12 verbunden. Die Bedieneinheit 38 und die Steuereinheit 37 sind vorteilhaft drahtlos (z.B. über Funk) miteinander verbunden. Die Bedieneinheit 38 sendet entsprechende Bediensignale an die Steuereinheit 37 die wiederum den integrierten Elektromotor 34 in der Antriebseinheit 15 ein- bzw. auszuschalten und zum anderen weitere elektrische Verbraucher wie z.B. das Stellmittel 12 steuert.
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5 zeigt die elektrische Antriebseinheit 15 mit einem integrierten Elektromotor 34 und einem integrierten Energiespeicher 28. Die Antriebseinheit 15 wird ausschließlich durch den integrierten Energiespeicher 28 mit Energie versorgt. Das in diesem Ausführungsbeispiels dargestellte Ladegerät 32 ist auf dem Arbeitsgerät 1 montiert, kann den Energiespeicher 28 direkt aufnehmen und ist nicht mit der Antriebseinheit 15 verbunden. Aufgabe des Ladegerätes 32 ist es den Energiespeicher 28 mit externer Energie wieder aufzuladen. Auf dem Arbeitsgerät 1 sind somit zwei Energiespeicher 28 im Wechseleinsatz. Der erste Energiespeicher 28 versorgt die Antriebseinheit 15 mit Energie und der zweite Energiespeicher 28 wird durch das Ladegerät 32 während der Arbeit aufgeladen. Dabei ist das Ladegerät 32 ebenfalls in der Lage unterschiedlichste elektrische Spannungen aufzunehmen und in die für den Energiespeicher 28 notwendige Spannung umzuwandeln. Über die Elektrokupplung 30 kann das Ladegerät 32 wahlweise mit der elektrischen Energiequelle des Trägerfahrzeugs oder über die Elektrokupplung 31 an ein öffentliches elektrisches Versorgungsnetz angeschlossen werden. Durch den Anschluss des Ladegerätes 32 an ein öffentliches elektrisches Versorgungsnetz kann der Energiespeicher 28 auch im Ruhezustand des Arbeitsgerätes 1 ohne Trägerfahrzeug aufgeladen werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann das Ladegerät 32 auch über ein oder mehrere auf dem Arbeitsgerät 1 montierte Photovoltaikmodule 39 mit Energie versorgt werden. Ebenfalls ist durch das Photovoltaikmodul 39 ein Aufladen des Energiespeichers 28 ohne Trägerfahrzeug möglich. Das Ladegerät 32 kann vorteilhaft auch weitere elektrische Verbraucher wie z.B. die Steuereinheit 37 mit elektrischer Energie versorgen.
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6a und 6b zeigen eine beispielhafte Antriebseinheit 15 bestehend aus einem Antriebsgehäuse 40 in dem ein Elektromotor 34 verbaut ist. Die Antriebswelle 41 des Elektromotors 34 ragt aus dem unteren Antriebsgehäuse 40 hinaus. Weiterhin verfügt die Antriebseinheit 15 über einen Befestigungsflansch 42 mit Befestigungslöchern 43 zur Aufnahme der Antriebseinheit 15. Das Antriebsgehäuse 40 verfügt weiterhin einen mit einem Deckel 44 verschließbaren Batterieschacht 45. In dem Batterieschacht 45 wird der Energiespeicher 28 über entsprechende Führungen und elektrischen Kontakten aufgenommen und mit der Antriebseinheit 15 elektrisch verbunden. Im vorderen unteren Bereich der Antriebseinheit 15 ist weiterhin eine elektrische Verbindungseinheit 46 vorgesehen, die elektrische Kontakte 47 für z.B. eine Steuereinheit 37, für ein Ladegerät 23, 32 oder auch für weitere elektrische Verbraucher aufweisen.
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7 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführung der Antriebseinheit 15, bei der anstelle eines Energiespeichers ein Elektrokabel 47 über elektrische Kontakte mit der Antriebseinheit 15 verbunden ist. Am anderen Ende des Elektrokabels befindet sich die bereits bekannte Elektrokupplung 30, die mit dem Trägerfahrzeug verbunden wird. Somit versorgt das Trägerfahrzeug die Antriebseinheit 15 direkt mit Energie.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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