EP2857587B1 - Bodenverdichtungsvorrichtung mit luftgekühltem Akku - Google Patents

Bodenverdichtungsvorrichtung mit luftgekühltem Akku Download PDF

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EP2857587B1
EP2857587B1 EP14003006.5A EP14003006A EP2857587B1 EP 2857587 B1 EP2857587 B1 EP 2857587B1 EP 14003006 A EP14003006 A EP 14003006A EP 2857587 B1 EP2857587 B1 EP 2857587B1
Authority
EP
European Patent Office
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cooling air
air flow
compacting device
energy store
energy storage
Prior art date
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Revoked
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EP14003006.5A
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English (en)
French (fr)
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EP2857587A1 (de
Inventor
Michael Steffen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG
Original Assignee
Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG
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Publication date
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Application filed by Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG filed Critical Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG
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Publication of EP2857587B1 publication Critical patent/EP2857587B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/30—Tamping or vibrating apparatus other than rollers ; Devices for ramming individual paving elements
    • E01C19/34—Power-driven rammers or tampers, e.g. air-hammer impacted shoes for ramming stone-sett paving; Hand-actuated ramming or tamping machines, e.g. tampers with manually hoisted dropping weight
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • E02D3/068—Vibrating apparatus operating with systems involving reciprocating masses
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • E02D3/074—Vibrating apparatus operating with systems involving rotary unbalanced masses

Definitions

  • the invention relates to a soil compaction device according to the preamble of claim 1.
  • the invention is applicable to implements for soil compaction such as rammers, vibratory plates or rollers.
  • Soil compaction machines are typically powered by combustion and / or electric motors. While internal combustion engines allow a largely independent operation of the soil compacting machine by storing the energy carrier in a tank on the machine, by using electric motors, a burden on the environment and an operator operating the soil compaction machine can be avoided. In this case, the supply of the electric motor generally takes place via an external connection to the power supply network. Smaller soil compaction machines, which are often operated by DC motors, can also be powered by electrical energy from an energy storage such as a rechargeable battery.
  • heating of the energy store may occur and possible overshoots of the maximum permissible operating temperature of the energy store may occur.
  • heating can be done by high power consumption and delivery self-heating of the energy storage.
  • the energy storage can be additionally heated by heating the environment, for example by a working heat of the mechanical system.
  • the heating of the energy storage can have various adverse consequences.
  • the energy storage can be permanently damaged by the high operating temperature.
  • an operator of the soil compaction device can also be damaged. Possible hazards can be caused by a fire or explosion hazard of the superheated energy storage. Also, a risk of chemical burns and / or poisoning may exist on contact with chemicals of a damaged energy store.
  • the invention has for its object to provide a soil compaction device that allows emission-free or reduced-operation with high security for the operator and the components of the soil compacting device.
  • a soil compaction device has an upper mass and a lower mass coupled to the upper mass by a spring device.
  • a ground contact element such as a padfoot or a ground contact plate, may be arranged.
  • a drive for generating a working movement of the ground contact element can be provided, which can for example put the lower mass relative to the upper mass in a periodic relative movement.
  • the ground contact element can be set into a vibration and / or pitching movement, which can be used in an operation of the soil compacting device, for example on a soil to compact the particles of the soil.
  • the soil compaction device may comprise an energy store for storing electrical energy.
  • the electrical energy may be provided to power the drive, power electronic control of the soil compaction device, and / or for any other purpose.
  • the energy store may comprise an electrical rechargeable battery, such as an accumulator having electrochemical cells.
  • a lithium-ion battery type Li-Ion
  • the selection of the battery can be made with regard to an energy density, ie the storable energy in terms of weight. Furthermore, depending on the type of battery heat generation during charging and discharging the Batteries are taken into account. This causes expended or released energy is lost and can, as already described, lead to permanent damage and / or destruction of the battery and damage in the environment of the battery.
  • an air conveying device may be provided for generating a cooling air flow.
  • the air conveying device may, for example, have a fan with a fan, which sucks in air from an environment of the soil compacting device by rotating a fan wheel (propeller).
  • the air conveying device can also have a bellows and / or an air reservoir chamber that can be filled with air, which can be expandable or compressible, for example, by one or more vibration devices coupled to a boundary of the air reservoir chamber.
  • the vibration devices can, for example, be set in vibration by the drive and cyclically alternately expand by their respective mass, the air reservoir, whereby ambient air can be sucked in, and compress, whereby from the sucked ambient air, the cooling air flow can be generated.
  • At least one of the vibration devices can be coupled to the lower or the upper mass and can be set in vibration by them. Also possible is an expansion or compression of the air reservoir by the oscillating upper or lower mass itself. Also, other mechanisms for sucking ambient air or combinations of said mechanisms are conceivable.
  • a cooling air flow guide for guiding (guiding) the cooling air flow generated by the air conveying device.
  • the cooling air flow guide can be formed for example by a channel, a pipe, a hose, a pipe and / or a largely closed space through which the cooling air flow is conveyed. It may be designed in one piece or consist of several, for example, parallel and / or sequentially arranged segments or sections.
  • the cooling air flow guide or individual of its segments can be structurally integrated into other components of the soil compaction device, for example in a housing or a guide bracket.
  • the cooling air flow guide can be designed such that damage from vibrations and vibrations in a working operation is prevented. It is possible the design of the cooling air flow guide or individual segments as a movable and / or stretchable hose, for example with nested walls in the manner of a bellows.
  • the cooling air flow guide By means of the cooling air flow guide, the cooling air flow can be guided along the energy store.
  • the cooling air flow can be guided along a surface of the energy store. This can be done, for example be achieved, that the cooling air flow flows through a battery housing, in which the energy storage is arranged freely.
  • the cooling air flow to the energy storage heat of operation and / or heat of its own can be withdrawn, causing it to be cooled.
  • the operating temperature of the energy storage can be lowered and kept within an approved operating temperature.
  • the cooling air flow guide may guide the cooling air flow along the drive.
  • the drive can also be deprived of operating or natural heat and the drive can be cooled.
  • the drive can be cooled by the same cooling air flow as the energy storage. It is therefore possible to achieve cooling of the energy store and the drive with only one common air flow. Furthermore, it is possible to achieve cooling of the two components with only one air conveying device producing the cooling air flow. This allows a cost-effective design of the cooling air flow guide and the air conveyor with low demands on a required space.
  • the energy store can be arranged in a spatial proximity of the drive, so that a common cooling of both components with a single cooling air flow can be easily realized.
  • the energy store and the drive with greater spatial distance, for example at remote positions on the soil compaction device.
  • the cooling air flow can then be guided for example by a piece of hose from the energy storage to the drive.
  • the drive can have an electric motor, which can be fed by the electrical energy provided by the energy store.
  • the electric motor can also be fed by an external electrical energy source.
  • the drive can have an internal combustion engine, by means of which likewise a working movement of the ground contact element can be generated. If both the electric motor and the internal combustion engine are provided, working movement can optionally be generated jointly or alternatively by the internal combustion engine and / or the electric motor.
  • the cooling air flow guide can guide the cooling air flow along the internal combustion engine.
  • an effective cooling of the energy storage, the electric motor and / or the internal combustion engine can be achieved.
  • the cooling air flow guide can guide the cooling air flow from a suction point to the energy store, from the energy store to the electric motor and / or to the internal combustion engine.
  • Cooling of the electric motor and internal combustion engine may be accomplished in parallel by branching the cooling air flow or serially by passing the cooling air flow along one and then along the other motor.
  • the cooling air flow when operating only one of the two motors can only be performed along this. This can be achieved for example by a suitable arrangement of valves or by a suitable arrangement of the air conveyor.
  • the cooling of the electrical energy storage and the drive used with only one air conveyor allows cost-effective production of the soil compacting device.
  • a controller may be provided for electronically controlling the operation of the soil compaction.
  • the control for example, an operation of the drive, the electric motor, the internal combustion engine and / or other operationally relevant components, such as a clutch or a transmission of the soil compacting device can be achieved.
  • the controller can also control an operation of the air conveyor and / or a loading or unloading of the energy storage.
  • the cooling air flow through the cooling air flow guide can also be guided along the control. This allows effective cooling of the electronic control, the energy storage and other, heat-generating components, such as the drive, the electric motor, the internal combustion engine and / or the mechanically moving components with only one cooling air flow. Also in this embodiment, a generation of the cooling air flow by only one air conveyor is possible.
  • a further cooling air flow guide for guiding a further cooling air flow may be provided.
  • the controller and / or the internal combustion engine can be performed.
  • the cooling air flow can be divided, for example, and guided at least partially parallel through the soil compacting device.
  • the further cooling air flow guide can branch off.
  • the cooling air flow can be divided into several, parallel to be cooled heat-generating components.
  • the cooling air flow in a further section are branched, so that the electric motor is cooled with a stronger partial cooling air flow and control with a weaker partial cooling air flow.
  • cooling air flow and the further cooling air flow it is possible to separate the cooling air flow and the further cooling air flow from the beginning.
  • air for the cooling air flow and the further cooling air flow can be sucked in at a plurality of intake openings and guided separately along a plurality of heat-generating components. This enables effective cooling, each with fresh ambient air and a design of the soil compaction device with several short cooling air flow guides.
  • the further cooling air flow can be generated by the air conveying device and / or by a further air conveying device.
  • the air conveying device can be arranged, for example, in a suction region, wherein the further cooling air flow is branched off from the sucked cooling air flow in a rear section.
  • the cooling air flow and the further cooling air flow each have their own suction point, wherein the cooling air flow and the further cooling air flow in a rear portion are merged, in which the air conveyor can be arranged.
  • both cooling air streams can be performed separately, that is, without merging or diversion.
  • the air conveying device and / or the further air conveying device can be coupled to a motor shaft of the drive and / or of the internal combustion engine.
  • the fan of the air conveyor and / or the other air conveyor can be arranged on or on the respective motor shaft.
  • a separate drive of the air conveyor is not required in such an arrangement.
  • the air conveyor and / or the further air conveyor may be dependent on an operating temperature of one of the heat generating components, i. the energy storage, the drive, the internal combustion engine and / or the controller, be controllable.
  • an operating temperature of the respective component can be detected and the operation of the respective air conveyor device can be initiated as a function of exceeding a predetermined temperature threshold.
  • a corresponding control or regulation can be made for example by the controller.
  • the air conveying device in an environment of the energy store and to control it as a function of an operating temperature of the energy store.
  • the air conveying device can be arranged in a housing section that surrounds the energy store or in a battery housing.
  • the operation the air conveying device are controlled in dependence on the measured in the vicinity of the energy storage temperature and the operating temperature of the energy storage are regulated, for example, according to a manufacturer's specification.
  • an insulation device for protecting the energy storage from heat emitted by the other heat-generating components of the soil compacting device may be provided.
  • the damping device By means of the damping device, transmission of the working heat of the electric motor, of the internal combustion engine and / or of the control as well as of intrinsic heat (for example frictional heat) of the mechanical system for energy storage can be reduced. In cooperation with the cooling air flow, an effective cooling of the energy storage can be achieved thereby.
  • the insulation device may have an air-filled intermediate space between the energy store and the other heat-generating components of the soil compacting device.
  • the space filled with air can be achieved for example by a remote, spatially separated arrangement of the energy storage of the other heat-generating components of the soil compacting device.
  • the remote arrangement allows air to circulate between the energy storage and the other heat-generating components and insulate heat transfer.
  • the insulation device can be achieved by suitable insulating materials, such as mineral or organic fibers or foams.
  • the energy store may be mechanically decoupled from the upper mass and / or the lower mass by a damping device.
  • the damping device may comprise a spring device which dampens vibrations and vibrations in a working operation of the soil compacting device.
  • the damping device may additionally have a heat-insulating effect and thus cause a thermal protection of the energy storage in addition to the mechanical protection. In this case, damping and damping device can be integrated.
  • a guide device decoupled from the upper mass by the damping device may be provided for guiding the soil compacting device by the operator.
  • the guide device may comprise, for example, a guide frame, a guide bracket and / or a drawbar, on which the operator can hold or guide the soil compaction device.
  • the energy store may be coupled to the guide device.
  • Such an arrangement of the energy storage device protects it during operation of the soil compaction device against mechanical shocks and against the introduction of heat from the other heat-generating components. In cooperation with the cooling air flow, an effective cooling of the energy storage can be achieved.
  • the mass of the guide device is increased relative to the upper and lower mass. This can cause vibration damping on the guide system and reduce operator hand-arm vibration. From the operator's point of view, a smooth running of the soil compacting device is thus increased.
  • a cooling air flow is generated by an air conveying device and guided along an energy store.
  • the soil compacting device can have an upper mass, a lower mass coupled to the upper mass by a spring device, with a ground contact element and a drive.
  • the drive can put the ground contact element in a working movement.
  • a cooling air flow guide for guiding the cooling air flow along the energy store can furthermore be provided.
  • the method may further comprise measuring an operating temperature of a heat generating component of the soil compacting device and controlling an air conveying device in response to the measured operating temperature. Furthermore, the method may include coupling a fan wheel of the air conveyor with a motor shaft of the drive, an electric motor and / or an internal combustion engine as a function of the measured operating temperature. The cooling air flow generated by the air conveyor can be guided along the drive, the electric motor and / or the internal combustion engine.
  • Fig. 1 shows in a sectional side view serving as Bodenverdichtungsvorraum rammer 1, in which in a housing 2, an electric motor 3 is provided as a drive of the rammer 1.
  • a motor shaft 4 can be set in rotation, which is connected via a coupling 5 with a crank mechanism 6.
  • the crank mechanism 6 can set via a connecting rod 7 in a foot body 8 arranged spring assembly 9 in a vibration.
  • the foot body 8 can be set into an oscillating up and down movement with a padfoot 10 arranged thereon, which is designed as a ground contact element.
  • the foot 8, the spring assembly 9 and the padfoot 10 thereby form a lower mass, which can be offset by the drive in a swinging relative movement to an upper mass formed by the other components mentioned.
  • a guide bracket 11 with an intermediate damping device 12 is provided on the housing 2.
  • the tamper 1 has on the guide bracket 11 an energy storage 13.
  • the energy store can have a rechargeable battery or a rechargeable battery with electrochemical cells.
  • the energy store 13 is arranged in a rechargeable battery housing 14, in which furthermore a control or regulation (not shown) as well as one or more intake openings 14a, 14b can be provided.
  • an air conveying device in the form of a fan 15 is arranged, which can be set in rotation, for example, in the manner of a propeller upon rotation of the motor shaft 4.
  • Other designs of the air conveyor For example, in the manner of a bellows or with an expandable by oscillating masses and compressible air storage chamber, as already stated, also possible.
  • an air surrounding the electric motor 3 can be blown in the direction of the crank mechanism 6 and escape from the housing 2, for example through ventilation openings (not shown). This creates a suction, is sucked through the air from the environment of the rammer 1, for example, through the intake ports 14a, 14b in the battery case 14.
  • the sucked air forms a cooling air flow 16, which flows through the battery housing 14 and is guided along the energy store 13. In this way, an operating heat of the energy storage device 13 can be dissipated.
  • the cooling air flow 16 is then passed through a cooling air flow line 17 into the housing 2 and there along the electric motor 3, whereby an operating heat of the electric motor 3 can be dissipated.
  • the suction openings 14a, 14b, the battery housing 14, the cooling air flow line 17 and the electric motor 3 enclosing part of the housing 2 thus form a cooling air flow guide, which allows the cooling air flow 16 to the energy storage 13, the controller (not shown) and the electric motor 3rd to guide along and to cool these components effectively.
  • the arranged on the guide bracket 11 energy storage 13 is decoupled by the damping device 12 of the upper and lower mass of the rammer 1.
  • a transmission of vibrations and shocks by working movements of the rammer 1 to the energy storage 13 is therefore attenuated by the damping device 12.
  • the energy storage 13 can be protected from mechanical damage.
  • the energy storage 13 and the battery housing 14 increase a mass of a guide device formed by the guide bracket 11 and the components arranged thereon. An introduction of vibrations and vibrations in the guide device during operation of the rammer 1 is further damped. This allows a comfortable guiding of the rammer 1 by a Operator and protects the operator by reducing the introduction of vibrations on his hands and arms.
  • Fig. 2 shows a further embodiment of the rammer 1 in a side sectional view.
  • an internal combustion engine 20 is provided with a further motor shaft 21.
  • the internal combustion engine 20 can also be arranged at a different location of the rammer 1.
  • a torque of the further motor shaft 21 can be transmitted to a drive bank 23 of the clutch 5 with the aid of a transmission device 22, for example a belt drive.
  • the motor shaft 4 of the electric motor 3 may be decoupled from the torque. Furthermore, it is possible to at least partially transmit the torque to the motor shaft 4 of the electric motor 3 and to use this, for example, as a generator for charging the energy storage device 13. In this way, a hybrid system is realized.
  • On the other motor shaft 21 of the engine 20 is shown as another air conveyor example, but not limiting another fan 24, which in the manner described above, a suction and thus a further cooling air flow 25 of the suction ports 14a, 14b in the battery housing 14 along the energy storage 13th and generates the possibly existing control.
  • the further cooling air flow 25 can then be guided through the cooling air flow line 17 and through a further cooling air flow line 26, which branches off from the cooling air flow line 17, to the combustion engine 20.
  • the energy store 13 the controller and the internal combustion engine 20 can be effectively cooled by the further cooling air flow 25.
  • the fan 15 can thereby also be put into operation.
  • the cooling air flow 16 is additionally generated in the manner described above and operated as a generator electric motor 3 cooled as needed.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung ist für Arbeitsgeräte zur Bodenverdichtung wie beispielsweise Stampfer, Vibrationsplatten oder Walzen einsetzbar.
  • Bodenverdichtungsmaschinen werden typischerweise von Verbrennungs-und/oder Elektromotoren angetrieben. Während Verbrennungsmotoren einen weitgehend unabhängigen Betrieb der Bodenverdichtungsmaschine durch Bevorratung des Energieträgers in einem Tank an der Maschine ermöglichen, kann durch Einsatz von Elektromotoren eine Belastung der Umwelt und eines die Bodenverdichtungsmaschine bedienenden Bedieners vermieden werden. Hierbei erfolgt die Versorgung des Elektromotors im Allgemeinen über einen externen Anschluss zum Stromversorgungsnetz. Kleinere Bodenverdichtungsmaschinen, die häufig durch Gleichstrommotoren betrieben werden, können auch durch elektrische Energie aus einem Energiespeicher, wie beispielsweise einem Akku, gespeist werden.
  • Beim Betrieb von Bodenverdichtungsmaschinen mit hoher Leistungsanforderung durch einen Energiespeicher kann es zu einer Erwärmung des Energiespeichers und dabei zu möglichen Überschreitungen der maximal zulässigen Betriebstemperatur des Energiespeichers kommen. Beispielsweise kann durch hohe Leistungsaufnahme und -abgabe eine Eigenerwärmung des Energiespeichers erfolgen. Weiterhin kann der Energiespeicher durch eine Erwärmung der Umgebung, beispielsweise durch eine Arbeitswärme des mechanischen Systems, zusätzlich erwärmt werden.
  • Die Erwärmung des Energiespeichers kann verschiedene nachteilige Folgen haben. So kann durch die Erwärmung ein Wirkungsgrad des Energiespeichers bei der Abgabe und Aufnahme von Leistung sinken. Weiterhin kann der Energiespeicher durch die hohe Betriebstemperatur bleibend geschädigt werden. Zudem ist es möglich, dass der Energiespeicher bei einem Überschreiten der Maximaltemperatur zerstört und damit unbrauchbar wird. Weiterhin kann bei einem Überschreiten der maximal zulässigen Betriebstemperatur auch ein Bediener des Bodenverdichtungsgeräts geschädigt werden. Mögliche Gefährdungen können durch eine Brand- oder Explosionsgefahr des überhitzten Energiespeichers gegeben sein. Auch eine Verätzungs- und/oder Vergiftungsgefahr kann bei Kontakt mit Chemikalien eines beschädigten Energiespeichers bestehen.
  • Weiterhin nachteilig sind die hohen Kosten, die durch eine Beeinträchtigung oder Schädigung des Energiespeichers bei dessen Ersatz zu berücksichtigen sind.
  • Aus der EP 1 267 001 A1 ist eine Vibrationsplatte bekannt, an deren Obermasse ein elektrischer Akku befestigt ist, der einen Elektromotor zum Antreiben der Vibrationsplatte mit elektrischer Energie versorgt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenverdichtungsvorrichtung anzugeben, die einen emissionsfreien oder -reduzierten Betrieb bei gleichzeitig hoher Sicherheit für den Bediener und die Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Bodenverdichtungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Eine Bodenverdichtungsvorrichtung weist eine Obermasse und eine mit der Obermasse durch eine Federeinrichtung gekoppelte Untermasse auf. An der Untermasse kann ein Bodenkontaktelement, wie beispielsweise ein Stampffuß oder eine Bodenkontaktplatte, angeordnet sein. Weiterhin kann ein Antrieb zum Erzeugen einer Arbeitsbewegung des Bodenkontaktelements vorgesehen sein, der beispielsweise die Untermasse relativ zur Obermasse in eine periodische Relativbewegung versetzen kann. Hierdurch kann das Bodenkontaktelement in eine Vibration und/oder Stampfbewegung versetzt werden, die bei einem Betrieb der Bodenverdichtungsvorrichtung beispielsweise auf einem Erdreich zu einem Verdichten der Partikel des Erdreichs genutzt werden kann.
  • Die Bodenverdichtungsvorrichtung kann einen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie aufweisen. Die elektrische Energie kann zur Speisung des Antriebs, zur Speisung einer elektronischen Steuerung der Bodenverdichtungsvorrichtung und/oder zu einem beliebigen anderen Zweck bereitgestellt werden. Der Energiespeicher kann eine elektrische, wiederaufladbare Batterie, wie beispielsweise einen Akkumulator mit elektrochemischen Zellen aufweisen. Möglich ist beispielsweise die Verwendung eines Lithium-Ionen-Akkus (Typ Li-Ion).
  • Die Auswahl des Akkus kann im Hinblick auf eine Energiedichte, d.h. auf die speicherbare Energie in Bezug auf das Gewicht, getroffen werden. Weiterhin kann die vom Typ des Akkus abhängige Wärmeentwicklung beim Aufladen und Entladen des Akkus berücksichtigt werden. Diese bewirkt, dass aufgewendete bzw. abgegebene Energie verloren geht und kann, wie bereits beschrieben, zu einer dauerhaften Schädigung und/oder Zerstörung des Akkus und zu Schäden in der Umgebung des Akkus führen.
  • In der Bodenverdichtungsvorrichtung kann eine Luftfördereinrichtung zum Erzeugen eines Kühlluftstroms vorgesehen sein. Die Luftfördereinrichtung kann beispielsweise einen Lüfter mit einem Gebläse aufweisen, welcher durch Drehen eines Lüfterrades (Propellers) Luft aus einer Umgebung der Bodenverdichtungsvorrichtung ansaugt. Weiterhin kann die Luftfördereinrichtung auch ein Blasebalg und/oder eine mit Luft befüllbare Luftvorratskammer aufweisen, die beispielsweise durch eine oder mehrere mit einer Begrenzung der Luftvorratskammer gekoppelte Schwingungsvorrichtungen expandierbar bzw. komprimierbar sein kann. Die Schwingungsvorrichtungen können beispielsweise durch den Antrieb in Schwingung versetzt werden und zyklisch alternierend durch ihre jeweilige Masse die Luftvorratskammer expandieren, wodurch Umgebungsluft angesaugt werden kann, und komprimieren, wodurch aus der angesaugten Umgebungsluft der Kühlluftstrom erzeugbar ist. Beispielsweise kann wenigstens eine der Schwingungsvorrichtungen mit der Unter- bzw. der Obermasse gekoppelt und durch diese in Schwingung versetzbar sein. Möglich ist auch eine Expansion bzw. Kompression der Luftvorratskammer durch die schwingende Ober- bzw. Untermasse selbst. Auch weitere Mechanismen zum Ansaugen von Umgebungsluft oder Kombinationen der genannten Mechanismen sind denkbar.
  • Weiterhin kann eine Kühlluftstromführung zum Führen (Leiten) des durch die Luftfördereinrichtung erzeugten Kühlluftstroms vorgesehen sein. Die Kühlluftstromführung kann beispielsweise durch einen Kanal, eine Leitung, einen Schlauch, ein Rohr und/oder einen weitgehend abgeschlossenen Raum gebildet sein, durch den der Kühlluftstrom befördert wird. Sie kann einstückig gestaltet sein oder aus mehreren, beispielsweise parallel und/oder sequentiell angeordneten Segmenten bzw. Abschnitten bestehen. Die Kühlluftstromführung oder einzelne ihrer Segmente können baulich in andere Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung, beispielsweise in ein Gehäuse oder einen Führungsbügel, integriert sein. Weiterhin kann die Kühlluftstromführung derart gestaltet sein, dass einer Schädigung durch Erschütterungen und Vibrationen in einem Arbeitsbetrieb vorgebeugt wird. Möglich ist die Gestaltung der Kühlluftstromführung oder einzelner Segmente als beweglicher und/oder dehnbarer Schlauch, beispielsweise mit ineinander gefalteten Wänden nach Art eines Faltenbalgs.
  • Mittels der Kühlluftstromführung kann der Kühlluftstrom entlang dem Energiespeicher geführt werden. Beispielsweise kann der Kühlluftstrom entlang einer Oberfläche des Energiespeichers geführt werden. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass der Kühlluftstrom ein Akkugehäuse, in welchem der Energiespeicher angeordnet ist, frei durchströmt.
  • Durch den Kühlluftstrom kann dem Energiespeicher eine Betriebswärme und/oder Eigenwärme entzogen werden, wodurch dieser gekühlt wird. Die Betriebstemperatur des Energiespeichers kann dadurch gesenkt und im Rahmen einer zugelassenen Betriebstemperatur gehalten werden.
  • In einer Ausführungsform kann die Kühlluftstromführung den Kühlluftstrom entlang dem Antrieb führen. Hierdurch kann auch dem Antrieb eine Betriebs- bzw. Eigenwärme entzogen und der Antrieb gekühlt werden. Der Antrieb kann dabei durch denselben Kühlluftstrom wie der Energiespeicher gekühlt werden. Es ist daher möglich, eine Kühlung des Energiespeichers und des Antriebs mit nur einem gemeinsamen Luftstrom zu erreichen. Weiterhin ist es möglich, eine Kühlung beider Komponenten mit nur einer den Kühlluftstrom erzeugenden Luftfördereinrichtung zu erreichen. Dies ermöglicht eine kostengünstige Gestaltung der Kühlluftstromführung und der Luftfördereinrichtung mit geringen Anforderungen an einen benötigten Bauraum.
  • Beispielsweise kann der Energiespeicher in einer räumlichen Nähe des Antriebs angeordnet sein, sodass eine gemeinsame Kühlung beider Komponenten mit einem einzigen Kühlluftstrom einfach realisiert werden kann. So ist es beispielsweise möglich, den Antrieb und den Energiespeicher in einen gemeinsamen Gehäuseteil anzuordnen. Bei einer solchen Anordnung kann durch eine Richtung des Kühlluftstroms vom Energiespeicher zum Antrieb weitgehend verhindert werden, dass eine Betriebswärme des Antriebs den Energiespeicher erwärmt.
  • Alternativ ist es möglich, den Energiespeicher und den Antrieb mit größerer räumlicher Entfernung, beispielsweise an entfernten Positionen an der Bodenverdichtungsvorrichtung, anzuordnen. Der Kühlluftstrom kann dann beispielsweise durch ein Schlauchstück von dem Energiespeicher zum Antrieb geführt wird. Hierdurch kann einerseits der Energiespeicher mit frischer Umgebungsluft effektiv gekühlt werden, ohne durch den Antrieb zusätzlich erwärmt zu werden, und andererseits eine ausreichende Kühlung des Antriebs mit demselben Kühlluftstrom erreicht werden.
  • In einer Variante kann der Antrieb einen Elektromotor aufweisen, welcher durch die vom Energiespeicher bereitgestellte elektrische Energie gespeist werden kann.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Elektromotor auch durch eine externe elektrische Energiequelle speisbar sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Antrieb einen Verbrennungsmotor aufweisen, durch welchen ebenfalls eine Arbeitsbewegung des Bodenkontaktelements erzeugbar ist. Sind sowohl der Elektromotor als auch der Verbrennungsmotor vorgesehen, kann Arbeitsbewegung wahlweise gemeinsam oder alternativ durch den Verbrennungsmotor und/oder den Elektromotor generiert werden.
  • In dieser Variante kann die Kühlluftstromführung den Kühlluftstrom entlang dem Verbrennungsmotor führen. Durch eine derartige Gestaltung kann eine effektive Kühlung des Energiespeichers, des Elektromotors und/oder des Verbrennungsmotors erreicht werden. Beispielsweise kann die Kühlluftstromführung den Kühlluftstrom von einer Ansaugstelle zum Energiespeicher, vom Energiespeicher zum Elektromotor und/oder zum Verbrennungsmotor führen.
  • Eine Kühlung von Elektromotor und Verbrennungsmotor kann parallel durch eine Verzweigung des Kühlluftstroms oder seriell durch ein Führen des Kühlluftstroms entlang des einen und anschließend entlang des anderen Motors erreicht werden. Beispielsweise kann der Kühlluftstrom bei Betrieb nur eines der beiden Motoren nur an diesem entlang geführt werden. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Anordnung von Ventilen oder durch eine geeignete Anordnung der Luftfördereinrichtung erreicht werden. Die Kühlung des elektrischen Energiespeichers und des verwendeten Antriebs mit nur einer Luftfördereinrichtung ermöglicht eine kostengünstige Fertigung der Bodenverdichtungsvorrichtung.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann eine Steuerung zum elektronischen Steuern des Betriebs der Bodenverdichtung vorgesehen sein. Durch die Steuerung kann beispielsweise ein Betrieb des Antriebs, des Elektromotors, des Verbrennungsmotors und/oder weiterer betriebstechnisch relevanter Komponenten, wie beispielsweise einer Kupplung oder eines Getriebes der Bodenverdichtungsvorrichtung erreicht werden. Weiterhin kann die Steuerung auch einen Betrieb der Luftfördereinrichtung und/oder ein Be- oder Entladen des Energiespeichers steuern.
  • In der Ausführungsform kann der Kühlluftstrom durch die Kühlluftstromführung auch entlang der Steuerung geführt werden. Dies ermöglicht eine effektive Kühlung der elektronischen Steuerung, des Energiespeichers und weiterer, wärmeerzeugender Komponenten, wie des Antriebs, des Elektromotors, des Verbrennungsmotors und/oder der mechanisch bewegten Komponenten mit nur einem Kühlluftstrom. Auch in dieser Ausführungsform ist eine Erzeugung des Kühlluftstroms durch nur eine Luftfördereinrichtung möglich.
  • In einer Ausführungsform kann eine weitere Kühlluftstromführung zum Führen eines weiteren Kühlluftstroms vorgesehen sein. Mittels der weiteren Kühlluftstromführung kann der weitere Kühlluftstrom entlang dem Antrieb, der Steuerung und/oder dem Verbrennungsmotor geführt werden.
  • Durch die weitere Kühlluftstromführung kann der Kühlluftstrom beispielsweise geteilt und zumindest teilweise parallel durch die Bodenverdichtungsvorrichtung geführt werden. Beispielsweise kann nach einem gemeinsamen Abschnitt der Kühlluftstromführung die weitere Kühlluftstromführung abzweigen. Der Kühlluftstrom kann so auf mehrere, parallel zu kühlende wärmeerzeugende Komponenten aufgeteilt werden. Weiterhin ist es möglich, den wärmeerzeugenden Komponenten je nach Kühlungsbedarf einen stärkeren oder weniger starken Kühlluftstrom zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise kann in einem ersten Teilstück der Energiespeicher mit dem vollen Kühlluftstrom gekühlt werden, der Kühlluftstrom in einem weiteren Teilstück jedoch verzweigt werden, sodass der Elektromotor mit einem stärkeren Teilkühlluftstrom und die Steuerung mit einem schwächeren Teilkühlluftstrom gekühlt wird.
  • Zudem ist es möglich, den Kühlluftstrom und den weiteren Kühlluftstrom von Anfang an separat zu führen. Beispielsweise kann Luft für den Kühlluftstrom und den weiteren Kühlluftstrom an mehreren Ansaugöffnungen angesaugt und an mehreren wärmeerzeugenden Komponenten separat entlang geführt werden. Dies ermöglicht eine effektive Kühlung mit jeweils frischer Umgebungsluft und eine Gestaltung der Bodenverdichtungsvorrichtung mit mehreren kurzen Kühlluftstromführungen.
  • In einer Ausführungsform kann der weitere Kühlluftstrom durch die Luftfördereinrichtung und/oder durch eine weitere Luftfördereinrichtung erzeugbar sein.
  • Bei einer Erzeugung des Kühlluftstroms und des weiteren Kühlluftstroms durch die Luftfördereinrichtung kann die Luftfördereinrichtung beispielsweise in einen Ansaugbereich angeordnet sein, wobei der weitere Kühlluftstrom in einem hinteren Teilstück vom angesaugten Kühlluftstrom abgezweigt wird. Zudem ist es möglich, dass der Kühlluftstrom und der weitere Kühlluftstrom jeweils eine eigene Ansaugstelle haben, wobei der Kühlluftstrom und der weitere Kühlluftstrom in einem hinteren Teilstück zusammengeführt werden, in dem die Luftfördereinrichtung angeordnet sein kann.
  • Wird der Kühlluftstrom durch die weitere Luftfördereinrichtung erzeugt, können beide Kühlluftströme separat voneinander, das heißt ohne Zusammenführung oder Abzweigung, geführt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Luftfördereinrichtung, die weitere Luftfördereinrichtung und gegebenenfalls zusätzliche Luftfördereinrichtungen in einem Lüftungssystem zu betreiben, in dem der Kühlluftstrom und der weitere Kühlluftstrom verzweigt und/oder wieder zusammengeführt werden können. Dies ermöglicht es, bedarfsgerecht alle Abschnitte des Lüftungssystems, beispielsweise durch Hinzu- oder Abschalten einzelner Luftfördereinrichtungen, zu kühlen. Hierdurch kann flexibel auf eine Inbetriebnahme oder Abschaltung einzelner wärmeerzeugender Komponenten reagiert und diesen die jeweilige Betriebswärme entzogen werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform können die Luftfördereinrichtung und/oder die weitere Luftfördereinrichtung mit einer Motorwelle des Antriebs und/oder des Verbrennungsmotors gekoppelt sein. Beispielsweise ist es möglich, das Lüfterrad der Luftfördereinrichtung und/oder der weiteren Luftfördereinrichtung an oder auf der jeweiligen Motorwelle anzuordnen. Ein separater Antrieb der Luftfördereinrichtung wird bei einer solchen Anordnung nicht benötigt. Zudem kann sichergestellt werden, dass die Luftfördereinrichtung bzw. die Luftfördereinrichtungen bedarfsgerecht bei einem Betrieb des jeweiligen Motors hinzugeschaltet werden, sodass der jeweilige Motor adäquat gekühlt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Luftfördereinrichtung und/oder die weitere Luftfördereinrichtung abhängig von einer Betriebstemperatur einer der wärmeerzeugenden Komponenten, d.h. des Energiespeichers, des Antriebs, des Verbrennungsmotors und/oder der Steuerung, steuerbar sein. Beispielsweise kann eine Betriebstemperatur der jeweiligen Komponente erfasst und der Betrieb der jeweiligen Luftfördereinrichtung abhängig vom Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturschwelle veranlasst werden. Eine entsprechende Steuerung bzw. Regelung kann beispielsweise durch die Steuerung geleistet werden.
  • In einer Variante ist es möglich, die Luftfördereinrichtung in einer Umgebung des Energiespeichers anzuordnen und abhängig von einer Betriebstemperatur des Energiespeichers zu steuern. Beispielsweise kann die Luftfördereinrichtung in einem den Energiespeicher umfassenden Gehäuseabschnitt bzw. in einem Akkugehäuse angeordnet sein. Durch eine Mess- und Steuervorrichtung kann der Betrieb der Luftfördereinrichtung in Abhängigkeit von der in der Umgebung des Energiespeichers gemessenen Temperatur gesteuert werden und so die Betriebstemperatur des Energiespeichers beispielsweise gemäß einer Herstellervorgabe geregelt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann eine Dämmungsvorrichtung zum Schützen des Energiespeichers vor Wärme, die von den übrigen wärmeerzeugenden Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung abgegeben wird, vorgesehen sein. Durch die Dämmungsvorrichtung kann eine Übertragung der Arbeitswärme des Elektromotors, des Verbrennungsmotors und/oder der Steuerung sowie von Eigenwärme (z.B. Reibungswärme) des mechanischen Systems zum Energiespeicher vermindert werden. Im Zusammenwirken mit dem Kühlluftstrom kann hierdurch eine effektive Kühlung des Energiespeichers erreicht werden.
  • In einer Variante kann die Dämmungsvorrichtung einen mit Luft gefüllten Zwischenraum zwischen dem Energiespeicher und den übrigen wärmeerzeugenden Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung aufweisen. Der mit Luft gefüllte Zwischenraum kann beispielsweise durch eine entfernte, räumlich getrennte Anordnung des Energiespeichers von den übrigen wärmeerzeugenden Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung erreicht werden. Durch die entfernte Anordnung kann Luft zwischen dem Energiespeicher und den übrigen wärmeerzeugenden Komponenten zirkulieren und eine Wärmeübertragung dämmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Dämmungsvorrichtung durch geeignete Dämmmaterialien, wie beispielsweise mineralische oder organische Fasern oder Schäume, erreicht werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann der Energiespeicher durch eine Dämpfungsvorrichtung von der Obermasse und/oder der Untermasse mechanisch entkoppelt sein. Beispielsweise kann die Dämpfungsvorrichtung eine Federeinrichtung aufweisen, die Vibrationen und Erschütterungen in einem Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsvorrichtung dämpft. Hierdurch kann der Energiespeicher von Schwingungen an der Ober- und Untermasse entkoppelt werden und vor mechanischer Beschädigung geschützt werden. Bei geeigneter Materialwahl kann die Dämpfungsvorrichtung zusätzlich eine wärmedämmende Wirkung haben und so neben dem mechanischen Schutz auch einen thermischen Schutz des Energiespeichers bewirken. In diesem Fall können Dämpfungs- und Dämmungsvorrichtung integriert werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann eine durch die Dämpfungsvorrichtung von der Obermasse entkoppelte Führungsvorrichtung zum Führen der Bodenverdichtungsvorrichtung durch den Bediener vorgesehen sein. Die Führungsvorrichtung kann beispielsweise einen Führungsrahmen, einen Führungsbügel und/oder eine Deichsel aufweisen, an welchen der Bediener die Bodenverdichtungsvorrichtung halten bzw. führen kann. In dieser Ausführungsform kann der Energiespeicher mit der Führungsvorrichtung gekoppelt sein.
  • Durch eine derartige Anordnung des Energiespeichers wird dieser im Arbeitsbetrieb der Bodenverdichtungsvorrichtung vor mechanischen Erschütterungen und vor einer Einleitung von Wärme der übrigen wärmeerzeugenden Komponenten geschützt. Im Zusammenwirken mit dem Kühlluftstrom kann eine effektive Kühlung des Energiespeichers erreicht werden. Zudem wird bei dieser Anordnung die Masse der Führungsvorrichtung relativ zur Ober- und Untermasse erhöht. Dies kann eine Schwingungsdämpfung am Führungssystem bewirken und die Hand-Arm-Vibration des Bedieners reduzieren. Aus Sicht des Bedieners wird so eine Laufruhe der Bodenverdichtungsvorrichtung erhöht.
  • Bei einem Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers in einer Bodenverdichtungsvorrichtung wird ein Kühlluftstrom durch eine Luftfördereinrichtung erzeugt und entlang einem Energiespeicher geführt. Die Bodenverdichtungsvorrichtung kann dabei, wie bereits beschrieben, eine Obermasse, eine mit der Obermasse durch eine Federeinrichtung gekoppelte Untermasse mit einem Bodenkontaktelement und einem Antrieb aufweisen. Der Antrieb kann das Bodenkontaktelement in einer Arbeitsbewegung versetzen. In der Bodenverdichtungsvorrichtung kann weiterhin eine Kühlluftstromführung zum Führen des Kühlluftstroms entlang dem Energiespeicher vorgesehen sein.
  • Das Verfahren kann weiterhin das Messen einer Betriebstemperatur einer wärmeerzeugenden Komponente der Bodenverdichtungsvorrichtung und das Steuern einer Luftfördereinrichtung in Abhängigkeit von der gemessenen Betriebstemperatur aufweisen. Weiterhin kann das Verfahren das Koppeln eines Lüfterrades der Luftfördereinrichtung mit einer Motorwelle des Antriebs, eines Elektromotors und/oder eines Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von der gemessenen Betriebstemperatur aufweisen. Der durch die Luftfördereinrichtung erzeugte Kühlluftstrom kann dabei entlang dem Antrieb, dem Elektromotor und/oder dem Verbrennungsmotor geführt werden.
  • Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit einem Elektromotor und einem Energiespeicher, wobei ein Kühlluftstrom entlang dem Energiespeicher und dem Elektromotor geführt wird; und
    Fig. 2
    schematisch eine Bodenverdichtungsvorrichtung mit einem Elektromotor, einem Verbrennungsmotor und einem Energiespeicher, wobei ein Kühlluftstrom entlang dem Energiespeicher und entlang dem jeweils betriebenen Motor geführt wird.
  • Fig. 1 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht einen als Bodenverdichtungsvorrichtung dienenden Stampfer 1, bei welchem in einem Gehäuse 2 ein Elektromotor 3 als Antrieb des Stampfers 1 vorgesehen ist. Durch den Elektromotor 3 kann eine Motorwelle 4 in Rotation versetzt werden, die über eine Kupplung 5 mit einem Kurbeltrieb 6 verbunden ist. Der Kurbeltrieb 6 kann über ein Pleuel 7 ein in einem Fußkörper 8 angeordnetes Federpaket 9 in eine Schwingung versetzen. Hierdurch kann der Fußkörper 8 mit einem daran angeordneten Stampffuß 10, welcher als Bodenkontaktelement ausgebildet ist, in eine oszillierende Auf- und Abbewegung versetzt werden. Der Fußkörper 8, das Federpaket 9 und der Stampffuß 10 bilden dabei eine Untermasse, die durch den Antrieb in eine schwingende Relativbewegung zu einer durch die übrigen genannten Komponenten gebildeten Obermasse versetzt werden kann.
  • Zur Führung des Stampfers 1 durch einen Bediener (nicht gezeigt) ist am Gehäuse 2 ein Führungsbügel 11 mit einer zwischengelagerten Dämpfungseinrichtung 12 vorgesehen.
  • Der Stampfer 1 weist am Führungsbügel 11 einen Energiespeicher 13 auf. Der Energiespeicher kann eine wiederaufladbare Batterie bzw. einen Akkumulator mit elektrochemischen Zellen aufweisen. Der Energiespeicher 13 ist in einem Akkugehäuse 14 angeordnet, in dem weiterhin eine Steuerung bzw. Regelung (nicht gezeigt) sowie eine oder mehrere Ansaugöffnungen 14a, 14b vorgesehen sein können.
  • An der Motorwelle 4 ist eine Luftfördereinrichtung in Gestalt eines Lüfters 15 angeordnet, der beispielsweise nach Art eines Propellers bei einem Drehen der Motorwelle 4 in Rotation versetzt werden kann. Andere Gestaltungen der Luftfördereinrichtung, beispielsweise nach Art eines Blasebalgs oder mit einer durch schwingende Massen expandierbaren und komprimierbaren Luftvorratskammer sind, wie bereits dargelegt, ebenfalls möglich. Durch die Luftfördereinrichtung bzw. den Lüfter 15 kann eine den Elektromotor 3 umgebende Luft in Richtung des Kurbeltriebs 6 geblasen werden und beispielsweise durch Entlüftungsöffnungen (nicht gezeigt) aus dem Gehäuse 2 entweichen. Hierdurch entsteht ein Sog, durch den Luft aus der Umgebung des Stampfers 1 beispielsweise durch die Ansaugöffnungen 14a, 14 b in das Akkugehäuse 14 gesaugt wird. Die angesaugte Luft bildet einen Kühlluftstrom 16, der das Akkugehäuse 14 durchströmt und dabei entlang dem Energiespeicher 13 geführt wird. Hierdurch kann eine Betriebswärme des Energiespeichers 13 abgeführt werden. Der Kühlluftstrom 16 wird dann durch eine Kühlluftstromleitung 17 in das Gehäuse 2 und dort entlang dem Elektromotor 3 geführt, wodurch eine Betriebswärme des Elektromotors 3 abgeführt werden kann.
  • Die Ansaugöffnungen 14a, 14b, das Akkugehäuse 14, die Kühlluftstromleitung 17 und ein den Elektromotor 3 umschließenden Teil des Gehäuses 2 bilden so eine Kühlluftstromführung, die es ermöglicht, den Kühlluftstrom 16 an dem Energiespeicher 13, der Steuerung (nicht gezeigt) und dem Elektromotor 3 entlang zu führen und diese Komponenten effektiv zu kühlen.
  • Durch die Anordnung des Energiespeichers 13 am Führungsbügel 11 wird der Energiespeicher 13 vor einer Betriebswärme der übrigen wärmeerzeugenden Komponenten geschützt. Dies wird durch den räumlichen Abstand und die zwischen dem Energiespeicher und den wärmeerzeugenden Komponenten befindliche Umgebungsluft erreicht.
  • Weiterhin ist der am Führungsbügel 11 angeordnete Energiespeicher 13 durch die Dämpfungseinrichtung 12 von der Ober- und Untermasse des Stampfers 1 entkoppelt. Eine Übertragung von Vibrationen und Erschütterungen durch Arbeitsbewegungen des Stampfers 1 auf den Energiespeicher 13 wird daher durch die Dämpfungseinrichtung 12 gedämpft. Hierdurch kann der Energiespeicher 13 vor mechanischen Schädigungen geschützt werden.
  • Zudem erhöhen der Energiespeicher 13 und das Akkugehäuse 14 eine Masse einer durch den Führungsbügel 11 und die daran angeordneten Komponenten gebildeten Führungsvorrichtung. Ein Einleiten von Erschütterungen und Vibrationen in die Führungsvorrichtung beim Arbeitsbetrieb des Stampfers 1 wird dadurch weiter gedämpft. Dies ermöglicht ein komfortables Führen des Stampfers 1 durch einen Bediener und schont den Bediener durch eine verminderte Einleitung von Vibrationen auf dessen Hände und Arme.
  • Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Stampfers 1 in einer seitlichen Schnittansicht. Zusätzlich zu den in Fig. 1 gezeigten Komponenten ist ein Verbrennungsmotor 20 mit einer weiteren Motorwelle 21 vorgesehen. Der Verbrennungsmotor 20 kann selbstverständlich auch an einer anderen Stelle des Stampfers 1 angeordnet sein.
  • Ein Drehmoment der weiteren Motorwelle 21 kann mit Hilfe einer Übertragungsvorrichtung 22, beispielsweise eines Riementriebs, auf ein Antriebsufer 23 der Kupplung 5 übertragen werden. Die Motorwelle 4 des Elektromotors 3 kann von dem Drehmoment abgekoppelt sein. Weiterhin ist es möglich, das Drehmoment auf die Motorwelle 4 des Elektromotors 3 zumindest teilweise zu übertragen und diesen beispielsweise als Generator zur Ladung des Energiespeichers 13 zu verwenden. Auf dieser Weise wird ein Hybridsystem realisiert.
  • An der weiteren Motorwelle 21 des Verbrennungsmotors 20 ist als weitere Luftfördereinrichtung beispielhaft, aber nicht einschränkend ein weiterer Lüfter 24 gezeigt, welcher in der oben beschriebenen Weise einen Sog und damit einen weiteren Kühlluftstrom 25 von den Ansaugöffnungen 14a, 14b im Akkugehäuse 14 entlang dem Energiespeicher 13 und der möglicherweise vorhandenen Steuerung erzeugt. Der weitere Kühlluftstrom 25 kann dann durch die Kühlluftstromleitung 17 und durch eine weitere Kühlluftstromleitung 26, welche von der Kühlluftstromleitung 17 abzweigt, zum Verbrennungsmotor 20 geführt werden. Hierdurch kann bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors 20 der Energiespeicher 13, die Steuerung und der Verbrennungsmotor 20 effektiv durch den weiteren Kühlluftstrom 25 gekühlt werden.
  • Wird das Drehmoment der weiteren Motorwelle 21 auf die Motorwelle 4 übertragen und der Elektromotor 3 als Generator betrieben, so kann dadurch auch der Lüfter 15 in Betrieb gesetzt werden. Hierdurch wird in der oben beschriebenen Weise der Kühlluftstrom 16 zusätzlich erzeugt und der als Generator betriebene Elektromotor 3 bedarfsgerecht gekühlt.
  • Weitere Ausführungsformen:
    1. 1. Bodenverdichtungsvorrichtung mit
      einer Obermasse und einer mit der Obermasse durch eine Federeinrichtung gekoppelten Untermasse mit einem Bodenkontaktelement,
      einem Antrieb zum Erzeugen einer Arbeitsbewegung des Bodenkontaktelements,
      einem Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie,
      einer Luftfördereinrichtung zum Erzeugen eines Kühlluftstroms und
      einer Kühlluftstromführung zum Führen des Kühlluftstroms entlang dem Energiespeicher.
    2. 2. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Ziffer 1, wobei die Kühlluftstromführung den Kühlluftstrom entlang dem Antrieb führt.
    3. 3. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei
      der Antrieb einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor aufweist, die gemeinsam oder alternativ betreibbar sind, und
      die Kühlluftstromführung en Kühlluftstrom entlang dem Elektromotor und/oder dem Verbrennungsmotor führt.
    4. 4. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei
      eine Steuerung zum Steuern eines Betriebs der Bodenverdichtungsvorrichtung vorgesehen ist, und
      die Kühlluftstromführung den Kühlluftstrom entlang der Steuerung führt.
    5. 5. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei
      eine weitere Kühlluftstromführung zum Führen eines weiteren Kühlluftstroms vorgesehen ist, und
      die weitere Kühlluftstromführung den weiteren Kühlluftstrom entlang dem Elektromotor, dem Verbrennungsmotor und/oder der Steuerung führt.
    6. 6. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei der weitere Kühlluftstrom durch die Luftfördereinrichtung und/oder durch eine weitere Luftfördereinrichtung erzeugbar ist.
    7. 7. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei die Luftfördereinrichtung und/oder die weitere Luftfördereinrichtung mit einer Motorwelle des Elektromotors und/oder des Verbrennungsmotors gekoppelt sind.
    8. 8. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei die Luftfördereinrichtung und/oder die weitere Luftfördereinrichtung abhängig von einer Betriebstemperatur des Energiespeichers, des Antriebs, des Elektromotors, des Verbrennungsmotors und/oder der Steuerung steuerbar sind.
    9. 9. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei die Luftfördereinrichtung in einer Umgebung des Energiespeichers angeordnet und abhängig von einer Betriebstemperatur des Energiespeichers steuerbar ist.
    10. 10. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei eine Dämmungsvorrichtung zum Schützen des Energiespeichers vor Wärme, die von wärmeerzeugenden Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung abgegeben wird, vorgesehen ist.
    11. 11. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei die Dämmungsvorrichtung einen mit Luft gefüllten Zwischenraum zwischen dem Energiespeicher und den wärmeerzeugenden Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung aufweist.
    12. 12. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei der Energiespeicher durch eine Dämpfungsvorrichtung von der Obermasse und/oder der Untermasse mechanisch entkoppelt ist.
    13. 13. Bodenverdichtungsvorrichtung nach einer der vorstehenden Ziffern, wobei
      eine durch die Dämpfungsvorrichtung von der Obermasse entkoppelte Führungsvorrichtung zum Führen der Bodenverdichtungsvorrichtung durch einen Bediener vorgesehen ist, und
      der Energiespeicher mit der Führungsvorrichtung gekoppelt ist.
    14. 14. Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers in einer Bodenverdichtungsvorrichtung, wobei die Bodenverdichtungsvorrichtung eine Obermasse, eine mit der Obermasse durch eine Federeinrichtung gekoppelten Untermasse mit einem Bodenkontaktelement und einen Antrieb, durch welchen das Bodenkontaktelement in eine Arbeitsbewegung versetzbar ist, aufweist, mit den Maßnahmen
      Erzeugen eines Kühlluftstroms durch eine Luftfördereinrichtung; und
      Führen des Kühlluftstroms entlang dem Energiespeicher.

Claims (8)

  1. Bodenverdichtungsvorrichtung (1) mit
    einer Obermasse und einer mit der Obermasse durch eine Federeinrichtung (9) gekoppelten Untermasse mit einem Bodenkontaktelement (10),
    einem Antrieb (3) zum Erzeugen einer Arbeitsbewegung des Bodenkontaktelements (10),
    einem Energiespeicher (13) zum Speichern von elektrischer Energie, wobei
    der Antrieb (3) einen Elektromotor aufweist;
    der Elektromotor durch den Energiespeicher (13) mit elektrischer Energie versorgbar ist;
    der Energiespeicher (13) durch eine Dämpfungsvorrichtung (12) von der Obermasse und/oder der Untermasse mechanisch entkoppelt ist;
    eine durch die Dämpfungsvorrichtung (12) von der Obermasse entkoppelte Führungsvorrichtung (11) zum Führen der Bodenverdichtungsvorrichtung (1) durch einen Bediener vorgesehen ist, und wobei
    der Energiespeicher (13) mit der Führungsvorrichtung (11) gekoppelt ist.
  2. Bodenverdichtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei eine Dämmungsvorrichtung zum Schützen des Energiespeichers (13) vor Wärme, die von wärmeerzeugenden Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung (1) abgegeben wird, vorgesehen ist.
  3. Bodenverdichtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dämmungsvorrichtung einen mit Luft gefüllten Zwischenraum zwischen dem Energiespeicher (13) und den wärmeerzeugenden Komponenten der Bodenverdichtungsvorrichtung (1) aufweist.
  4. Bodenverdichtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Energiespeicher (13) an der Führungsvorrichtung (11) angeordnet ist.
  5. Bodenverdichtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit
    einer Luftfördereinrichtung (15) zum Erzeugen eines Kühlluftstroms (16) und
    einer Kühlluftstromführung (14, 17, 2) zum Führen des Kühlluftstroms (16) entlang dem Energiespeicher (13).
  6. Bodenverdichtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kühlluftstromführung (14, 17, 2) den Kühlluftstrom (16) entlang dem Antrieb (3) führt.
  7. Bodenverdichtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Antrieb einen Elektromotor (3) und einen Verbrennungsmotor (20) aufweist, die gemeinsam oder alternativ betreibbar sind.
  8. Bodenverdichtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kühlluftstromführung (14, 17, 2) den Kühlluftstrom (16) entlang dem Elektromotor (3) und/oder dem Verbrennungsmotor (20) führt.
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