ES2880953T3 - Dispositivo triturador de residuos móvil con accionamiento híbrido paralelo - Google Patents

Abstract

Dispositivo triturador de residuos móvil que comprende: por lo menos un eje de trituración (90, 91); un motor de combustión (10); una primera y una segunda cadena de accionamiento entre el motor de combustión y el eje de trituración; por lo menos un convertidor de energía (20, 22, 23, 73) acoplado con el motor de combustión en la primera cadena de accionamiento para la conversión de energía mecánica del motor de combustión en una energía acumulable; por lo menos un motor adicional (23, 71, 72, 73) alimentado con la energía acumulable en la primera cadena de accionamiento para aportar energía mecánica a la primera cadena de accionamiento; un acumulador de energía (50, 52) para acumular por lo menos una parte de la energía acumulable y para el abastecimiento por lo menos parcial del por lo menos un motor adicional con la energía acumulable, en particular para acumular energía acumulable en valles de demanda de potencia y para suministrar energía en picos de demanda de potencia; y una unidad de control (100); comprendiendo la segunda cadena de accionamiento un embrague (30) para acoplar el motor de combustión al por lo menos un eje de trituración; caracterizado porque la unidad de control (100) está configurada para controlar el dispositivo triturador de residuos móvil de tal modo que se realiza un proceso de inversión del por lo menos un eje de trituración (90, 91) con el embrague abierto (30) y un sentido de giro invertido del por lo menos un eje de trituración con el motor adicional (23, 71, 72, 73) con suministro de energía del acumulador de energía (50, 52).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo triturador de residuos móvil con accionamiento híbrido paralelo

Campo de la invención

La invención se refiere a un dispositivo triturador móvil con por lo menos un eje de trituración y un motor de combustión.

Estado de la técnica

En máquinas trituradoras y procesadoras (shredder) para diferentes materiales de entrada (como por ejemplo residuos comerciales, residuos industriales, chatarra electrónica, chatarra metálica, plástico, materiales compuestos, goma, madera), se usan frecuentemente máquinas móviles, por ejemplo con permisos de circulación. Las máquinas trituradoras móviles se usan habitualmente para lugares de empleo cambiantes. Estas máquinas trituradoras tienen uno o varios ejes de trituración accionados con los que se tritura el material de entrada. Un dispositivo triturador móvil de este tipo se conoce por el documento US2012/234949 A1.

En comparación con las máquinas trituradoras estacionarias, en las máquinas móviles es habitual que estas funcionen de forma autárquica, sin conexión energética ajena. Por la conexión energética (por ejemplo, conexión eléctrica) que falta en la mayoría de los casos, por lo tanto es necesario que estas máquinas estén equipadas con un proveedor de energía propio (preferentemente un motor diésel).

El motor diésel (motor diésel industrial) suministra un número de revoluciones en el intervalo de por ejemplo 1500­ 2100 r.p.m. Para que este número de revoluciones pueda adaptarse al número de revoluciones del eje de trituración en la mayoría de los casos claramente inferior de hasta 1000 r.p.m. y para que también sea posible un cambio del sentido de giro fácil de realizar, se usa habitualmente una "transmisión hidráulica". Ejemplos de números de revoluciones del eje usados habitualmente van desde 80 r.p.m. en una máquina trituradora de dos ejes; 5 a 200 o 90 a 500 r.p.m. en una máquina trituradora de un eje y 9 a 800 r.pm. en un molino (vertical).

En todas las siguientes descripciones, tanto respecto al estado de la técnica como en la descripción de la invención, para simplificar, se hace respectivamente solo referencia a un componente del sistema. Naturalmente pueden existir o preverse respectivamente dos o más componentes en el sistema. Por ejemplo, se hace siempre referencia a un eje de trituración o generador o motor eléctrico. Según el sistema de trituración, también pueden ser dos o más ejes de trituración. También respecto a los componentes del accionamiento, pueden ser por ejemplo también varios motores de combustión, generadores, motores eléctricos o acumuladores de energía y otros componentes múltiples.

Se habla de un accionamiento hidráulico cuando hay una o varias bombas hidráulicas (abridadas directamente al motor diésel o mediante una toma de fuerza), que acciona a continuación a su vez uno o varios motores hidráulicos en el o en los eje(s) de trituración, directamente o mediante un engranaje intermedio. Tanto la(s) bomba(s) como el/los motor(es) está(n) realizado(s) sobre todo como bomba(s) o motor(es) oscilante(s) axial(es), lo que forzosamente va unido a una generación de mucho ruido. Con esta constelación puede conseguirse de forma sencilla la variabilidad deseada del número de revoluciones del eje de trituración, del sentido de giro del eje y del par del eje.

En los trituradores con el accionamiento hidrostático aquí descrito, el número de revoluciones del eje de trituración se regula sobre todo en función de la presión, de tal modo que el motor hidráulico funciona con el número de revoluciones máximo posible en proporción al par necesario para la trituración. Esto es necesario porque con un sistema de trituración así accionado se consigue el máximo rendimiento posible.

Al alcanzar una presión hidráulica predeterminada en el/los motor(es) hidráulico(s), es decir, cuando ya no basta el par necesario para la trituración y la presión aumenta por ello, el número de revoluciones del/de los eje(s) se reduce continuamente y el par aumenta de este modo correspondientemente de forma proporcional, manteniéndose la misma presión. Esto es así o bien hasta que se alcance un número de revoluciones mínimo determinado o hasta que, a pesar de la reducción del número de revoluciones y el consiguiente aumento del par, se produzca una parada, es decir, un bloqueo del/de los eje(s).

Al reducirse la presión necesaria para la trituración, y por lo tanto el par, el número de revoluciones del/de los eje(s) vuelve a aumentar continuamente hasta alcanzar una presión determinada.

Para pares muy elevados, los componentes del accionamiento hidráulico también pueden dimensionarse muy pequeños con números de revoluciones elevados para conseguir una mayor rentabilidad, y el número de revoluciones y el par del eje del eje de trituración deseados pueden conseguirse en este caso mediante un engranaje intermedio (engranaje reductor entre el accionamiento hidráulico y el/los eje(s) de trituración).

No obstante, debido al sistema, en cuanto a la eficiencia energética de accionamientos hidráulicos resulta un rendimiento total malo de aproximadamente 0,14 a 0,24 (con la siguiente hipótesis indicada a modo de ejemplo, pero habitual: rendimiento del motor diésel 0,35 a 0,4 y rendimiento del accionamiento hidráulico con parte de carga parcial de 0,4 a 0,6, según la parte del funcionamiento a plena carga o a carga parcial).

Este mal rendimiento del sistema hidrostático significa, no obstante, también que han de preverse unidades de refrigeración más grandes para la evacuación del calor que requiere adicionalmente energía para el accionamiento de los ventiladores necesarios para ello, por lo que vuelve a empeorar el rendimiento.

Otra característica esencial de estos accionamientos hidrostáticos aquí descritos es que no disponen de una posibilidad de un aumento de potencia de duración muy corta, puesto que con alcanzar una presión máxima predeterminada y un número de revoluciones mínimo, es decir, el par máximo, ya está agotada la capacidad de rendimiento de un sistema de este tipo.

No obstante, en los procesos de trituración aquí descritos, se producen puntas de carga en el intervalo corto de milisegundos (ms), que no puede cubrir el sistema de accionamiento hidrostático aquí descrito.

La figura 1 muestra en un diagrama de medición los pares que varían mucho en intervalos cortos de un proceso de trituración de este tipo y los cambios rápidos del número de revoluciones del eje de trituración que resultan por ello.

Si el par necesario para la trituración no es suficiente a pesar de la reducción del número de revoluciones del eje, se produce un bloqueo del eje de trituración.

Para poder seguir con el proceso de trituración, se cambia en el eje durante poco tiempo el sentido de giro, es decir, se realiza un proceso de inversión, y a continuación se sigue con el proceso de trituración normal.

Esto solo podría impedirse si se aumenta el rendimiento de este sistema hidrostático mediante aumento del tamaño de la bomba y del motor de tal modo que en el proceso de trituración normal se usa solo una parte de la potencia, para que, al alcanzarse picos de potencia de este tipo, esté disponible una reserva de potencia adicional, que puede activarse inmediatamente.

Una solución de este tipo, en primer lugar no es factible por los mayores costes necesarios para ello y el peso más elevado, así como por empeorar aún más el rendimiento, puesto que un sistema de accionamiento hidrostático así configurado trabajaría sobre todo en condiciones de carga parcial.

Los bloqueos provocados por picos de potencia de este tipo del eje de trituración y los procesos de inversión así forzados del eje reducen, no obstante, el rendimiento de un triturador accionado así de forma hidrostática.

Además, un sistema hidrostático accionado de este tipo de dispositivos trituradores es muy lento en las reacciones al cambiar el número de revoluciones y, por lo tanto, el par, también dentro del límite de potencia del sistema.

Es decir, si es necesario reducir el número de revoluciones para aumentar el par en intervalos cortos, siendo posible, no obstante, aumentar el número de revoluciones durante poco tiempo, lo que también es necesario para conseguir el mayor rendimiento posible, el sistema de regulación de un accionamiento hidrostático de este tipo solo puede seguir muy lentamente, lo que afecta nuevamente el rendimiento.

Tampoco debe ignorarse que puede haber un posible impacto medioambiental por ensuciarse los suelos en caso de fugas del sistema hidráulico o en caso de fallos del mismo.

Las máquinas trituradoras móviles se hacen funcionar, por lo tanto, a modo estándar con un motor diésel como proveedor de energía. En el mercado de las máquinas trituradoras móviles, a pesar de muchos inconvenientes se ha consolidado actualmente sobre todo la solución técnica con un accionamiento hidráulico, por ser económico, que acopla el motor diésel con el accionamiento hidráulico (bomba(s) hidráulica(s) y motor(es) hidráulico(s)) y que presenta opcionalmente un engranaje intermedio. Las máquinas trituradoras móviles en esta realización son muy seguras en el funcionamiento y son conocidas por el estado de la técnica. Para las diferentes aplicaciones en máquinas trituradoras móviles se montan diferentes realizaciones de accionamientos diésel-hidráulicos.

Ahora existen también por primera vez prototipos en la técnica de trituración, por ejemplo para madera, para producir el llamado material en astillas, y para quebrantar piedra y hormigón. A este respecto, la bomba hidráulica en el motor diésel o en el motor de combustión es sustituida por un generador para la generación de energía eléctrica. La energía eléctrica así generada es convertida a continuación por un motor eléctrico nuevamente en energía mecánica para el accionamiento de las herramientas trituradoras. Estos grupos trituradores funcionan, no obstante, solo con un número de revoluciones casi constante. Hay solo variaciones muy pequeñas del número de revoluciones entre la marcha en vació y el funcionamiento de los trituradores de este tipo.

En estos accionamientos eléctricos, no obstante, no hay una reducción del número de revoluciones para aumentar el par, como ocurre en los accionamientos hidrostáticos descritos anteriormente. En estos grupos trituradores, esto tampoco es posible desde el punto de vista técnico, puesto que en este caso no podría realizarse el proceso de trituración propiamente dicho.

En estos accionamientos eléctricos, no obstante, no hay una reducción del número de revoluciones para aumentar el par, como ocurre en los accionamientos hidrostáticos descritos anteriormente y el nuevo accionamiento de acuerdo con la invención. En estos grupos trituradores, esto tampoco es posible desde el punto de vista técnico, puesto que en este caso no podría realizarse el proceso de trituración propiamente dicho.

Los acumuladores de energía por condensadores, llamados superCAPS (supercondensadores), que se usan en estos grupos trituradores, no sirven en este caso para influir en el número de revoluciones, sino que están previstos para cubrir durante muy poco tiempo picos de potencia que no puede seguir el accionamiento diésel debido a su inercia.

Descripción de la invención

El objetivo de la invención es poner a disposición un dispositivo de trituración de residuos móvil energéticamente más eficiente.

Este objetivo se consigue mediante un dispositivo de trituración de residuos móvil según la reivindicación 1.

El dispositivo de trituración de residuos de acuerdo con la invención comprende, por lo tanto, un accionamiento en el que están realizadas en paralelo una primera cadena de accionamiento y una segunda cadena de accionamiento. En la segunda cadena de accionamiento, el motor de combustión se une mecánicamente con el por lo menos un eje de trituración y puede accionarlo directamente (excepto un acoplamiento eventualmente intercalado o uno o varios engranajes intercalados). En la primera cadena de accionamiento se convierte la energía mecánica del motor de combustión mediante el convertidor de energía en una forma que, por un lado, puede acumularse y con la que, por otro lado, puede hacerse funcionar el por lo menos un motor adicional, para poder accionar con este también el por lo menos un eje de trituración.

El dispositivo de trituración de residuos de acuerdo con la invención puede perfeccionarse de la siguiente manera:

La segunda cadena de accionamiento puede comprender un engranaje principal en el por lo menos un eje de trituración y/o un engranaje sin escalones para cambiar el número de revoluciones del por lo menos un eje de trituración. Mediante el acoplamiento puede separarse mecánicamente la unión entre el motor de combustión y el por lo menos un eje de trituración. El engranaje principal puede unir el por lo menos un eje de trituración con la segunda cadena de accionamiento. Con el engranaje sin escalones puede cambiarse sin escalones el número de revoluciones del por lo menos un eje de trituración o puede adaptarse a una tarea de trituración determinada.

La segunda cadena de accionamiento puede comprender un primer engranaje para adaptar la relación de los números de revoluciones del motor de combustión y del por lo menos un eje de trituración.

En la primera cadena de accionamiento puede estar previsto un segundo engranaje para adaptar la relación del número de revoluciones del motor de combustión y/o del primer engranaje y del número de revoluciones del convertidor de energía. De este modo puede ajustarse una parte de la generación de energía en la primera cadena de accionamiento respecto a la segunda cadena de accionamiento.

En la primera cadena de accionamiento puede estar previsto un tercer engranaje para adaptar la relación del número de revoluciones del motor de combustión y/o del primer engranaje y del número de revoluciones del motor adicional. De este modo puede ajustarse la parte del suministro de energía en la primera cadena de accionamiento al por lo menos un eje de trituración respecto al suministro de energía en la segunda cadena de accionamiento al por lo menos un eje de trituración.

El por lo menos un convertidor de energía y el por lo menos un motor adicional pueden formar por lo menos una unidad de convertidor de energía/motor. Esto representa un diseño especialmente sencillo desde el punto de vista constructivo del convertidor de energía y motor adicional, por ejemplo como unidad de generador/motor eléctrico, que actúa como motor eléctrico cuando se suministra energía eléctrica y como generador cuando se suministra energía mecánica, o como unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico.

La por lo menos una unidad de convertidor de energía/motor puede estar acoplada a este respecto mediante un engranaje con la segunda cadena de accionamiento.

El por lo menos un convertidor de energía y el por lo menos un motor adicional pueden formar alternativamente a ello unidades separadas, que están acopladas preferentemente mediante respectivamente un engranaje con la segunda cadena de accionamiento.

El por lo menos un convertidor de energía puede comprender por lo menos un generador y el por lo menos un motor adicional puede comprender por lo menos un motor eléctrico o la por lo menos una unidad de convertidor de energía/motor puede comprender por lo menos una unidad de generador/motor eléctrico. De este modo, la primera cadena de accionamiento comprende componentes eléctricos. La unidad de generador/motor eléctrico se denominará en lo sucesivo también unidad de generador/motor.

Preferentemente además: por lo menos un convertidor CA/CC para convertir la corriente alterna del por lo menos un generador en corriente continua, por lo menos un convertidor CC/CA para convertir la corriente continua en corriente alterna para el por lo menos un motor eléctrico,, y un circuito intermedio dispuesto entre el convertidor CA/CC y el convertidor CC/CA con un módulo de gestión de energía para el acoplamiento del acumulador de energía, siendo cada motor eléctrico un motor de corriente alterna.

A este respecto, el acumulador de energía puede comprender por lo menos un acumulador de energía eléctrica y/o un acumulador de energía mecánica, comprendiendo el acumulador de energía eléctrica en particular una batería recargable y/o un condensador y/o una unidad de almacenamiento de energía magnética por superconducción, y/o un sistema de alimentación de corriente ininterrumpida estático, SAI, y/o comprendiendo el acumulador de energía mecánica en particular un SAI dinámico y/o un acumulador de masa de inercia y/o un acumulador de volante de inercia, estando previsto en caso de un acumulador de energía mecánica preferentemente un dispositivo convertidor para convertir energía eléctrica en energía mecánica y energía mecánica en energía eléctrica.

El por lo menos un convertidor de energía puede comprender por lo menos una bomba hidráulica y el por lo menos un motor adicional puede comprender por lo menos un motor hidráulico o la por lo menos una unidad de convertidor de energía/motor puede comprender por lo menos una unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico. De este modo, la primera cadena de accionamiento comprende componentes hidráulicos.

Además, puede estar prevista a este respecto una unidad de regulación hidrostática.

El acumulador de energía puede comprender por lo menos un acumulador hidráulico. En este puede acumularse la energía hidráulica generada por la bomba hidráulica o puede tomarse del mismo energía hidráulica para el abastecimiento de la bomba hidráulica.

El acumulador hidráulico puede comprender un recipiente a presión llenado con gas, en particular, un acumulador de membrana y/o un acumulador de vejiga y/o un acumulador de pistón y/o un acumulador de fuelle metálico y/o un acumulador de resorte.

El dispositivo triturador de residuos móvil puede comprender varios ejes de trituración, en particular dos, tres o cuatro ejes de trituración, por ejemplo en forma de un triturador de dos ejes con ejes de trituración que giran en sentido contrario.

El dispositivo triturador de residuos móvil puede comprender un equipo adicional para cargar el acumulador de energía. Este puede ser, por ejemplo, un grupo pequeño de motor diésel/bomba hidráulica o un grupo de motor diésel/motor eléctrico, que se pone a disposición y se conecta de forma externa. La potencia generada está situada a este respecto preferentemente en el intervalo de 10 a 40 kW. De forma especialmente ventajosa, un grupo adicional de este tipo es una unidad de convertidor de energía/motor arriba mencionada, para cargar por ejemplo el acumulador de energía para el proceso de arranque y abastecer la unidad de convertidor de energía/motor con energía.

Además, puede estar previsto un equipo de control.

La unidad de control puede estar realizada para controlar el dispositivo triturador de residuos móvil de tal modo que, en un proceso de arranque y con el acoplamiento abierto, el motor adicional o la unidad de convertidor de energía/motor acciona el por lo menos un eje de trituración mediante suministro de energía del acumulador de energía, hasta alcanzarse un número de revoluciones sincrónico con el primer engranaje, a continuación de lo cual se cierra el acoplamiento y se detiene preferentemente el suministro de energía del acumulador de energía; o que en un proceso de arranque y con el acoplamiento cerrado, el motor adicional o la unidad de convertidor de energía/motor se arranque mediante suministro de energía del acumulador de energía del motor de combustión y acciona el por lo menos un eje de trituración y se detiene preferentemente a continuación el suministro de energía del acumulador de energía; y/o cuando aumenta el par necesario para la trituración y el número de revoluciones del motor de combustión queda por consiguiente por debajo de un valor mínimo, se acciona el por lo menos un eje de trituración con suministro de energía del acumulador de energía con el motor adicional o la unidad de convertidor de energía/motor; y/o cuando sigue siendo insuficiente el par proporcionado o cuando se produce un bloqueo del por lo menos un eje de trituración, se abre el acoplamiento y se detiene también el suministro de potencia mediante el motor adicional o la unidad de convertidor de energía/motor; y/o se realiza un proceso de inversión de los ejes con el acoplamiento abierto y sentido de giro invertido del por lo menos un eje de trituración con la unidad de convertidor de energía/motor con suministro de energía del acumulador de energía; y/o cuando no se necesita por completo la potencia posible del motor de combustión para el accionamiento directo del por lo menos un eje de trituración, se carga el acumulador de energía mediante el convertidor de energía o la unidad de convertidor de energía/motor.

Otras características y formas de realización a modo de ejemplo, así como ventajas de la presente invención se explicarán con más detalle a continuación con ayuda del dibujo. Se sobreentiende que esta forma de realización no puede agotar todo el alcance de la presente invención. También se sobreentiende que algunas o todas las características descritas a continuación pueden combinarse también de otra manera entre sí.

Descripción breve de los dibujos

La figura 1 muestra un diagrama de medición de pares de un proceso de trituración.

La figura 2 ilustra el modo de funcionamiento del dispositivo triturador de residuos de acuerdo con la invención. La figura 3 muestra una primera forma de realización del dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención.

La figura 4 muestra una segunda forma de realización del dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención.

La figura 5 muestra una tercera forma de realización del dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención.

La figura 6 muestra una cuarta forma de realización del dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención.

La figura 7 muestra una quinta forma de realización del dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención.

La figura 8 muestra una sexta forma de realización del dispositivo triturador de residuos de acuerdo con la invención.

Formas de realización

La invención se refiere de acuerdo con una forma de realización a un dispositivo triturador de residuos móvil con por lo menos un eje de trituración, un motor de combustión y un generador acoplado con el motor de combustión para la conversión de energía mecánica del motor de combustión en energía eléctrica, y por lo menos un motor eléctrico para la conversión de la energía eléctrica en energía mecánica para el accionamiento del/de los eje(s) de trituración, sin y con apoyo de un acumulador de energía eléctrica o mecánica. Además, puede estar previsto por lo menos un acoplamiento en la cadena de accionamiento principal para el acoplamiento mecánico del motor de combustión mediante escalones de reducción con el/los eje(s) de trituración. En una forma de realización de la invención, el generador puede usarse en el motor de combustión alternativamente como generador y como motor (unidad de generador/motor eléctrico).

En otra forma de realización, en el motor de combustión está prevista por lo menos una bomba hidráulica para la conversión de la energía mecánica en energía hidráulica, y por lo menos un motor hidráulico para la conversión de la energía hidráulica en energía mecánica para el accionamiento del/de los eje(s) de trituración, sin y con apoyo de un acumulador de energía hidráulica. En una forma de realización de la invención, la bomba hidráulica también puede hacerse funcionar en el motor de combustión alternativamente como bomba hidráulica y como motor hidráulico. En otra forma de realización está previsto un engranaje que puede variar el número de revoluciones sin escalones en la cadena de accionamiento principal.

El objetivo de la invención es poner a disposición un dispositivo de trituración de residuos móvil energéticamente más eficiente. Gracias al aumento de la eficiencia, se pretende permitir el uso de un motor diésel más pequeño o, en caso del mismo tamaño del motor diésel, un aumento del rendimiento. De este modo también debe conseguirse una reducción de las emisiones de CO2, concretamente en términos absolutos, y también de forma específica respecto al rendimiento.

Gracias a la mejora del rendimiento y del aumento de eficiencia que va unido a ello, también se produce una reducción del calor perdido del motor diésel, puesto que se suprime completamente el calor perdido de la bomba hidráulica y del motor hidráulico, y en la forma de realización preferida, se produce solo un calor perdido reducido del generador y del motor eléctrico y del acumulador de energía. Gracias a ello es posible aumentar aún más la eficiencia, puesto que se reduce la potencia de accionamiento del accionamiento de ventilador del dispositivo de refrigeración.

También el rendimiento del motor diésel de 0,35 - 0,4 podrá incluso mejorar con el accionamiento energéticamente más eficiente de acuerdo con la invención, aunque esto en principio no parece posible debido al sistema. Esto resulta, por un lado, por la posibilidad de poder elegir un tipo más pequeño del motor diésel gracias al mejor rendimiento. El motor diésel con el accionamiento energéticamente más eficiente de acuerdo con la invención también podrá funcionar con una potencia más constante, puesto que el acumulador de energía compensa en gran medida los picos de potencia y los valles de potencia y solo cargan en un grado reducido el motor diésel. Por lo tanto, puede contarse con una mejora específica considerable del consumo. El rendimiento eléctrico podrá mejorar de 0,4 - 0,6 del accionamiento hidrostático de acuerdo con el estado de la técnica actual a 0,8 - 0,9, lo que conducirá junto con la mejora del motor diésel a un ahorro considerable de aproximadamente del 35 - 45 % en el rendimiento específico. También en la forma de realización de acuerdo con la invención con accionamiento hidrostático resultará un ahorro de por lo menos del 35­ 40 %.

Con el cambio de los componentes hidráulicos de acuerdo con el estado de la técnica a componentes de accionamiento eléctricos e hidráulicos de acuerdo con la invención va unida una reducción considerable de emisiones de ruido de por lo menos 5 dB(A).

Este dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención comprende en las realizaciones por lo menos un eje de trituración 90/91, un motor de combustión 10, un embrague 30, una primera y una segunda cadena de accionamiento entre el motor de combustión y el eje de trituración; una cadena de accionamiento entre el embrague 30 y el engranaje 80 de los ejes de trituración 90/91 como parte de la segunda cadena de accionamiento, en una de las formas de realización un engranaje sin escalones 40 en la cadena de accionamiento, un generador 20 acoplado con la cadena de accionamiento delante del embrague, un motor eléctrico 70 acoplado detrás del embrague, o un generador/motor eléctrico como unidad 73, en una de las formas de realización una bomba hidráulica 22 y un motor hidráulico 72, o una bomba hidráulica/motor hidráulico como unidad 23, respectivamente para la conversión de una parte de la energía mecánica del motor de combustión en energía eléctrica o hidrostática, un acumulador de energía 50 y 52 para acumular la energía eléctrica o hidrostática generada por el generador 20 o la bomba hidráulica 22 o la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23 en la marcha en vacío o en los picos/valles de potencia, como también la instalación de control 100 necesaria para el funcionamiento de todos estos componentes con un software correspondientemente complejo.

Con esta solución de accionamiento híbrido paralelo puede ponerse a disposición un sistema de trituración con un rendimiento mejorado. A este respecto, en particular es ventajoso que casi toda la potencia del motor de combustión esté disponible casi por completo para la trituración propiamente dicha después de establecer la unión mecánica mediante el embrague 30 entre el motor de combustión y el engranaje del eje de trituración. De este modo se consigue el rendimiento máximo posible desde el punto de vista técnico en el estado de funcionamiento.

Con un acumulador de energía 50 y 52 adicional para acumular la energía eléctrica o hidrostática generada por el generador o la bomba hidráulica en la marcha en vacío del triturador o en los picos/valles de potencia puede acumularse la energía eléctrica o hidrostática así generada y puede suministrarse como energía mecánica adicional al arrancar el triturador y en picos de carga, con el motor eléctrico 70, la unidad de generador/motor 73 o el motor hidráulico 72, la unidad de bomba/motor 23 a los ejes de trituración 90/91.

Como acumuladores de energía eléctrica 50 se aplican preferentemente condensadores recargables, llamados superCAPS, baterías recargables o acumuladores, preferentemente basadas en celdas de iones de litio, SAI o sistemas de alimentación ininterrumpida, acumulador hidráulico 52, por ejemplo acumulador de vejiga y acumulador de volante de inercia o de aire comprimido eléctricos.

El motor de combustión 10 y el generador 20 o motor eléctrico 70 o la bomba hidráulica 22 o el motor hidráulico 72 están previstos en una disposición híbrida paralela, pudiendo accionarse directamente el eje de trituración 90/91 mediante un embrague 30 por medio del motor de combustión 10, estando unido, por lo tanto, en particular mecánicamente de forma directa con el motor de combustión 10, y pudiendo recibir el generador 20 o el motor eléctrico 70 o la bomba hidráulica 22 y el motor hidráulico 72 en una cadena de accionamiento paralela a la cadena principal, delante y detrás del embrague 30 su potencia para la recarga de los acumuladores o pudiendo suministrarla como potencia adicional al motor de combustión.

El dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención puede realizarse de tal modo que está prevista una disposición de engranajes 11 y 60 para la adaptación de la relación de los números de revoluciones del motor de combustión 10 y del eje de trituración 90/91.

De este modo pueden adaptarse entre sí el número de revoluciones predeterminado por el motor de combustión 10 y el número de revoluciones del eje de trituración 90/91.

A este respecto, un cambio del sentido de giro en caso de un bloqueo del eje no se realiza habitualmente mediante un engranaje, sino que se realiza directamente mediante el motor eléctrico o hidráulico previsto en la (primera) cadena de accionamiento paralela mediante un cambio del sentido de giro en el control.

La disposición de engranajes puede comprender un primer engranaje 11 para la adaptación de la relación de los números de revoluciones del motor de combustión 10 y del generador 20 y de la bomba hidráulica 22, y/o un segundo engranaje 60, para la adaptación de la relación de los números de revoluciones del motor eléctrico 70 o del motor hidráulico 72, del motor de combustión 10 y del eje de trituración 90/91.

En otra realización, el motor de combustión 10 y el motor eléctrico 70, la unidad de generador/motor 73, el motor hidráulico 72, y la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23, están previstos en una disposición híbrida paralela, pudiendo accionarse el eje de trituración 90/91 tanto con el motor de combustión 10, como también con el motor eléctrico 70, la unidad de generador/motor 73, el motor hidráulico 72 y la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23. Por lo tanto, puede aprovecharse tanto la mayor parte de la potencia mecánica del motor de combustión 10 como también la potencia mecánica del motor eléctrico 70, de la unidad de generador/motor 73, del motor hidráulico 72, y de la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23 para el accionamiento del eje de trituración 90/91.

En otra realización, el segundo o tercer engranaje 80 puede ser un engranaje reductor correspondiente. Debido a ello, el motor de combustión 10, y el motor eléctrico 70, la unidad de generador/motor 73, el motor hidráulico 72, y la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23 están previstos en una disposición híbrida con división de potencia, y el eje de trituración 90 puede accionarse tanto con el motor de combustión 10, como también con el por lo menos un motor eléctrico 70, la unidad de generador/motor 73, el motor hidráulico 72 y la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23.

En otra forma de realización 120 y 220 está previsto, por lo tanto, detrás del embrague 30 de la cadena de accionamiento principal entre el motor de combustión y el engranaje 80 del eje de trituración 90/91 un engranaje sin escalones 40 para el cambio del número de revoluciones. Con este engranaje sin escalones 40 adicional puede adaptarse el número de revoluciones del eje de trituración 90/91 a la tarea de trituración. A este respecto no se trata preferentemente de cambios del número de revoluciones a corto plazo, que pueden realizarse por ejemplo con un motor eléctrico o hidráulico, sino de un control inteligente o con capacidad de autoaprendizaje para la adaptación continua del número de revoluciones del eje a la tarea de trituración.

Las otras formas de realización 200, 210 y 220 comprenden por lo menos un eje de trituración 90/91; un motor de combustión 10; una bomba hidráulica 22 acoplada con el motor de combustión para la conversión de energía mecánica del motor de combustión en energía hidráulica; o una unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23, un acumulador hidráulico 52 para acumular la energía hidráulica generada por la bomba hidráulica 22; y un motor hidráulico 72 alimentado con energía hidráulica o una unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23 para accionar el por lo menos un eje de trituración 90/91. Esta solución híbrida está basada en un sistema hidráulico en el que está previsto un acumulador hidráulico 52. Al descargar el acumulador hidráulico, puede suministrarse a continuación energía hidráulica (presión * volumen).

El acumulador hidráulico 52 puede comprender un recipiente a presión llenado con gas, en particular, un acumulador de membrana y/o un acumulador de vejiga y/o un acumulador de pistón y/o un acumulador de fuelle metálico y/o un acumulador de resorte.

La función de la cooperación del motor de combustión 10 para la generación de la potencia mecánica; del embrague 30 para unir la cadena de accionamiento del motor de combustión 10 con el engranaje 80 del eje de trituración 90/91; del generador 20 o de la bomba hidráulica 22, o de la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23, o de la unidad de generador/motor 73, para la generación de energía eléctrica o hidrostática; y del motor eléctrico o hidráulico 70 y 72, o de la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23, o de la unidad de generador/motor 73 para la conversión de la energía eléctrica o hidrostática en una potencia mecánica para el accionamiento del eje de trituración 90/91, y de un acumulador de energía 50 o 52 para cubrir la potencia necesaria para el arranque y la carga máxima se garantiza mediante un control 100 complejo con un software correspondiente.

En todas las formas de realización, en el momento del arranque del motor de combustión 10 está abierto el embrague 30 en la cadena de accionamiento entre el motor de combustión y el engranaje 80 del eje de trituración 90/91. En las formas de realización 100, 120, 200 y 220 se encuentra en la cadena de accionamiento aún delante del embrague 30 el engranaje 12, que acciona el generador 20 o una bomba hidráulica 22.

En las formas de realización 100, 120, 200 y 220 debe garantizarse mediante el embrague 30 aún abierto y el motor de combustión 10 que está en funcionamiento que el generador 20 o la bomba hidráulica 22 carguen aún el acumulador de energía, hasta que el acumulador de energía 50 o 52 disponga de un contenido energético necesario para el proceso de arranque del triturador. Esto no está previsto en las formas de realización 110 y 210.

En las formas de realización 110 y 210, la unidad de generador/motor eléctrico 73 o la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23 son accionadas por el engranaje 13 detrás del embrague 30 o se vuelve a suministrar la potencia acumulada y demandada a través de este engranaje.

En el generador 20 está montado un llamado convertidor CA/CC 21 y en la unidad de generador/motor eléctrico 73 está montado respectivamente un convertidor CA/CC/CC/CA 74 o convertidor de frecuencia, o el mismo está dispuesto por separado.

Este convertidor CA/CC 21 o convertidor de frecuencia genera un llamado circuito intermedio como corriente continua con una tensión de 200 a 800 V, preferentemente 650 V. En caso de haber más de un generador, se forma, no obstante, también solo un circuito intermedio.

En la forma de realización 110, el motor eléctrico y el generador forman una unidad constructiva en forma de una unidad de motor/generador 73. Esto representa una realización compacta, en la que la unidad de motor/generador 73 actúa, por un lado, como motor eléctrico, cuando la energía eléctrica suministrada se convierte en energía mecánica, y que actúa también como generador, cuando la energía mecánica suministrada se convierte en energía eléctrica para ser acumulada en el acumulador de energía 50.

En la forma de realización 210, la bomba hidráulica y el motor hidráulico forman una unidad constructiva 23, pudiendo hacerse funcionar mediante la válvula de conmutación 31 la bomba opcionalmente también como motor, en función de si debe cargarse potencia en el acumulador hidráulico 52 o si este debe suministrarla.

En la forma de realización 110, en la que el generador es al mismo tiempo motor eléctrico y viceversa, el convertidor CA/CC está realizado al mismo tiempo como convertidor CC/CA, y, por lo tanto como convertidor CA/CC/CC/CA 74 o como convertidor de frecuencia.

El motor eléctrico 70 vuelve a suministrar la potencia detrás del embrague 30 nuevamente a la cadena de accionamiento principal a través del engranaje 60. La unidad de generador/motor eléctrico 73 toma y suministra su potencia mediante el engranaje 13 de la/a la cadena de accionamiento principal, aunque detrás del embrague 30.

En las formas de realización 100, 110 y 120 hay un acumulador de energía 50 conectado con el circuito intermedio. El acumulador de energía puede ser un condensador, una batería o un acumulador, un sistema de alimentación ininterrumpida SAI, o un acumulador de volante de inercia eléctrico. En las formas de realización 200, 210 y 220 está previsto un acumulador de energía hidráulico 52. Directamente delante del acumulador de energía eléctrica o en el control global está prevista una gestión correspondiente del acumulador de energía 51 para la carga y descarga. En el acumulador de energía hidráulica, esta función se consigue con válvulas reguladores 31.

También es posible una combinación de varios acumuladores de energía iguales o varios distintos. Por ejemplo un acumulador de energía en forma de batería para el proceso de arranque del triturador y un condensador para cubrir la carga máxima.

La función de estos componentes está prevista en cuanto a la técnica de control en las formas de realización 100, 120, 200 y 220 de la siguiente forma. En cuanto el motor de combustión 10 haya alcanzado el número de revoluciones nominal, preferentemente entre 1.100 y 2.400 r.p.m. según el tipo de construcción del motor, se conecta adicionalmente el generador 20 o la bomba hidráulica 22, y se carga por lo tanto el acumulador de energía 50 o 52.

Cuando el acumulador de energía 50 o 52 dispone de un contenido energético necesario para el proceso de arranque, puede comenzar el proceso de arranque propiamente dicho. En todas las formas de realización, el motor eléctrico 70, la unidad de generador/motor 73, el motor hidráulico 72, y la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23 mediante los engranajes 12 y 13 o 60 y el engranaje principal 80 hacen pasar el eje de trituración 90/91 al número de revoluciones predeterminado. La demanda de energía es cubierta a este respecto desde el acumulador de energía 50 o 52, puesto que el embrague 30 hacia el motor de combustión 10 sigue abierto durante este proceso.

En cuanto el número de revoluciones de entrada del engranaje 80 haya alcanzado el mismo número de revoluciones que la salida del engranaje 11, es decir, en cuanto los números de revoluciones sean casi sincrónicos, se cierra el embrague 30, y el motor de combustión 10 queda conectado, por lo tanto, mecánicamente directamente mediante el engranaje 80 con el árbol de trituración 90/91.

En cuanto esté cerrado el embrague 30, y el número de revoluciones del eje de trituración 90 esté constante después del cierre del embrague 30, el motor eléctrico 70 o el motor hidráulico 72 termina el suministro de potencia mediante el engranaje 60 a la cadena de accionamiento principal. A partir de este momento, los ejes de trituración 90/91 ya solo son accionadas directamente por el motor de combustión 10.

En las formas de realización 110 y 210, el proceso de arranque y la función son diferentes que en las formas de realización 110, 120, 200 y 220 anteriormente descritas.

Después del arranque del motor de combustión 10 y de alcanzar el número de revoluciones predeterminado, con el embrague 30 aún abierto, se pone en marcha la unidad de generador/motor 73, o la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23 como motor eléctrico o hidráulico, y se conduce mediante el engranaje 13 la potencia así generada a la cadena de accionamiento principal hasta el engranaje 80, y de este modo los ejes 90/91 al número de revoluciones predeterminado.

En cuanto el número de revoluciones de entrada del engranaje 80 haya alcanzado el mismo número de revoluciones que la entrada o salida orientada hacia el acoplamiento 30 en el engranaje 13, es decir, en cuanto los números de revoluciones sean casi sincrónicos, se cierra el embrague 30, y el motor de combustión 10 queda conectado, por lo tanto, mecánicamente directamente mediante el engranaje 80 con el árbol de trituración 90/91.

En todas las formas de realización 100, 110, 120, 200, 210 y 220, cuando se ha alcanzado el número de revoluciones casi sincrónico y cuando está cerrado el embrague 30 y después del cierre del embrague 30 y es constante el número de revoluciones del eje de trituración 90/91, el motor eléctrico 70 o el motor hidráulico 72 termina mediante el engranaje 60 o de la unidad de generador/motor eléctrico 23 o la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23 el suministro de potencia mediante el engranaje 13 a la cadena de accionamiento principal. A partir de este momento, los ejes de trituración 90/91 ya solo son accionados por el motor de combustión 10.

Como puede verse en la figura 1, el proceso de trituración tiene lugar con pares que varían mucho y por lo tanto con consumos de potencia que varían mucho del motor de combustión 10. La gráfica muestra claramente llamados picos de carga y valles de carga. En la realización de acuerdo con la invención, la potencia nominal del sistema y, por lo tanto, del motor diésel o de combustión 10, se dimensionará preferentemente en medio de los picos de carga y valles de carga a esperar.

Puesto que el motor de combustión 10 con este dimensionado no puede cubrir los picos de carga, debe suministrarse adicionalmente energía al sistema de trituración. La energía necesaria para cubrir los picos de carga se pone a disposición mediante el acumulador de energía 50 o 52. A este respecto, el motor de combustión 10 se hace funcionar preferentemente en el rango de carga nominal.

La potencia adicional necesaria para cubrir las puntas de carga, se proporciona desde el acumulador de energía 50 o 52 y se transmite mediante el motor eléctrico 70, o la unidad de generador/motor 73, o el motor hidráulico 72, o por la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23 como suministro de potencia para cubrir las puntas de carga mediante los engranajes 13 o 60 a la cadena de accionamiento principal.

Puesto que las puntas de carga no deben ser cubiertas por la potencia del motor de combustión 10, es posible un tamaño constructivo más pequeño del motor de combustión.

Cuando vuelven a ajustarse valles de carga, como pueden verse en la gráfica de la figura 1, el acumulador de energía 50 o 52 vuelve a cargarse mediante el generador 20, o la unidad de generador/motor 73, o la bomba hidráulica 22, o la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23, para que la energía así acumulada esté disponible para seguir cubriendo puntas de carga.

La gráfica de la figura 2 ilustra muy claramente el modo de funcionamiento de las formas de realización de acuerdo con la invención. La gráfica de la figura 2 muestra por un lado el límite de potencia del motor de combustión 10, realizado preferentemente como motor diésel. Esto es la potencia máxima que puede suministrar el motor diésel. A continuación, la gráfica muestra el límite de potencia de todo el sistema híbrido, es decir, la suma de la potencia del motor de combustión/diésel 10 y del motor eléctrico 70, del motor hidráulico 72, de la unidad de generador/motor 73, y de la unidad de bomba hidráulica/unidad de motor 23. La curva contenida en la gráfica muestra la necesidad de potencia para la tarea de trituración. La parte que rebasa el límite de potencia del motor de combustión/diésel 10, es decir, las puntas de potencia, son cubiertas por la potencia adicional del motor eléctrico 70, o del motor hidráulico 72, o de las unidades de generador/motor eléctrico 73, o la unidad de bomba hidráulica/motor 23, adicionalmente al motor de combustión 10. En el rango en el que el motor de combustión/diésel 10 no tiene que llegar al límite de potencia, es decir, en los valles de potencia, la parte restante hasta el límite de potencia, puede ser aprovechada por el generador 20, la bomba hidráulica 22, la unidad de generador/motor eléctrico 73, la unidad de bomba hidráulica/motor 23, para cargar los acumuladores de energía 50 y 52.

Cuando se toma una potencia adicional durante poco tiempo del acumulador de energía 50 o 52, para un suministro de potencia adicional mediante el motor eléctrico 70, o mediante la unidad de generador/motor 73, o mediante el motor hidráulico 72, o la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23, para la potencia del motor de combustión 10, a lo que también va unido un aumento del par en el eje de trituración 90/91, y a pesar de ello no puede mantenerse el número de revoluciones predeterminado del eje de trituración 90/91 en el intervalo admisible, o incluso se produce un bloqueo del eje de trituración 90/91, se abre inmediatamente el embrague 30.

El sentido de giro del motor eléctrico 70 o de la unidad de generador/motor 73, del motor hidráulico 72, o de la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23, cambia inmediatamente. Por lo tanto, se produce también un cambio del sentido de giro de los ejes de trituración 90/91, y por lo tanto se inicia un llamado proceso de inversión de los ejes 90/91.

Mediante el cambio del sentido de giro y, por lo tanto, del árbol de trituración 90/91 debe conseguirse una llamada liberación del eje de trituración 90/91.

En caso de un sentido de giro normal o también en caso de un sentido de giro cambiado del eje de trituración 90/91 se predetermina mediante el proceso de regulación anteriormente descrito el número de revoluciones correspondiente, el consumo de corriente máximo admisible del motor eléctrico 70, o de la unidad de generador/motor 73, o la presión máxima del motor hidráulico 72, o de la unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23, y la duración del sentido de giro cambiado, pudiendo elegirse libremente mediante el control.

En cuanto haya transcurrido el tiempo del sentido de giro cambiado del eje de trituración 90/91, vuelve a iniciarse el proceso de arranque arriba descrito para el sentido de giro normal.

Mediante el acoplamiento directo del motor de combustión 10 con los ejes de trituración 90/91 mediante el engranaje principal 80, debido al tipo de construcción y la inercia del motor de combustión 10 resulta un espectro muy estrecho de un intervalo de números de revoluciones y, por lo tanto, de pares en el que es posible la trituración del material de entrada correspondiente.

Si la naturaleza del material de entrada es tal que es necesario otro intervalo de números de revoluciones o de pares que el que resulta por el acoplamiento mecánico entre el motor de combustión 10 y el eje de trituración 90/91, se producen frecuentemente bloqueos y el cambio que va unido a ello del sentido de giro o un proceso de inversión del eje de trituración 90/91. Debido a ello se reduce considerablemente el rendimiento o se impide por completo.

Por lo tanto, en otra forma de realización 120 y 220 se propone prever preferentemente un engranaje 40 que puede cambiar los números de revoluciones sin escalones. Con este engranaje adicional es posible elegir el intervalo de números de revoluciones o de pares correcto para la tarea de trituración en cuestión. Gracias a ello pueden evitarse o por lo menos reducirse los bloqueos o procesos de inversión del eje de trituración 90/91 que reducen el rendimiento.

A este respecto no hay la intención clara de realizar con el engranaje sin escalones 40 cambios rápidos del número de revoluciones del eje de trituración 90/91. Por el contrario, debe adaptarse preferentemente siempre y de forma continua el mejor intervalo de números de revoluciones y por lo tanto de pares del eje de trituración 90/91 con el engranaje sin escalones 40 mediante un control inteligente y con capacidad de autoaprendizaje a la tarea de trituración.

Las formas de realización 120 con el generador 20 y el motor eléctrico 70, la forma de realización 220 con la bomba hidráulica 22 y el motor hidráulico 72 en combinación con el engranaje sin escalones 40, también pueden perfeccionarse en el sentido de que, al igual que en la forma de realización 110 con la unidad de generador/motor eléctrico 73, y en la forma de realización 210 con la unidad de bomba hidráulica/motor 23, se aplica el engranaje sin escalones 40.

Los dibujos muestran a modo de ejemplo las formas de realización 100, 110, 120, 200, 210 y 220.

A este respecto, 10 es el motor diésel o de combustión, 11 un engranaje reductor o multiplicador para la adaptación del número de revoluciones del motor de combustión 10 al engranaje principal 80, 12 es el primer engranaje para la salida a los componentes 20, 22, 13 el otro engranaje como entrada y salida de los componentes 23 y 73, 20 el generador, 21 el convertidor CA/CC o el convertidor de frecuencia, 23 la unidad de bomba hidráulica /motor, 30 el embrague, 40 el engranaje sin escalones, 50 el acumulador de energía eléctrica, 51 la gestión de energía necesaria para ello, 52 el acumulador de energía hidráulico, 60 el segundo engranaje para la salida de los componentes 70 y 72, 70 el motor eléctrico, 71 el convertidor CC/CA, 72 el motor hidráulico, 73 la unidad eléctrica de generador/motor, 80 el engranaje principal, 90/91 los dos ejes de trituración, 100 el control para todos los componentes.

Las formas de realización 100, 110, 120, 200, 210 y 220 representadas a continuación solo se describen a modo de ejemplo y el alcance completo de la presente invención queda definido por las reivindicaciones.

Para todos los engranajes 11, 12, 13 y 60 descritos en las diferentes formas de realización también pueden estar previstos otros elementos de transmisión o multiplicación, como por ejemplo correas trapezoidales o correas dentadas, etc. La realización como engranaje o engranaje recto solo se indica a modo de ejemplo.

Los dibujos muestran a modo de ejemplo las formas de realización 100, 110, 120, 200, 210 y 220.

A este respecto, 10 es el motor diésel o de combustión, 11 un engranaje reductor o multiplicador para la adaptación del número de revoluciones del motor de combustión 10 al engranaje principal 80, 12 es el primer engranaje para la salida a los componentes 20, 22, 13 el otro engranaje como entrada o salida de los componentes 23 y 73, 20 el generador, 21 el convertidor CA/CC o el convertidor de frecuencia, 23 la unidad de bomba hidráulica/motor, 30 el embrague, 40 el engranaje sin escalones, 50 el acumulador de energía eléctrica, 51 la gestión de energía necesaria para ello, 52 el acumulador de energía hidráulica, 60 el segundo engranaje para la salida de los componentes 70 y 72, 70 el motor eléctrico, 71 el convertidor CC/CA, 72 el motor hidráulico, 73 la unidad de generador eléctrico/motor, 80 el engranaje principal, 90/91 los dos ejes de trituración, 100 el control para todos los componentes.

Descripción de las formas de realización representadas en los dibujos

Las formas de realización 100, 110, 120, 200, 210 y 220 representadas a continuación solo se describen a modo de ejemplo y el alcance completo de la presente invención queda definido por las reivindicaciones.

Para todos los engranajes 11, 12, 13 y 60 descritos en las diferentes formas de realización también pueden estar previstos otros elementos de transmisión o multiplicación, como por ejemplo correas trapezoidales o correas dentadas, etc. La realización como engranaje o engranaje recto solo se indica a modo de ejemplo.

Forma de realización 100

La figura 3 muestra esta forma de realización 100 de acuerdo con la invención del dispositivo triturador de residuos, que incluye en esta forma de realización el eje de trituración 90/91; un motor de combustión (motor diésel) 10; un primer engranaje 11 para la adaptación del número de revoluciones; otro engranaje 12 para el acoplamiento con el generador; el generador 20 para la conversión de energía mecánica del motor de combustión 10 en energía eléctrica; el convertidor CA/CC 21; el embrague 30; el acumulador de energía 50; la gestión del acumulador de energía 51; otro engranaje 60 para el acoplamiento con el motor eléctrico; el motor eléctrico 70, para la conversión de la energía eléctrica en energía mecánica; el convertidor CC/CA 71; el engranaje principal 80; el embrague 30 para establecer una unión mecánica entre la salida del engranaje 12 y la entrada del engranaje 6050, y el control global 100.

El motor de combustión 10, el generador 20 y el motor eléctrico 70 con engranaje 60 están previstos en esta forma de realización 100 a modo de ejemplo en una disposición hibrida paralela, pudiendo accionarse el eje de trituración 90/91 tanto con el motor eléctrico 70 como con el motor de combustión 10 cuando el embrague 30 está cerrado. La distribución de las partes de potencia o de las partes del par del motor de combustión 10 y del motor eléctrico 70 puede realizarse a este respecto en función del número de revoluciones 90/91 cuando el embrague 30 está cerrado.

El primer engranaje 11 está realizado en este caso como engranaje recto, para adaptar el número de revoluciones del motor de combustión 10 al número de revoluciones del engranaje principal 80. El segundo engranaje 12 aumenta el número de revoluciones del generador 20. Con el tercer engranaje 60 se produce una reducción del número de revoluciones del motor eléctrico 70 al número de revoluciones de entrada deseado del engranaje 80. Esto permite una realización más pequeña del motor eléctrico 70, puesto que, en caso contrario, sin el tercer engranaje 60, el motor eléctrico 70 debería generar un par grande con números de revoluciones comparativamente bajos, lo que solo puede conseguirse con una realización más grande del motor eléctrico 70.

Además, el tercer engranaje 60 puede usarse para la inversión del sentido de giro del eje de trituración 90/91, haciéndose funcionar el motor eléctrico 70 con el embrague 30 abierto en el sentido de giro contrario.

El embrague 30 entre la salida del engranaje 12 y la entrada del engranaje 80, después de que el motor eléctrico 70 alimentado con energía del acumulador de energía 50 haya accionado mediante el engranaje 60 y el engranaje principal 80, con el embrague 30 aún abierto, el eje de trituración 90/91 al número de revoluciones predeterminado y casi sincrónico con la salida del engranaje 12, asume la función, con el cierre del embrague 30, de establecer una unión mecánica directa entre el motor de combustión 10 y el eje 90/91 mediante los engranajes 11, 12 y 80.

El dispositivo triturador de residuos móvil de la forma de realización 100 comprende además un convertidor CA/CC 21, y un convertidor CC/CA 71, un acumulador de energía (por ejemplo, batería recargable) 50 con gestión del acumulador de energía 51 para la acumulación de la energía eléctrica generada por el generador 20. El dispositivo triturador de residuos 100 móvil comprende además un equipo de control 100 para mandar el motor de combustión 10, el generador 20 y el motor eléctrico 70, para poner a disposición una potencia respectivamente necesaria o un par necesario y el número de revoluciones para el eje de trituración 90/91, y para conseguir una carga adicional suficiente del acumulador de energía 50. En este sentido, el equipo de control 100 también puede servir para mandar el acumulador de energía 50, si no está prevista una gestión de energía 51 independiente.

Forma de realización 110

La figura 4 muestra una segunda forma de realización 110 del dispositivo triturador de residuos de acuerdo con la invención. Las mismas referencias designan aquí los mismos componentes que en la forma de realización 100. A continuación, se describirán solo los componentes adicionales o cambiados.

El motor eléctrico 70 y el generador 20 de la primera forma de realización 100 están realizados aquí como una unidad de motor/generador 73. El motor de combustión 10 y la unidad de motor/generador 73 están acoplados respectivamente con una disposición de engranaje 13, encontrándose este engranaje en comparación con la primera forma de realización 100 detrás del engranaje de cambio 30. Este engranaje 13 está acoplado a su vez con el engranaje principal 80 y este con el eje de trituración 90/91.

El motor de combustión 10 y la unidad de motor/generador 73 con convertidor CA/CC/CC/CA 74 también están en esta forma de realización 110 en una disposición híbrida paralela, lo que significa que el eje de trituración 90/91 puede ser accionado mediante el engranaje principal 80, tanto con el motor de combustión 10, como también con la unidad de motor/generador 73.

Por lo tanto, puede aprovecharse tanto la mayor parte de la potencia mecánica del motor de combustión 10 como también la potencia mecánica de la unidad de motor/generador 73 para el accionamiento del eje de trituración 90/91.

En un estado del dispositivo triturador, en el que no se necesita la potencia mecánica de la unidad de motor/generador 73, el acumulador de energía 50 puede cargarse mediante la gestión de energía 51, generando la unidad de motor/generador 73 mecánicamente energía eléctrica, siendo accionada por el motor de combustión 10.

La carga del acumulador de energía 50 no se realiza en esta forma de realización mediante el generador 20, como tampoco se realiza el cambio del sentido de giro mediante el motor 70, sino mediante la unidad de generador/motor 73.

El embrague 30 entre la salida del engranaje 11 y la entrada del engranaje 12, que está unido directamente mecánicamente con el engranaje principal 80, después de que unidad de generador/motor eléctrico 73 alimentada con energía del acumulador de energía 50 haya accionado mediante el engranaje 13 y el engranaje principal 80 el eje de trituración 90/91 al número de revoluciones predeterminado y casi sincrónico con la salida del engranaje 11, asume la función, con el cierre del embrague 30, de establecer una unión mecánica directa entre el motor de combustión 10 y el eje 90/91 mediante los engranajes 11, 13 y 80.

Puesto que en la forma de realización 110 en comparación con la forma de realización 100 está prevista una unidad de generador/motor eléctrico 73, esta es alimentada por un convertidor CA/CC/CC/CA con energía eléctrica. Por lo demás, la forma de realización 110 está realizada como la forma de realización 100.

Forma de realización 120

La figura 5 muestra una tercera forma de realización 120 del dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención, cuya estructura es similar a la de la primera forma de realización 100. Las mismas referencias designan aquí los mismos componentes que en la figura 3 en la forma de realización 100. A continuación, se describirán por lo tanto solo los componentes adicionales.

En esta forma de realización 120, el dispositivo triturador de residuos móvil comprende al igual que en la forma de realización 100 un primer engranaje 11, un segundo engranaje 12, un embrague 30, y el tercer engranaje 60. A continuación, en la forma de realización 120 está previsto en comparación con la forma de realización 100 adicionalmente el engranaje sin escalones 40, en el que puede ajustarse, por lo tanto sin escalones la transmisión y, por lo tanto, el número de revoluciones en la entrada del engranaje principal 80 y, por lo tanto, en los ejes 90/91.

Todos los demás componentes y la función de la forma de realización 120 coinciden con la forma de realización 100.

Forma de realización 200

La figura 6 muestra una cuarta forma de realización 200 del dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención, análoga a la primera forma de realización 100, que está basada, no obstante, en un concepto de accionamiento hidráulico y no eléctrico.

Las mismas referencias designan aquí los mismos componentes que en la figura 3 en la forma de realización 100. A continuación, se describirán por lo tanto solo los componentes adicionales.

En esta forma de realización, el dispositivo triturador de residuos 200 móvil comprende un eje de trituración 90/91; un motor de combustión 10; una bomba hidráulica 22 acoplada mediante el engranaje 12 con el motor de combustión 100 para la conversión de energía mecánica del motor de combustión 10 en una energía hidráulica; un acumulador hidráulico 52 para acumular la energía hidráulica generada por la bomba hidráulica 22; y un motor hidráulico 72 alimentado con esta energía hidráulica, para accionar el por lo menos un eje de trituración 90/90 mediante los engranajes 60 y 80 y una unidad de regulación hidrostática 31.

El acumulador hidráulico 52 comprende preferentemente un recipiente a presión llenado con gas en el que se acumula a presión un líquido hidráulico y que puede suministrar energía hidráulica en caso de una descarga de presión.

El motor de combustión 10 y el motor hidráulico 72 están previstos a este respecto en una disposición híbrida con división de potencia. Los otros componentes de la forma de realización 200, es decir, con excepción de 22, 31, 72 y 52 son idénticos con la forma de realización 100, también en cuanto a la función.

Forma de realización 210

La figura 7 muestra una quinta forma de realización 210 del dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención, análoga a la segunda forma de realización 110, que está basada, no obstante, también en un concepto de accionamiento hidráulico y no eléctrico.

Las mismas referencias designan aquí los mismos componentes que en la figura 4 en la forma de realización 110. A continuación, se describirán por lo tanto solo los componentes adicionales.

Estas dos formas de realización 110 y 210 se distinguen esencialmente porque la unidad de generador/motor 73 de la forma de realización 110 es sustituida por una unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico 23 en la forma de realización 210.

Gracias a ello, también el acumulador de energía 50 es un acumulador hidráulico 52. Gracias a ello, en el circuito del acumulador de energía cambian de forma análoga también las unidades de regulación y de control 31. Por lo demás, con excepción de la unidad de bomba hidráulica/motor 73, la forma de realización 210 es idéntica a la forma de realización 110, lo que comprende también los componentes y la función de estos.

Forma de realización 220

La figura 8 muestra una sexta forma de realización 220 del dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con la invención, análoga a la tercera forma de realización 120, que está basada, no obstante, en un concepto de accionamiento hidráulico y no eléctrico.

Las mismas referencias designan aquí los mismos componentes que en la figura 5 en la forma de realización 120. A continuación, se describirán por lo tanto solo los componentes adicionales.

Estas dos formas de realización se distinguen de nuevo esencialmente porque el generador 20 y el motor eléctrico 70 de la forma de realización 120 son sustituidos por la bomba hidráulica 22 y el motor hidráulico 72 de la forma de realización 220.

La forma de realización 220 contiene, al igual que la forma de realización 120, un engranaje sin escalones entre el engranaje 60 y el engranaje principal 80, aunque con un concepto de accionamiento hidrostático y no hidráulico.

Las formas de realización representadas solo se describen a modo de ejemplo y el alcance completo de la presente invención queda definido por las reivindicaciones.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo triturador de residuos móvil que comprende:

por lo menos un eje de trituración (90, 91);

un motor de combustión (10);

una primera y una segunda cadena de accionamiento entre el motor de combustión y el eje de trituración; por lo menos un convertidor de energía (20, 22, 23, 73) acoplado con el motor de combustión en la primera cadena de accionamiento para la conversión de energía mecánica del motor de combustión en una energía acumulable; por lo menos un motor adicional (23, 71, 72, 73) alimentado con la energía acumulable en la primera cadena de accionamiento para aportar energía mecánica a la primera cadena de accionamiento;

un acumulador de energía (50, 52) para acumular por lo menos una parte de la energía acumulable y para el abastecimiento por lo menos parcial del por lo menos un motor adicional con la energía acumulable, en particular para acumular energía acumulable en valles de demanda de potencia y para suministrar energía en picos de demanda de potencia; y

una unidad de control (100);

comprendiendo la segunda cadena de accionamiento un embrague (30) para acoplar el motor de combustión al por lo menos un eje de trituración;

caracterizado porque

la unidad de control (100) está configurada para controlar el dispositivo triturador de residuos móvil de tal modo que se realiza un proceso de inversión del por lo menos un eje de trituración (90, 91) con el embrague abierto (30) y un sentido de giro invertido del por lo menos un eje de trituración con el motor adicional (23, 71, 72, 73) con suministro de energía del acumulador de energía (50, 52).

2. Dispositivo triturador de residuos móvil según la reivindicación 1, comprendiendo la segunda cadena de accionamiento un engranaje principal (80) en el por lo menos un eje de trituración y/o un engranaje sin escalones (40) para cambiar el número de revoluciones del por lo menos un eje de trituración.

3. Dispositivo triturador de residuos móvil según las reivindicaciones 1 y 2, estando previsto en la segunda cadena de accionamiento un primer engranaje (11) para adaptar la relación del número de revoluciones del motor de combustión y del número del revoluciones del por lo menos un eje de trituración.

4. Dispositivo triturador de residuos móvil según las reivindicaciones 1 a 3, estando previsto en la primera cadena de accionamiento un segundo engranaje (12) para adaptar la relación del número de revoluciones del motor de combustión y/o del primer engranaje y del número de revoluciones del convertidor de energía.

5. Dispositivo triturador de residuos móvil según las reivindicaciones 1 a 4, estando previsto en la primera cadena de accionamiento un tercer engranaje para adaptar la relación del número de revoluciones del motor de combustión y/o del primer engranaje y del número de revoluciones del motor adicional.

6. Dispositivo triturador de residuos móvil según las reivindicaciones 1 a 5, formando el por lo menos un convertidor de energía y el por lo menos un motor adicional por lo menos una unidad de convertidor de energía/motor (23, 73).

7. Dispositivo triturador de residuos móvil según la reivindicación 6, estando acoplada la por lo menos una unidad de convertidor de energía/motor mediante un engranaje a la segunda cadena de accionamiento.

8. Dispositivo triturador de residuos móvil según las reivindicaciones 1 a 5, formando el por lo menos un convertidor de energía y el por lo menos un motor adicional unidades separadas, que están acopladas cada una de ellas mediante un engranaje a la segunda cadena de accionamiento.

9. Dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, comprendiendo el por lo menos un convertidor de energía por lo menos un generador y el por lo menos un motor adicional un motor eléctrico o comprendiendo la por lo menos una unidad de convertidor de energía/motor por lo menos una unidad de generador/motor eléctrico.

10. Dispositivo triturador de residuos móvil según la reivindicación 9, que comprende además:

por lo menos un convertidor CA/CC (21, 74) para convertir la corriente alterna del por lo menos un generador en corriente continua, un convertidor CC/CA (71, 74) para convertir la corriente continua en corriente alterna para el por lo menos un motor eléctrico, y un circuito intermedio dispuesto entre el convertidor CA/CC y el convertidor CC/CA con un módulo de gestión de energía (51) para el acoplamiento del acumulador de energía, siendo cada motor eléctrico un motor de corriente alterna.

11. Dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 10, comprendiendo el acumulador de energía por lo menos un acumulador de energía eléctrica y/o un acumulador de energía mecánica, comprendiendo el acumulador de energía eléctrica en particular una batería recargable y/o un condensador y/o una unidad de almacenamiento de energía magnética por superconducción, y/o un sistema de alimentación de corriente ininterrumpida estático, SAI, y/o comprendiendo el acumulador de energía mecánica en particular un SAI dinámico y/o un acumulador de masa de inercia y/o un acumulador de volante de inercia, estando previsto en caso de un acumulador de energía mecánica preferentemente un dispositivo convertidor para convertir energía eléctrica en energía mecánica y energía mecánica en energía eléctrica.

12. Dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, comprendiendo el por lo menos un convertidor de energía por lo menos una bomba hidráulica y el por lo menos un motor adicional un motor hidráulico o comprendiendo la por lo menos una unidad de convertidor de energía/motor por lo menos una unidad de bomba hidráulica/motor hidráulico, estando prevista preferentemente también una unidad de regulación hidrostática.

13. Dispositivo triturador de residuos móvil según la reivindicación 12, comprendiendo el acumulador de energía por lo menos un acumulador hidráulico, comprendiendo el acumulador hidráulico en particular un recipiente a presión llenado con gas, preferentemente un acumulador de membrana y/o un acumulador de vejiga y/o un acumulador de pistón y/o un acumulador de fuelle metálico y/o un acumulador de resorte.

14. Dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, estando previstos varios ejes de trituración, en particular dos, tres o cuatro ejes de trituración.

15. Dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, estando previsto un equipo adicional para cargar el acumulador de energía.

16. Dispositivo triturador de residuos móvil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15, estando configurada la unidad de control además para controlar el dispositivo triturador de residuos móvil de tal modo que

en un proceso de arranque y con el acoplamiento abierto el motor adicional o la unidad de convertidor de energía/motor acciona el por lo menos un eje de trituración mediante el suministro de energía del acumulador de energía, hasta alcanzarse un número de revoluciones sincrónico con el primer engranaje, a continuación de lo cual se cierra el acoplamiento y se detiene preferentemente el suministro de energía del acumulador de energía; o

o que en un proceso de arranque y con el acoplamiento cerrado, el motor adicional o la unidad de convertidor de energía/motor se arranca mediante el suministro de energía del acumulador de energía del motor de combustión y acciona el por lo menos un eje de trituración y se detiene preferentemente a continuación el suministro de energía del acumulador de energía; y/o

cuando aumenta el par necesario para la trituración y el número de revoluciones del motor de combustión queda, por consiguiente, por debajo de un valor mínimo, se acciona el por lo menos un eje de trituración con suministro de energía del acumulador de energía con el motor adicional o la unidad de convertidor de energía/motor; y/o

cuando sigue siendo insuficiente el par proporcionado o cuando se produce un bloqueo del por lo menos un eje de trituración, se abre entonces el acoplamiento y se detiene también el suministro de potencia mediante el motor adicional o la unidad de convertidor de energía/motor; y/o

cuando no se necesita por completo la potencia posible del motor de combustión para el accionamiento directo del por lo menos un eje de trituración, se carga entonces el acumulador de energía mediante el convertidor de energía o la unidad de convertidor de energía/motor.