WO2022033982A1

WO2022033982A1 - Autobetonpumpe

Info

Publication number: WO2022033982A1
Application number: PCT/EP2021/072030
Authority: WO
Inventors: Andreas Lehmann; Uwe KRISCHAN; Karl-Heinz Schwedhelm; Johannes HENIKL; Roland Schink; Reiner VIERKOTTEN
Original assignee: Schwing Gmbh
Priority date: 2020-08-13
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2022-02-17
Also published as: DE102020121360A1; KR20230050431A; EP4196648A1; US20230295936A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Autobetonpumpe (100) mit mindestens einem elektrischen Antrieb (122) der zum Antrieb von Arbeitskomponenten (107, 108, 111, 112, 113) der Autobetonpumpe (100) ausgebildet ist und eine Stromversorgungseinheit (200), mit Ein- und Ausgängen (203) für die Aufnahme elektrischer Energie von mindestens zwei elektrischen Energiequellen (120, 132, 133) und für die Abgabe von elektrischer Energie an den elektrischen Antrieb (122). Die Erfindung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit (200) dazu ausgebildet ist, die Aufnahme elektrischer Energie von den mindestens zwei Energiequellen (120, 132, 133) zu steuern. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Stromversorgungseinheit (200) zur Versorgung eines elektrischen Antriebs (122) zum Antrieb von Arbeitskomponenten (107, 108, 111, 112, 113) einer Autobetonpumpe (100) mit elektrischer Energie.

Description

Autobetonpumpe

Die Erfindung betrifft eine Autobetonpumpe mit einem elektrischen Antriebssystem mit mindestens einem elektrischen Antrieb, der zum Antrieb von Arbeitskomponenten der Autobetonpumpe ausgebildet ist, und eine Stromversorgungseinheit mit Ein- und Ausgängen für die Aufnahme elektrischer Energie von mindestens zwei elektrischen Energiequellen und für die Abgabe von elektrischer Energie an den elektrischen Antrieb. Ferner betrifft die Erfindung eine Stromversorgungseinheit zur Versorgung eines elektrischen Antriebs zum Antrieb von Arbeitskomponenten einer Autobetonpumpe mit elektrischer Energie.

Bei heutigen Autobetonpumpen wird der Dieselmotor des Fahrantriebes des LKW, auf dem die Betonpumpe aufgebaut ist, auf der Baustelle für den Antrieb der Betonpumpenaggregate genutzt. Der leistungsstarke Dieselmotor in Verbindung mit einer ausreichenden Tankkapazität reicht heute für den Pumpbetrieb völlig aus.

Bei einer zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Autobetonpumpe besteht das Problem, dass die von einem internen elektrischen Energiespeicher, also z.B. einem Akkumulator und/oder einer Baustellenstromversorgung zur Verfügung gestellte elektrische Leistung in der Regel nicht ausreicht, um die Autobetonpumpe für den Betonpumpvorgang ausreichend bzw. über einen ausreichend langen Zeitraum, elektrisch anzutreiben. Für die Zukunft ist zu erwarten, dass der Dieselmotor des LKW für den Fahrantrieb nicht mehr nutzbar und der LKW rein elektrisch angetrieben wird. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass der für den Fahrantrieb des LKW vorgesehene Akkumulator oder auch eine Brennstoffzelle alleine ausreichend Kapazität für den sehr leistungsintensiven Pumpbetrieb einer Autobetonpumpe zur Verfügung stellen kann.

Bei einer elektrisch angetriebenen Autobetonpumpe besteht das Problem, dass die von einer Bordbatterie und/oder einer Baustellenstromversorgung zur Verfügung gestellte elektrische Leistung nicht ausreicht, um die Autobetonpumpe für den Beton-Fördervorgang ausreichend bzw. über einen ausreichend langen Zeitraum, elektrisch anzutreiben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den Betonpumpenaufbau unabhängig vom LKW-Antrieb, vorzugsweise elektrisch, anzutreiben und dem Betonpumpenaufbau ausreichend elektrische Energie für den Pumpbetrieb zur Verfügung zu stellen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Autobetonpumpe mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Stromversorgungseinheit zur Versorgung eines elektrischen Antriebs zum Antrieb von Arbeitskomponenten einer Autobetonpumpe mit elektrischer Energie gemäß Anspruch 12.

Dadurch, dass die Stromversorgungseinheit dazu ausgebildet ist, die Aufnahme elektrischer Energie von mindestens zwei Energiequellen zu steuern, kann die Stromversorgungseinheit sicherstellen, dass die Autobetonpumpe von den mindestens zwei Energiequellen sicher mit elektrischer Energie versorgt wird. Falls beispielsweise die Kapazität eines als Energiequelle an die Stromversorgungseinheit angeschlossenen Akkumulators nicht mehr ausreichend sein sollte, um die Autobetonpumpe zu betreiben, kann die Stromversorgungseinheit auf eine zweite angeschlossene Energiequelle umschalten, beispielsweise eine Baustellenstromversorgung. Andererseits, falls die Baustellenstromversorgung zum Beispiel wegen hoher Stromaufnahme durch andere Verbraucher auf der Baustelle an der Belastungsgrenze ist, kann die Stromversorgungseinheit auf eine andere Energiequelle, beispielsweise einen Akkumulator, umschalten. Zudem kann die Stromversorgungseinheit die mindestens zwei Energiequellen beispielsweise auch parallel zusammenschalten, insbesondere für den Fall, dass beim Anfahren einzelner Aggregate der Autobetonpumpe ein hoher Strombedarf vorliegt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Stromversorgungseinheit dazu ausgebildet, Zustandsdaten von mindestens einer angeschlossenen elektrischen Energiequelle bei der Steuerung der Aufnahme der elektrischen Energie zu berücksichtigen. Dadurch, dass die Stromversorgungseinheit Zustandsdaten der angeschlossenen Energiequellen berücksichtigt, kann die Stromversorgungseinheit die Aufnahme elektrischer Energiequellen gezielter steuern.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform betreffen die Zustandsdaten den Typ der angeschlossenen elektrischen Energiequelle. Dadurch, dass die Zustandsdaten den Typ der angeschlossenen Energiequelle betreffen, kann diese den Typ der angeschlossenen Energiequelle berücksichtigen und damit zum Beispiel zwischen wiederaufladbaren und nicht wiederaufladbaren Energiequellen unterscheiden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eine der an die Stromversorgungseinheit angeschlossenen elektrischen Energiequelle eine wiederaufladbare Energiequelle, beispielsweise ein Akkumulator, und die Zustandsdaten betreffen die maximal zur Verfügung stehende elektrische Leistung und/oder den Ladezustand und/oder die Temperatur der wiederaufladbaren Energiequelle. Die Stromversorgungseinheit kann bei der Steuerung diese Zustandsdaten berücksichtigen und beispielsweise die Aufnahme elektrischer Energie von einer Energiequelle, die droht zu überhitzen oder deren Ladezustand nur noch gering ist, reduzieren. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eine an die Stromversorgungseinheit angeschlossene elektrische Energiequelle eine Netzstromversorgung und die Zustandsdaten betreffen die maximal zur Verfügung stehende elektrische Leistung der Netzstromversorgung. Dadurch, dass die Stromversorgungseinheit anhand der Zustandsdaten der Netzstromversorgung die maximal zur Verfügung stehende elektrische Leistung bekannt ist, kann diese bei der Steuerung der Energiequellen diese berücksichtigen um beispielsweise das Ansprechen einer Überlastsicherung der Netzstromversorgung zu verhindern.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eine an die Stromversorgungseinheit angeschlossene elektrische Energiequelle eine Brennstoffzelle und die Zustandstaten betreffen die maximal zur Verfügung stehende elektrische Leistung der Brennstoffzelle und/oder die verbleibende elektrische Kapazität. Mit der Berücksichtigung dieser Zustandsdaten kann die Stromversorgungseinheit beispielsweise die Belastung der Brennstoffzelle reduzieren, wenn die elektrische Kapazität der Brennstoffzelle nicht mehr für einen längeren Betrieb mit voller Belastung ausreicht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Stromversorgungseinheit dazu ausgebildet, eine angeschlossene wiederaufladbare Energiequelle, beispielsweise einem Akkumulator, mittels einer weiteren angeschlossenen elektrischen Energiequelle elektrische Energie zum Aufladen zur Verfügung zu stellen. Hiermit kann die Stromversorgungseinheit zum Beispiel in einer Pumppause, in der wenig elektrische Energie für den Pumpvorgang benötigt wird, einen Akkumulator wieder aufladen, damit dieser die elektrische Energie bei hohem Strombedarf gemeinsam mit einer oder mehreren Energiequellen für den Antrieb der Autobetonpumpe zur Verfügung stellen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Zustandsdaten der elektrischen Energiequellen über die Ein- und Ausgänge der Stromversorgungseinheit übertragen. Dadurch, dass die Ein- und Ausgänge der Stromversorgungseinheit für die Übertragung der Zustandsdaten verwendet werden, können die Zustandsdaten auf einfache Art und Weise übertragen werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Zustandsdaten der elektrischen Energiequellen über Datenschnittstellen an die Stromversorgungseinheit übertragen, die unterschiedlich zu den Ein- und Ausgängen der Stromversorgungseinheit sind. Hiermit lassen sich die Zustandsdaten sicher und unabhängig vom Anschluss der elektrischen Energiequellen an die Stromversorgungseinheit übertragen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform stellt der elektrische Antrieb der Stromversorgungseinheit Daten über den elektrischen Leistungsbedarf der Arbeitskomponenten zur Verfügung und die Stromversorgungseinheit berücksichtigt die Daten über den elektrischen Leistungsbedarf bei der Aufnahme der elektrischen Energie von den elektrischen Energiequellen. Insbesondere kann die Stromversorgungseinheit auch bei der Berücksichtigung von zukünftigen Leistungsbedarfen verfügbare angeschlossene Energiequellen frühzeitig koppeln oder, zum Beispiel durch das Aktivieren einer angeschlossenen Brennstoffzelle, dafür sorgen, dass keine Unterversorgung des elektrischen Antriebs der Autobetonpumpe auftreten kann.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Figur 1 Ansicht einer erfindungsgemäßen Autobetonpumpe,

Figur 2 Antriebsschema einer erfindungsgemäßen Autobetonpumpe in einer ersten Ausführungsform,

Figur 3 Antriebsschema einer erfindungsgemäßen Autobetonpumpe in einer zweiten Ausführungsform,

Figur 4 Antriebsschema einer erfindungsgemäßen Autobetonpumpe in einer dritten Ausführungsform, Figur 5 Antriebsschema einer erfindungsgemäßen Autobetonpumpe in einer vierten Ausführungsform,

Figur 6 Antriebsschema einer erfindungsgemäßen Autobetonpumpe in einer fünften Ausführungsform,

Figur 7a Erfindungsgemäße Stromversorgungseinheit in einer ersten

Ausführungsform,

Figur 7b Erfindungsgemäße Stromversorgungseinheit in einer zweiten

Ausführungsform, und

Figur 8a-e Beispiele für elektrische Energiequellen.

In der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist eine erfindungsgemäße Autobetonpumpe dargestellt. Die Autobetonpumpe 100 weist insbesondere einen, von einem Verbrennungs-Antriebsmotor 103 (s. Fig. 3, 4, 5) oder von einem Elektromotor 130 (Fig. 6) angetriebenen LKW 102 mit einem Fahrgestell 104 auf, auf dem ein Betonpumpenaufbau 101 angeordnet ist. Der Betonpumpenaufbau 101 weist im Wesentlichen einen Betonpumpenunterbau 127 mit einer Abstützung 108 mit hydraulisch angetriebenen Stützzylindern 109 und abklappbaren oder ausfahrbaren Stützträgern 123 sowie eine hydraulisch angetriebene Betonpumpe 111 auf. Der Betonpumpenunterbau 127 trägt an seinem hinteren Ende einen Aufgabetrichter 116 für flüssigen Frischbeton, in dem ein Rührwerk 113 den, beispielweise von einem Fahrmischer eingefüllten, Frischbeton, durchrührt. Im unteren Bereich des Aufgabetrichters 116 ist eine hydraulisch angetriebene Rohrweiche 112 (s. Fig. 2) angeordnet. Der Betonpumpenunterbau 127 beinhaltet zudem die Hydraulikpumpen 115, 119, 117 und 118 (s. Fig. 2) zum Antrieb der Aggregate des Betonpumpenaufbaus 101. Der Betonpumpenunterbau 127 ist über einen Drehschemel 106 mit einem Verteilermast 107 verbunden, dessen einzelne Mastsegmente 126 über Knickgelenke 125 miteinander verbunden sind. Der Verteilermast 107, beziehungsweise jedes der Knickgelenke 125, wird mittels Hydraulikzylindern 110 betätigt. Der Hydraulikdruck zum Antrieb der Hydraulikzylinder 110 des Verteilermastes 107 und der Abstützung 108 wird von einer Hydraulikpumpe 119 (Fig. 2) bereitgestellt.

Bei der Betonpumpe 111 handelt es sich üblicherweise um eine Zwei- Zylinderkolbenpumpe (Fig. 2) mit zwei hydraulisch angetriebenen Differentialzylindern und zwei Förderzylindern, die den Frischbeton aus dem Aufgabetrichter 116 abwechselnd ansaugen und über die schaltbare Rohrweiche 112 in eine nicht dargestellte, entlang des ausgefalteten Verteilermastes 107 geführte, Förderleitung pumpen und somit auf der Baustelle verteilen.

Die Figur 2 zeigt ein Antriebsschema einer erfindungsgemäßen Autobetonpumpe 100 mit einer Stromversorgungseinheit 200 und einem elektrischen Antrieb 122 in Form eines Elektromotors 122, der zum Antrieb von Arbeitskomponenten 107, 108, 113, 111 , 112 der Autobetonpumpe 100 ausgebildet ist. Bei den Arbeitskomponenten handelt es sich hier beispielsweise um einen Verteilermast 107, eine Abstützung 108, eine Betonpumpe 111 , eine Rohrweiche 112 sowie ein Rührwerk 113. Auf die Darstellung weiterer, unter Umständen vorhandener Arbeitseinrichtungen, wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Die Arbeitskomponenten 107, 108, 111 , 112, 113 werden in diesem Ausführungsbeispiel von, zu einem Hydraulikpumpenstrang 128 zusammengefassten, Hydraulikpumpen 115, 119, 117, 118 angetrieben. Der Hydraulikpumpenstrang 128 wird von dem Elektromotor 122 angetrieben. Es wäre auch möglich, einzelne Arbeitskomponenten 107, 108, 111 , 112, direkt, ohne die Zuhilfenahme einer Hydraulik, mit einem Elektromotor anzutreiben, oder die Hydraulikpumpen 115, 117, 118, 119 einzeln mit einer Mehrzahl von Elektromotoren 122 anzutreiben.

Die Stromversorgungseinheit 200 mit Ein- und Ausgängen 203 ist für die Aufnahme elektrischer Energie von mindestens zwei elektrischen Energiequellen 120, 133, hier beispielsweise einem wiederaufladbaren Akkumulator 120 und einer Baustrom- (Netzstrom-)versorgung 133 verbunden. Die elektrische Energie in Form von elektrischem Strom wird über die Strom leitungen 139 zwischen den elektrischen Energiequellen 120, 133 und der Stromversorgungseinheit 200 übertragen. Die Stromversorgungseinheit 200 gibt die, von den elektrischen Energiequellen 120, 133, aufgenommene elektrische Energie über eine weitere Stromleitung 139 an den elektrischen Antrieb in Form eines Elektromotors 122 ab. Die Stromversorgungseinheit 200 ist dazu ausgebildet, die Aufnahme elektrischer Energie von den mindestens zwei Energiequellen 120, 132, 133 zu steuern. Die Stromversorgungseinheit 200 kann beispielsweise die Stromaufnahme vom angeschlossenen Akkumulator 120 reduzieren, sobald die Stromversorgungseinheit 200 beispielsweise aufgrund der empfangenen Zustandsdaten der angeschlossenen Energiequellen 120, 133, zum Beispiel der Ausgangspannung des Akkumulators 120, am Ein-/Ausgang 203 feststellt, dass die Restkapazität des Akkumulators 120 niedrig ist. Wenn der Energiebedarf der Arbeitskomponenten 107, 108, 111 , 112, z.B. in einer Pumppause gering ist, was die Stromversorgungseinheit 200 anhand der aktuellen Stromaufnahme des Elektromotors 122 feststellt, kann die Stromversorgungseinheit 200 beispielsweise die Aufnahme elektrischer Energie von den elektrischen Energiequellen 120, 132, 133 so steuern, dass Strom von der Baustellenstromversorgung 133 zu dem Akkumulator 120 geleitet wird, um diesen zu Laden. Der Anschluss 203 der Stromversorgungseinheit 200, an den der Akkumulator 120 angeschlossen ist, ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel auch nur für den Anschluss eines Akkumulators geeignet und der Anschluss 203, an den die Baustromversorgung 133 angeschlossen ist, auch nur für den Anschluss einer Baustromversorgung 133 geeignet. So kann die Stromversorgungseinheit 200 zum Beispiel während des Pumpvorgangs, der einen hohen Energieverbrauch des Elektromotors 122 zur Folge hat, beide Energiequellen 120, 130 zusammenschalten und beispielsweise Pumppausen, in denen wenig elektrische Energie verbraucht wird, nutzen, um den Akkumulator 120 mittels der Baustromversorgung 133 zu Laden.

In der Figur 3 ist ein Antriebsschema einer Autobetonpumpe 100 mit einer Stromversorgungseinheit 200 dargestellt, bei dem parallel zu den Strom leitungen 139 Datenkanäle 140 zur Übertragung von Zustandsdaten der elektrischen Energiequellen 120, 132, 133 dargestellt sind. Bei den Zustandsdaten handelt es sich beispielweise um den Typ der angeschlossenen Energiequelle 120, 132, 133. Die Information über den Typ der Energiequelle 120, 132, 133 kann im einfachsten Fall die Information " Wiederaufladbar" für einen Akkumulator 120 und "Nicht-Wiederaufladbar" für eine Baustromversorgung 133 sein. Bei einer Baustromversorgung 133 könnte beispielsweise die Typ-Information weiterhin den Hinweis "Unbegrenzte Kapazität" umfassen und beispielsweise eine Information über die maximale Stromabgabe in Ampere handeln.

Bei den Datenkanälen 140 kann es sich physikalisch betrachtet um die Strom leitungen 139 selbst handeln, wenn wie oben beschrieben, beispielsweise die Zustandsdaten die Ausgangspannung eines angeschlossenen Akkumulators 120 betreffen, die die Stromversorgungseinheit 200 an der Strom leitung 139 des Akkumulators 120 messen kann. Andererseits kann die Stromleitung 139 zusätzlich als Datenkanal 140 verwendet werden, indem eine Signalisierung der Zustandsdaten der angeschlossenen Energiequelle beispielsweise in Form der Powerline-Technologie erfolgt, wie sie beispielsweise von Heimnetzwerken bekannt ist. Hierbei muss sowohl die angeschlossene Energiequelle 120, 132, 133 als auch die Stromversorgungseinheit 200 über entsprechende, nicht dargestellte Powerline-Sende-/Empfangseinheiten verfügen, mit denen die Zustandsdaten auf die Stromleitung 139 aufmoduliert werden. Bei den Datenkanälen 140 kann es sich auch um Funkkanäle handeln, mit denen die Zustandsdaten zwischen den Energiequellen 120, 132, 133 und der Stromversorgungseinheit 200 per Funk (Bluetooth, WLAN o.ä.) übertragen werden. Weiterhin kann es sich bei den Datenkanälen beispielsweise um separate elektrische Leitungen handeln, über die beispielsweise parallele oder serielle Datenbus-Signale (CAN-BUS o.ä.) übertragen werden. Ein weiterer Datenkanal 140 zwischen der Stromversorgungseinheit 200 und dem Elektromotor 122 kann dazu genutzt werden, Stromverbrauchsdaten des Elektromotors 122 in der Stromversorgungseinheit 200 für die Steuerung der Energiequellen 120, 132, 133 zu verwenden. Diese Datenleitung 140 ist in den Figuren 3, 4, 5 und 6 mit dem Elektromotor 122 verbunden dargestellt, könnte aber auch mit einer Steuerung des Betonpumpenaufbaus 101 oder einer Ansteuerung des Elektromotors 122 verbunden sein, die für die Stromversorgungseinheit 200 Zustandsdaten über den zukünftigen Energieverbrauch zur Verfügung stellen. So kann die Stromversorgungseinheit 200 beispielsweise frühzeitig über den Start des Pumpvorgangs informiert werden, so dass die Stromversorgungseinheit 200 vor dem Start mehrere elektrische Energiequellen 120, 132, 133 koppeln kann, um dann ausreichend elektrische Energie für den Pumpvorgang zur Verfügung zu stellen ohne einzelne elektrische Energiequellen 120, 132, 133 zu überlasten.

Die Figur 4 zeigte eine Variante der Erfindung, bei der der Verbrennungs- Antriebsmotor 103 des LKW 102 über einen Nebenabtrieb (PTO) 124 einen Generator 132 antreibt, der über die Stromleitung 140 mit der Stromversorgungseinheit 200 verbunden ist. Der Generator 132 kann einerseits dazu eingesetzt werden, bei Fahrten von und zur Baustelle den Akkumulator 120 des Betonpumpenaufbaus 101 über die Stromversorgungseinheit 200 zu laden oder auch während des Pumpvorganges auf der Baustelle als zusätzliche oder Notfall-Energiequelle eingesetzt zu werden, beispielsweise wenn der Akkumulator 120 des Betonpumpenaufbaus 101 entladen ist und/oder keine Baustromversorgung 133 vorhanden ist und / oder der Betonpumpenaufbau 101 für den Arbeitsbetrieb eine sehr hohe elektrische Leistung benötigt. Weiterhin ist in Figur 4 ein Akkumulator 120 auf einem Transporter 136 dargestellt, der mit der Stromversorgungseinheit 200 verbunden ist und zusätzlich zum Antrieb des Betonpumpenaufbaus 101 von der Stromversorgungseinheit 200 eingesetzt werden kann. Der Akkumulator 120 auf dem Transporter 136 kann ebenso über die Stromversorgungseinheit 200 durch entsprechende Verschaltung geladen werden oder auch Strom, beispielsweise zum Laden des Akkumulators 120 des Betonpumpenaufbaus 101 , zur Verfügung stellen.

Die Figur 5 zeigt im Prinzip das gleiche Antriebsschema wie die Figur 4, allerdings ist die Stromversorgungseinheit 200 hier außerhalb der Autobetonpumpe 100 angeordnet. Die Stromversorgungseinheit 200 kann auch zusammen mit dem Akkumulator 120 auf dem Transporter 136 angeordnet sein. Damit kann der Transporter 136 besonders gut als Begleitfahrzeug eingesetzt werden, um die Versorgung der Autobetonpumpe 100 auf der Baustelle mit elektrischer Energie zu gewährleisten. Um beim Ausführungsbeispiel nach der Figur 5 sicherzustellen, dass der Generator 132 auch zum Laden des Akkumulators 120 des Betonpumpenaufbaus bei Fahrten von und zur Baustelle verwendbar ist, könnte eine zweite, kleinere Stromversorgungseinheit 200 auf dem Betonpumpenaufbau 101 angeordnet sein, um eine Verbindung zwischen dem Akkumulator 120 und dem Generator 132 herzustellen. Die Figur 6 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der der LKW 102 von einem Elektromotor 130 angetrieben wird. Der Elektromotor 130 bezieht seine Antriebsenergie von einem weiteren Akkumulator 120 (Fahrakku). Wenn die Autobetonpumpe 100 beispielsweise nur einen kurzen Weg zur Baustelle und zurück zurücklegen muss, kann der Akkumulator 120 des Fahrantriebs des LKW 102 zusätzlich über die Stromversorgungeinheit 200 für den Antrieb des Betonpumpenaufbaus 101 eingesetzt werden. Andererseits kann der Akkumulator 120 des LKW-Fahrantriebs auch über die Stromversorgungseinheit 200 von anderen angeschlossenen elektrischen Energiequellen, beispielsweise dem Akkumulator 120 des Transporters 136 oder der Baustellenstromversorgung 133, geladen werden.

In der Figur 7a ist eine erste Variante der Stromversorgungseinheit 200 dargestellt, die über Ein- und Ausgänge 203 für den Anschluss elektrischer Energiequellen 120, 132, 133 verfügt. Die Stromversorgungseinheit 200 greift Zustandsdaten der elektrischen Energiequellen 120, 132, 133, wie oben bereits beschrieben, über die Strom leitungen 139 ab. Diese Zustandsdaten werden über die Datenkanäle 140 an die Steuereinheit 201 der Stromversorgungseinheit 200 geleitet. Wie oben schon beschrieben, kann es sich bei den Zustandsdaten im einfachsten Fall um die Ausgangspannung eines angeschlossenen Akkumulators 120 handeln, die Aufschluss über den Ladezustand gibt. Basierend auf den empfangen Zustandsdaten steuert die Steuereinheit 201 eine Schalteinheit 202 an. Die Schalteinheit 202 verfügt beispielsweise über einen oder mehrere AC/DC Wandler 204, zur Umwandlung von Wechselspannung zu Gleichspannung, AC/AC-Wandler 205 zur Veränderung der Frequenz und/oder der Spannung einer Wechselspannung, DC/AC-Wandler 206 zur Umwandlung von Gleichspannung in Wechselspannung und DC/DC-Wandler 207 zur Spannungsänderung einer Gleichspannung. In der Schalteinheit 202 werden die Wandler 204, 205, 206, 207 entsprechend miteinander verschaltet, um beispielsweise ausreichend Strom für den Antrieb des Betonpumpenaufbaus 101 zur Verfügung zu stellen oder beispielsweise angeschlossenen Akkumulatoren 120 elektrische Energie für einen Ladevorgang zur Verfügung zu stellen. Die Stromversorgungseinheit 200 kann zudem Energiezähler für die einzelnen Ein- und Ausgänge 203 umfassen, um die Stromaufnahme beziehungsweise -abgabe für die Abrechnung der Energiekosten zu erfassen. Die Ein- und Ausgänge 203 können physikalisch so gestaltet sein, dass sie jeweils nur für den Anschluss eines bestimmten Typs von elektrischen Energiequellen 120, 132, 133 geeignet sind und zumindest teilweise in der Schalteinheit 202 entsprechend verdrahtet sind. Ein Ein-/Ausgang 203, der in der Figur 7a oben links an der Steuerungseinheit 200 dargestellt ist, kann beispielsweise nur als Eingang für den Anschluss an eine Baustellenstromversorgung 133 vorgesehen sein. Ein weiterer, unten an der Stromversorgungseinheit 200 dargestellter Ein-Ausgang 203 ist nur als Ausgang für den Antrieb des Elektromotors 122 vorgesehen. Für den Fall, dass der Betonpumpenaufbau 101 von mehreren Elektromotoren 132 angetrieben wird, sind entsprechend mehrere Ein-/Ausgänge 203 vorzusehen. Weitere Ein- /Ausgänge 203, an die beispielsweise Akkumulatoren 120 angeschlossen sind, sind zur sowohl zur Aufnahme als auch Abgabe elektrischer Energie im Sinne der obenstehenden Beschreibung geeignet. Die Datenkanäle 140 können sowohl bidirektional als auch unidirektional ausgelegt sein. So reicht es in der Regel aus, wenn ein Akkumulator 120 seine Zustandsdaten über einen unidirektionalen Datenkanal 140 an die Stromversorgungseinheit 200 überträgt. Eine Brennstoffzelle als angeschlossene Energiequelle könnte über einen bidirektionalen Datenkanal mit der Stromversorgungseinheit 200 verbunden sein, damit die Stromversorgungseinheit 200 die Brennstoffzelle aktivieren kann, bevor eine hohe Stromaufnahme von der Brennstoffzelle notwendig ist. Ein bidirektionaler Datenkanal 140 zwischen dem elektrischen Antriebsmotor 122 beziehungsweise einer nicht dargestellten Steuerung des Betonpumpenaufbaus 101 könnte dazu genutzt werden, eine zu erwartende hohe Stromaufnahme an die Stromversorgungseinheit 200 zu signalisieren, andererseits kann dann die Stromversorgungseinheit 200 der Steuerung des Betonpumpenaufbau 101 mitteilen, welche maximale elektrische Energie für den Betrieb des Betonpumpenaufbaus 101 jeweils zur Verfügung steht.

Die Figur 7 zeigt eine Variante der Stromversorgungseinheit 200, bei der die Datenkanäle 140, wie schon in Verbindung mit der Figur 2 erstmals beschrieben, separat zu den Strom leitungen 139 angeordnet sind. Die Stromversorgungseinheit 200 kann auch Mischformen aus den Beispielen nach den Figuren 7a und 7b umfassen, das heißt, eine Stromversorgungseinheit 200 kann geeignet sein, Zustandsdaten über die Strom leitungen 139 abzugreifen und verfügt zusätzlich über die Möglichkeit, Zustandsdaten über separate Datenkanäle 140 zu erhalten. Wesentlich ist, dass die Stromversorgungseinheit 200 mittels der Steuereinheit 201 sicherstellt, dass der Antrieb des Betonpumpenaufbaus 101 je nach Betriebszustand immer über ausreichend elektrische Energie von einer oder mehreren elektrischen Energiequellen 120, 132, 133 verfügt und dass die Stromversorgungseinheit 200 gegebenenfalls zu Zeiten geringen Energiebedarfs die elektrischen Energiequellen 120, 132, 133 so miteinander verschaltet, dass beispielsweise Akkumulatoren 120 nachgeladen werden.

In den Figuren 8a bis 8e sind weitere mögliche elektrische Energiequellen 120, 132, 133 angedeutet. Dabei kann es sich neben der bereits beschriebenen Baustellenstromversorgung 133 (Figur 8a) und einem Akkumulator 120 auf einem Transporter (Figur 8e) auch um einen Akkumulator 120 auf einem Anhänger 135, den die Autobetonpumpe gegebenenfalls selbstständig mit zur Baustelle zieht (Figur 8d), oder einem Akkumulator 120 auf einem Fahrmischer 141 (Figur 8c) handeln, der die für den Pumpvorgang notwendige elektrische Energie quasi mit sich führt.

Auch wenn in der Beschreibung bisher nur Akkumulatoren 120 beschrieben sind, versteht es sich, dass auch Brennstoffzellen als elektrische Energiequellen geeignet und von der Erfindung mitumfasst sind. Ebenso könnten auf der Baustelle aufgestellte, von einem Verbrennungsmotor angetriebene Generatoren mit der Stromversorgungseinheit 200 verbunden werden, um den Betrieb des Betonpumpenaufbaus 101 zu gewährleisten.

Bezuoszeichenliste

100 Autobetonpumpe

101 Betonpumpenaufbau 102 LKW

103 LKW Verbrennungs-Antriebsmotor

104 Fahrgestell

105 LKW Rahmen

106 Drehschemel 107 Verteilermast

108 Abstützung

109 Stützzylinder

110 Antrieb Knickgelenk

111 Betonpumpe 112 Rohrweiche

113 Rührwerk

114 Kardanwelle

115 Hydraulikpumpe Betonpumpe 116 Aufgabetrichter

117 Hydraulikpumpe Rohrweiche

118 Hydraulikpumpe Rührwerk

119 Hydraulikpumpe Mast / Abstützung

120 Akkumulator 122 Elektromotor Betonpumpenantrieb

123 Stützträger

124 Nebenabtrieb (PTO)

125 Knickgelenk

126 Mastarmsegmente 127 Betonpumpenunterbau

128 Hydraulikpumpenstrang

130 LKW-Elektro-Antriebsmotor

132 Generator 133 Baustromversorgung

134 Generator

135 Anhänger mit elektrischem Energiespeicher

136 Transporter mit elektrischem Energiespeicher 137 Baustellenenergiequelle

139 Strom leitung

140 Datenkanal

141 Fahrmischer

142 Generator 143 Getriebe

200 Stromversorgungseinheit

201 Steuerungseinheit

202 Schalteinheit

203 Ein-Ausgänge Stromversorgungseinheit 204 AC/DC-Wandler

205 AC/AC-Wandler

206 DC/AC-Wandler

207 DC/DC-Wandler

- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche

1. Autobetonpumpe (100), aufweisend

- mindestens einen elektrischen Antrieb (122), der zum Antrieb von Arbeitskomponenten (107, 108, 111 , 112, 113) der Autobetonpumpe (100) ausgebildet ist,

- eine Stromversorgungseinheit (200), mit Ein- und Ausgängen (203) für die Aufnahme elektrischer Energie von mindestens zwei elektrischen Energiequellen (120, 132, 133) und für die Abgabe von elektrischer Energie an den elektrischen Antrieb (122), dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit (200) dazu ausgebildet ist, die Aufnahme elektrischer Energie von den mindestens zwei Energiequellen (120, 132, 133) zu steuern.

2. Autobetonpumpe (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit (200) dazu ausgebildet ist, Zustandsdaten von mindestens einer angeschlossenen elektrischen Energiequelle (120, 132, 133) bei der Steuerung der Aufnahme der elektrischen Energie zu berücksichtigen.

3. Autobetonpumpe (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten den Typ der angeschlossenen elektrischen Energiequelle (120, 132, 133) betreffen.

4. Autobetonpumpe (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine an die Stromversorgungseinheit (200) angeschlossene elektrische Energiequelle (120, 132, 133) eine wiederaufladbare Energiequelle (120) ist und die Zustandsdaten die maximal zur Verfügung stehende elektrische Leistung und/oder den Ladezustand und/oder die Temperatur der wiederaufladbaren Energiequelle betreffen. Autobetonpumpe (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine an die Stromversorgungseinheit (200) angeschlossene elektrische Energiequelle (120, 132, 133) eine Netzstromversorgung (133) ist und die Zustandsdaten die maximal zur Verfügung stehende elektrische Leistung der Netzstromversorgung (133) betreffen. Autobetonpumpe (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine an die Stromversorgungseinheit (200) angeschlossene elektrische Energiequelle eine Brennstoffzelle ist und die Zustandstaten die maximal zur Verfügung stehende elektrische Leistung der Brennstoffzelle und/oder die verbleibende elektrische Kapazität ist. Autobetonpumpe (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit dazu ausgebildet ist, einer wiederaufladbaren Energiequelle (120) mittels einer weiteren angeschlossenen elektrischen Energiequelle (120, 132, 133) elektrische Energie zum Aufladen zur Verfügung zu stellen. Autobetonpumpe (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten der elektrischen Energiequellen (120, 132, 133) über die Ein- und Ausgänge (203) der Stromversorgungseinheit (200) übertragen werden. Autobetonpumpe (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten der elektrischen Energiequellen (120, 132, 133) über Datenschnittstellen an die Stromversorgungseinheit (200) übertragen werden, die 19 unterschiedlich zu den Ein- und Ausgängen (203) der Stromversorgungseinheit sind. Autobetonpumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (122) der Stromversorgungseinheit (200) Daten über den elektrischen Leistungsbedarf der Arbeitskomponenten (107, 108, 111 , 112) bereitstellt und die Stromversorgungseinheit (200) die Daten über den elektrischen Leistungsbedarf bei der Aufnahme der elektrischen Energie von den elektrischen Energiequellen (120, 132, 133) berücksichtigt. Stromversorgungseinheit (200) zur Versorgung eines elektrischen

Antriebs (122) zum Antrieb von Arbeitskomponenten (107, 108, 111 , 112) einer Autobetonpumpe (100), insbesondere einer Autobetonpumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit elektrischer Energie mit Ein- und Ausgängen (203) für die Aufnahme elektrischer Energie von mindestens zwei elektrischen Energiequellen (120, 132, 133) und für die Abgabe von elektrischer Energie für den Betrieb der Arbeitskomponenten (107, 108, 111 , 112) der Autobetonpumpe (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit (200) dazu ausgebildet ist, die Aufnahme elektrischer Energie von den mindestens zwei Energiequellen (120, 132, 133) zu steuern. Stromversorgungseinheit (200) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit (200) Zustandsdaten von mindestens einer angeschlossenen elektrischen Energiequelle (120, 132, 133) bei der Steuerung der Aufnahme der elektrischen Energie berücksichtigt. Stromversorgungseinheit (200) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten den Typ der 20 angeschlossenen elektrischen Energiequelle (120, 132, 133) betreffen. Stromversorgungseinheit (200) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine an die Stromversorgungseinheit (200) angeschlossene elektrische

Energiequelle (120, 132, 133) eine wiederaufladbare Energiequelle (120) ist und die Zustandsdaten die maximal zur Verfügung stehende elektrische Leistung und/oder den Ladezustand und/oder die Temperatur der wiederaufladbaren elektrischen Energiequelle (120) betreffen. Stromversorgungseinheit (200) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit (200) dazu ausgebildet ist, der wiederaufladbaren elektrischen Energiequelle (120) mittels einer weiteren angeschlossenen elektrischen Energiequelle (120, 132, 133) elektrische Energie zum Aufladen zur Verfügung zu stellen.

- Zusammenfassung -