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Title:
ELECTRICALLY DRIVEN TRUCK MIXER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/062003
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a truck mixer (1) comprising a chassis (2) and an arrangement (3), wherein the chassis (2) has at least one drive axle (5) driven by a chassis drive (4) for the travelling forward movement of the truck mixer (1), and wherein the arrangement (3) has a mixer drum (7) rotationally driven by a drum drive (6). The object of the invention is to provide an improved truck mixer which allows for a significant reduction or prevention of waste gases during the travelling of the truck mixer and when filling and emptying the mixer drum. According to the invention, the chassis drive (4) and the drum drive (6) are electrical drives, wherein a high-voltage battery (8) of the truck mixer (1) is designed to supply both the chassis drive (4) and the drum drive (6) with electrical energy, wherein the truck mixer (1) has a low-voltage battery (9) associated with the arrangement (3), which is provided to supply auxiliary consumers (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22) of the arrangement (3) with electrical energy, wherein the truck mixer (1) has a DC/DC voltage converter (10) which is connected to the high-voltage battery (8) on the input side and to the low-voltage battery (9) and the auxiliary consumers (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22) on the output side, and which is designed to charge the low-voltage battery (9) with electrical energy from the high-voltage battery (8).

Inventors:
SCHMIDT WOLFGANG (DE)
DIRING ROMAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/076010
Publication Date:
March 28, 2024
Filing Date:
September 21, 2023
Export Citation:
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Assignee:
STETTER GES MIT BESCHRAENKTER HAFTUNG (DE)
International Classes:
B28C5/42; B60L1/00; B60L50/60; B60L58/20; B60P3/16; B60R16/03; H02J7/34
Domestic Patent References:
WO2022132807A12022-06-23
Foreign References:
US20200223096A12020-07-16
DE102013225097B42020-10-29
Attorney, Agent or Firm:
SCHNEIDERS & BEHRENDT BOCHUM (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Fahrmischer (1 ) mit einem Fahrgestell (2) und einem Aufbau (3), wobei das Fahrgestell (2) mindestens eine von einem Fahrgestellantrieb (4) zur fahrenden Fortbewegung des Fahrmischers (1 ) angetriebene Antriebsachse (5) aufweist, und wobei der Aufbau (3) eine von einem Trommelantrieb (6) drehend angetriebene Mischertrommel (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrgestellantrieb (4) und der Trommelantrieb (6) elektrische Antriebe sind, wobei eine Hochvoltbatterie (8) des Fahrmischers (1 ) dazu eingerichtet ist, sowohl den Fahrgestellantrieb (4) als auch den Trommelantrieb (6) mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei der Fahrmischer (1 ) eine dem Aufbau (3) zugeordnete Niedervoltbatterie (9) aufweist, die dazu vorgesehen ist, Nebenverbraucher (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22) des Aufbaus (3) mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei der Fahrmischer (1 ) einen eingangsseitig mit der Hochvoltbatterie (8) und ausgangsseitig mit der Niedervoltbatterie (9) und den Nebenverbrauchern (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22) verbundenen DC/DC-Spannungswandler (10) aufweist, der dazu eingerichtet ist, die Niedervoltbatterie (9) mit elektrischer Energie aus der Hochvoltbatterie (8) zu laden.

2. Fahrmischer (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der DC/DC-Spannungswandler (10) außerdem dazu vorgesehen ist, die Nebenverbraucher (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22) mit elektrischer Energie aus der Hochvoltbatterie (8) zu versorgen.

3. Fahrmischer (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Fahrgestell (2) zugeordneter Wechselrichter (11 ) eingangsseitig mit der Hochvoltbatterie (8) und ausgangsseitig mit dem Fahrgestellantrieb (4) verbunden ist.

4. Fahrmischer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Aufbau (3) zugeordneter Wechselrichter (12) eingangsseitig mit der Hochvoltbatterie (8) und ausgangsseitig mit dem Trommelantrieb (6) verbunden ist.

5. Fahrmischer (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Aufbau (3) zugeordnete Wechselrichter (12) und der DC/DC- Spannungswandler (10) über denselben Hochvoltanschluss (13) mit der Hochvoltbatterie (8) verbunden sind.

6. Fahrmischer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere Nebenverbraucher des Aufbaus (3) aus der Gruppe

Scheinwerfer (14), Wasserpumpe (15), Aktor einer Auslaufschurre (16), Aktor eines Einfüll-Schwenktrichters (17), Aktor eines Trommelverschlussdeckels (18), Kühlvorrichtung (19), eingerichtet zur Kühlung des Trommelantriebs (6), Steuereinrichtung (20), Bedieneinrichtung (21 ) und elektrisch betätigbare Bremse (22) zum Abbremsen der Drehbewegung der Mischertrommel (7) sind.

7. Fahrmischer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mögliche momentane elektrische Aufnahmeleistung eines einzelnen Nebenverbrauchers (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22) oder mehrerer der Nebenverbraucher (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22) gemeinsam die maximale elektrische Abgabeleistung des DC/DC- Spannungswandlers (10) überschreitet, wobei die Niedervoltbatterie (9) dazu vorgesehen und ausgelegt ist, die Differenz zwischen der möglichen momentanen Aufnahmeleistung des bzw. der Nebenverbraucher (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22) und der maximalen Abgabeleistung des DC/DC- Spannungswandlers (10) über einen begrenzen Zeitraum bereitzustellen.

8. Fahrmischer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, dass die Niedervoltbatterie (9) dazu ausgelegt ist, auch bei Ausfall des DC/DC-Spannungswandlers (10) und/oder der Hochvoltbatterie (8) mindestens einen Nebenverbraucher (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22) des Aufbaus (3) mit elektrischer Energie zu versorgen.

9. Fahrmischer (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mindestens einen Nebenverbraucher um die elektrisch betätigbare Bremse (22) zum Abbremsen der Drehbewegung der Mischertrommel (7) handelt.

10 Fahrmischer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass keiner der Nebenverbraucher (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22) des Aufbaus (3) über eine dem Fahrgestell (2) zugeordnete

Niedervolt-Spannungsversorgung mit elektrischer Energie versorgt wird.

- Zusammenfassung -

Description:
Elektrisch anaetriebener Fahrmischer

Die Erfindung betrifft einen Fahrmischer mit einem Fahrgestell und einem Aufbau, wobei das Fahrgestell mindestens eine von einem Fahrgestellantrieb zur fahrenden Fortbewegung des Fahrmischers angetriebene Antriebsachse aufweist, und wobei der Aufbau eine von einem Trommelantrieb drehend angetriebene Mischertrommel aufweist.

Ein solcher Fahrmischer ist seit Längerem bekannt. Bisher ist der Fahrgestellantrieb eines solchen Fahrmischers üblicherweise mit einem Verbrennungsmotor versehen. Der Trommelantrieb eines solchen Fahrmischers ist in der Regel ein Hydraulikantrieb, der seinerseits von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Nachteilig an einem solchen Fahrmischer ist der erhebliche Ausstoß von Abgasen durch den Verbrennungsmotor während der Fahrt des Fahrmischers und beim Füllen und Entleeren der Mischertrommel.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Fahrmischer anzugeben, der eine deutliche Reduzierung oder Vermeidung von Abgasen während der Fahrt des Fahrmischers und beim Füllen und Entleeren der Mischertrommel ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Fahrmischer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .

Dadurch, dass der Fahrgestellantrieb und der Trommelantrieb elektrische Antriebe sind, wobei eine Hochvoltbatterie des Fahrmischers dazu eingerichtet ist, sowohl den Fahrgestellantrieb als auch den Trommelantrieb mit elektrischer Energie zu versorgen, kann eine deutliche Reduzierung oder Vermeidung von Abgasen während der Fahrt des Fahrmischers und beim Füllen und Entleeren der Mischertrommel erreicht werden. Bei dem Fahrgestellantrieb kann es sich um einen vollelektrischen Antrieb handeln, was eine vollständige Vermeidung von Abgasen im Betrieb des Fahrmischers bewirkt. Der Fahrgestellantrieb kann aber auch teilelektrisch in Form eines Hybridantriebs, also eines elektrischen Antriebs in Kombination mit einem Verbrennungsmotor, sein. Der Fahrmischer weist vorteilhafterweise eine dem Aufbau zugeordnete Niedervoltbatterie auf, die dazu vorgesehen ist, Nebenverbraucher des Aufbaus mit elektrischer Energie zu versorgen. Mit der Versorgung der Nebenverbraucher des Aufbaus können sehr einfach zahlreiche Funktionen des Fahrmischers mit einer Niedervolt-Spannungsversorgung elektrisch angetrieben werden. Vorteilhafterweise weist der erfindungsgemäße Fahrmischer einen DC/DC- Spannungswandler auf, der eingangsseitig mit der Hochvoltbatterie verbunden ist und ausgangsseitig mit der Niedervoltbatterie und den Nebenverbrauchern. Die über den Eingang des DC/DC-Spannungswandlers von der Hochvoltbatterie zur Verfügung gestellte elektrische Energie wird am Ausgang des DC/DC- Spannungswandlers nach einer Spannungswandlung in den Niedervoltbereich zum Laden der Niedervoltbatterie genutzt. Hierdurch ist ein besonders einfach aufgebauter Fahrmischer mit elektrischen Antrieben realisierbar. Der Aufbau weist insbesondere keine eigene, d.h. dem Aufbau zugeordnete Hochvoltbatterie zur elektrischen Versorgung des Trommelantriebs auf. Außerdem ist die Versorgung der Nebenverbraucher durch die Niedervoltbatterie des Aufbaus zumindest zeitweilig unabhängig von der Hochvoltbatterie möglich. Weiter ist die Versorgung der Nebenverbraucher dauerhaft unabhängig von einer Niedervolt-Spannungsversorgung des Fahrgestells möglich. Die dauerhafte Versorgung des Trommelantriebs und der Nebenverbraucher über die Hochvoltbatterie des Fahrgestells macht den Anschluss des Aufbaus sehr einfach. Bei einer Störung der Hochvoltbatterie des Fahrgestells können die Nebenverbraucher des Aufbaus übergangsweise weiterhin mit elektrischer Energie aus der Niedervoltbatterie des Aufbaus versorgt werden. Dies macht den Fahrmischer besonders sicher bei Ausfällen der Hochvoltbatterie. Der Fahrmischer kann als Lastkraftwagen ausgeführt sein, wobei der Lastkraftwagen das tragende Fahrgestell umfasst und der Aufbau auf dem tragenden Fahrgestell des Lastkraftwagens aufgebaut ist. Der Fahrmischer kann auch als Sattelzug ausgeführt sein, wobei der Sattelzug aus einer das Fahrgestell umfassenden Zugmaschine und einem den Aufbau umfassenden Sattelauflieger gebildet ist.

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 Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der DC/DC-Spannungswandler außerdem dazu vorgesehen ist, die Nebenverbraucher mit elektrischer Energie aus der Hochvoltbatterie zu versorgen. Die direkte Versorgung der Nebenverbraucher mit elektrischer Energie aus dem DC/DC-Spannungswandler ermöglicht es, die Nebenverbraucher des Aufbaus mit elektrischer Energie der Hochvoltbatterie des Fahrgestells zu betreiben, d.h. unabhängig von der Kapazität der Niedervoltbatterie.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass ein dem Fahrgestell zugeordneter Wechselrichter eingangsseitig mit der Hochvoltbatterie und ausgangsseitig mit dem Fahrgestellantrieb verbunden ist. Der dem Fahrgestell zugeordnete Wechselrichter dient zur elektrischen Versorgung des Fahrgesellantriebs mit Wechselspannung, die aus der Gleichspannung der Hochvoltbatterie in dem Wechselrichter umgewandelt wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung bezieht sich darauf, dass ein dem Aufbau zugeordneter Wechselrichter eingangsseitig mit der Hochvoltbatterie und ausgangsseitig mit dem Trommelantrieb verbunden ist. Der dem Aufbau zugeordnete Wechselsicher dient zur elektrischen Versorgung des Trommelantriebs mit Wechselspannung, die aus der Gleichspannung der Hochvoltbatterie in dem Wechselrichter umgewandelt wird. Bei dem Wechselrichter handelt es sich bevorzugt um einen 750VDC/400VAC-Konverter oder 400VDC/400VAC-Konverter.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass der dem Aufbau zugeordnete Wechselrichter und der DC/DC-Spannungswandler über denselben Hochvoltanschluss mit der Hochvoltbatterie verbunden sind. Der Hochvoltanschluss zur Verbindung des dem Aufbau zugeordneten Wechselrichters und des DC/DC-Spannungswandler bietet eine einfache Möglichkeit, den Aufbau elektrisch mit dem Fahrgestell zu verbinden. Bei der Herstellung des Fahrmischers kann so auf vorgefertigte Fahrgestelle von etablierten Herstellern zurückgegriffen werden, die einen Hochvoltanschluss bieten. Der DC/DC-Spannungswandler wandelt bevorzugt die von der Hochvoltbatterie zur Verfügung gestellte Gleichspannung von beispielsweise 400 oder 750 V für den Niedervoltbereich in 24 V Gleichspannung um. Der Hochvoltanschluss kann über HV-Interlock überwacht werden. Außerdem kann über Relais ein Eingangssignal von einer Steuereinrichtung des Aufbaus erfasst werden, das anzeigt, dass das Fahrgestell in Betrieb ist. Neben dem Hochvoltanschluss kann noch ein CAN-Datenbus vorgesehen sein, damit das Fahrgestell und der Aufbau des Fahrmischers miteinander kommunizieren können.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass einer oder mehrere Nebenverbraucher des Aufbaus aus der Gruppe

Scheinwerfer, Wasserpumpe, Aktor einer Auslaufschurre, Aktor eines Einfüll-Schwenktrichters, Aktor eines Trommelverschlussdeckels, Kühlvorrichtung, eingerichtet zur Kühlung des Trommelantriebs, Steuereinrichtung, Bedieneinrichtung und elektrisch betätigbare Bremse zum Abbremsen der Drehbewegung der Mischertrommel sind. Bei dem Scheinwerfer des Aufbaus kann es sich um Arbeitsleuchten handeln, welche die Umgebung um den Fahrmischer für eine sichere Arbeit bei Dunkelheit ausleuchten. Der Scheinwerfer als Nebenverbraucher des Aufbaus kann von der dem Aufbau zugeordneten Niedervoltbatterie oder dem DC/DC- Spannungswandler einfach mit elektrischer Energie im Niedervoltbereich versorgt werden. Dies kann unmittelbar durch die Niedervoltbatterie oder den DC/DC-Spannungswandler erfolgen oder über die Steuereinrichtung des Aufbaus. Der Scheinwerfer hat bevorzugt eine maximale Aufnahmeleistung im Bereich von 75-100 Watt.

Die Wasserpumpe des Aufbaus dient der Erzeugung eines benötigten Wasserdruckes in einer Wasseranlage des Aufbaus. Die Wasseranlage des Aufbaus dient zum einen dazu, den Fahrmischer nach dem Einsatz zu reinigen und zum anderen dazu, die Fließfähigkeit des Mischmaterials in der Mischertrommel bei Bedarf durch Zusetzen von Wasser zu verbessern. Die Wasserpumpe kann einfach über einen Wechselrichter mit der Niedervoltbatterie oder dem DC/DC-Spannungswandler verbunden sein. Der Wechselrichter für die Ansteuerung der Wasserpumpe kann also direkt mit 24 V von der Niedervoltbatterie versorgt und über einen CAN-Datenbus von der Steuereinrichtung des Aufbaus angesteuert werden.

Der Aktor der Auslaufschurre dient zur beweglichen Verstellung der Auslaufschurre, sodass Einfülltrichter von Autobetonpumpen oder Betonsilos zur Befüllung mit Mischmaterial aus der Mischertrommel gut erreichbar sind. Zur elektrischen Verstellung der Auslaufschurre wird der Aktor im Niedervoltbereich hierzu mit elektrischer Energie der Niedervoltbatterie oder des DC/DC- Spannungswandler versorgt. Der Aktor der Auslaufschurre hat bevorzugt eine maximale Aufnahmeleistung von 300 Watt.

Der Aktor für den Einfüll-Schwenktrichter dient zur beweglichen Verstellung des Einfüll-Schwenktrichters, wodurch die Befüllung der Mischertrommel mit Mischmaterial vereinfacht wird. Zur elektrischen Verstellung des Einfüll- Schwenktrichters wird der Aktor im Niedervoltbereich mit elektrischer Energie der Niedervoltbatterie oder des DC/DC-Spannungswandler versorgt. Der Aktor für den Einfüll-Schwenktrichter hat bevorzugt eine maximale Aufnahmeleistung von 300 Watt, im Fall von zwei Verschluss-Aktoren zweimal 300W.

Über den Aktor des Trommelverschlussdeckels kann der Verschlussdeckel der Mischertrommel elektrisch verschlossen werden. Zum Verschluss der Mischertrommel wird der Trommelverschlussdeckel über den Aktor bewegt, der im Niedervoltbereich mit elektrischer Energie der Niedervoltbatterie oder des DC/DC-Spannungswandler versorgt wird. Der Aktor für den Trommelverschlussdeckel hat bevorzugt eine maximale Aufnahmeleistung von 300 Watt.

Ein weiterer Nebenverbraucher, der mit Niedervoltspannung aus der Niedervoltbatterie des Aufbaus oder des DC/DC-Spannungswandlers versorgt wird, stellt die Kühlvorrichtung dar, welche die Kühlung des Trommelantriebs und weiterer Komponenten übernimmt. Die Kühlvorrichtung hat bevorzugt eine maximale Aufnahmeleistung von 600 Watt.

Ferner kann als Nebenverbraucher auch die Steuereinrichtung des Aufbaus mit Niedervoltspannung aus der Niedervoltbatterie des Aufbaus oder des DC/DC- Spannungswandlers betrieben werden, um die Funktionen des Fahrmischers zu steuern. Dabei kann die Steuereinrichtung selbst eine Spannungsversorgung im Niedervoltbereich für andere Nebenverbraucher des Aufbaus bereitstellen. Die Niedervoltbatterie des Aufbaus stellt die Steuerung der Nebenverbraucher des Aufbaus über die Steuereinrichtung sicher. Außerdem sorgt die Spannungsversorgung der Niedervoltbatterie für elektrische Energie zum Antrieb der Nebenverbraucher.

Ein weiterer Nebenverbraucher des Aufbaus kann die Bedieneinrichtung zur Bedienung des Fahrmischers darstellen. Diese Bedieneinrichtung kann durch Ein- und Ausgabeeinheiten an Heck, Fahrerhaus oder durch Fernbedienungen gebildet sein und mit Niedervoltspannung aus der Niedervoltbatterie des Aufbaus oder des DC/DC-Spannungswandlers einfach versorgt werden. Die Bedieneinrichtung hat bevorzugt eine maximale Aufnahmeleistung von 24 Watt pro Ein- und Ausgabeeinheit. Die Niedervoltbatterie des Aufbaus versorgt bevorzugt alle Nebenverbraucher des Aufbaus mit einer Niedervoltspannung von 24 Volt. Nebenverbraucher wie die Aktoren für die Auslaufschurre, den Einfüll-Schwenktrichter und den Trommelverschlussdeckel sowie die Kühlvorrichtung werden bevorzugt direkt mit 24V von der Niedervoltbatterie des Aufbaus versorgt und von einer I/O- Schnittstelle der Steuereinrichtung über Relais an dem jeweiligen Nebenverbraucher gesteuert. Der Arbeitsscheinwerfer mit einer geringen Leistungsaufnahme wird bevorzugt direkt von der Steuereinrichtung mit Spannung versorgt und damit angesteuert. Die Versorgung der Nebenverbraucher über den DC/DC-Spannungswandler und die Niedervoltbatterie kann parallel oder wahlweise erfolgen.

Von besonderem Vorteil ist die Versorgung einer elektrisch betätigbaren Bremse zum Abbremsen der Drehbewegung der Mischertrommel mit Niedervoltspannung aus der Niedervoltbatterie des Aufbaus, denn über die Niedervoltbatterie des Aufbaus kann so die Drehbewegung der Mischertrommel auch bei einem Ausfall der Hochvoltbatterie des Fahrgestells zuverlässig gestoppt werden.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass die mögliche momentane elektrische Aufnahmeleistung eines einzelnen Nebenverbrauchers oder mehrerer der Nebenverbraucher gemeinsam die maximale elektrische Abgabeleistung des DC/DC-Spannungswandlers überschreitet, wobei die Niedervoltbatterie dazu vorgesehen und ausgelegt ist, die Differenz zwischen der möglichen momentanen Aufnahmeleistung des bzw. der Nebenverbraucher und der maximalen Abgabeleistung des DC/DC-Spannungswandlers über einen begrenzten Zeitraum bereitzustellen. So kann die kurzzeitige maximale Aufnahmeleistung eines elektrischen Nebenverbrauchers die maximale Abgabeleistung des DC/DC-Spannungswandlers überschreiten. Zumindest vorübergehend kann dann die Niedervoltbatterie die Differenz zwischen der maximalen Aufnahmeleistung des elektrischen Nebenverbrauchers zu der maximalen Abgabeleistung des DC/DC-Spannungswandlers dem Nebenverbraucher zur Verfügung stellen. Die maximalen Aufnahmeleistungen von mehreren gleichzeitig betriebenen Nebenverbrauchern können auch die maximale Abgabeleistung des Spannungswandlers überschreiten. So kann die Niedervoltbatterie die Differenz zwischen den maximalen Aufnahmeleistungen der Nebenverbraucher zu der maximalen Abgabeleistung des DC/DC- Spannungswandlers den gleichzeitig betriebenen Nebenverbrauchern zur Verfügung stellen. Bei den Nebenverbrauchern kann es sich bspw. um einen Arbeitsscheinwerfer mit einer geringen Stromaufnahme oder auch eine Wasserpumpe handeln mit einer Leistungsaufnahme von bis zu 4 kW handeln. Die Niedervoltbatterie dient somit als Energiepufferspeicher, um bei Spitzen der Aufnahmeleistung der Nebenverbraucher ausreichend Energie zur Verfügung stellen zu können und so Fehlfunktionen zu vermeiden. Dies gilt auch in Situationen, in denen der Trommelantrieb vollständig oder nahezu vollständig die von der Hochvoltbatterie verfügbare Abgabeleistung benötigt. In diesen Situationen kann über den DC/DC-Spannungswandler keine (ausreichende) elektrische Energie aus der Hochvoltbatterie bereitgestellt werden. Die Nebenverbraucher werden aber weiterhin sicher aus der Niedervoltbatterie versorgt.

Die mögliche momentane elektrische Aufnahmeleistung eines einzelnen Nebenverbrauchers oder mehrerer der Nebenverbraucher gemeinsam kann also die maximale elektrische Abgabeleistung des DC/DC-Spannungswandlers überschreiten, was die Verwendung eines schwächeren, d.h. kleiner dimensionierten DC/DC-Spannungswandlers ermöglicht. Denn die Differenz zwischen der möglichen momentanen Aufnahmeleistung des bzw. der Nebenverbraucher und der maximalen Abgabeleistung des DC/DC- Spannungswandlers kann über die Niedervoltbatterie über einen begrenzen Zeitraum bereitgestellt werden. So lassen sich insbesondere höhere Einschaltströme der Nebenverbraucher in der Niedervolt-Spannungsversorgung des Aufbaus abfangen.

Die Nebenverbraucher laufen in der Regel immer nur kurzzeitig, also bevorzugt unter 10 Minuten, sodass der DC/DC-Spannungswandler die Niedervoltbatterie in den dazwischen liegenden Pausen wieder laden kann. Geeignete DC/DC- Spannungswandler liefern eine Abgabeleistung von 3kW bis 6,5 kW.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Niedervoltbatterie dazu ausgelegt ist, auch bei Ausfall des DC/DC-Spannungswandlers und/oder der Hochvoltbatterie mindestens einen Nebenverbraucher des Aufbaus mit elektrischer Energie zu versorgen. So lassen sich die Nebenverbraucher des Aufbaus auch unabhängig von der Hochvoltbatterie des Fahrgestells und des DC/DC-Spannungswandler betreiben, was für zusätzliche Sicherheit des Fahrmischers sorgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass es sich bei dem mindestens einen Nebenverbraucher um eine elektrisch betätigbare Bremse zum Abbremsen der Drehbewegung der Mischertrommel handelt. Die Bremse wird von der Niedervoltbatterie bestromt, um sie zu öffnen und schließt automatisch, wenn die Spannungsversorgung der Bremse ausfällt oder abgeschaltet wird. Über die Niedervoltbatterie des Aufbaus kann hierdurch die Drehbewegung der Mischertrommel auch bei einem Ausfall der Hochvoltbatterie des Fahrgestells zuverlässig gestoppt werden, auch wenn der DC/DC-Spannungswandler keine Niedervoltspannung mehr liefert.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei Erreichen eines Minimal- Ladezustandes der Hochvoltbatterie des Fahrgestells die Leistungsabgabe an den Aufbau des Fahrmischers verringert oder unterbrochen wird, damit die Antriebsenergie des Fahrgestells noch ausreicht um eine Ladestation zur Aufladung der Hochvoltbatterie zu erreichen. Auch in dieser Situation liefert die Niedervoltbatterie immer noch ausreichend Energie für die Nebenverbraucher.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass keiner der Nebenverbraucher des Aufbaus über eine dem Fahrgestell zugeordnete Niedervolt-Spannungsversorgung mit elektrischer Energie versorgt wird. Die unabhängige Versorgung der Nebenverbraucher des Aufbaus macht die elektrische Anbindung des Aufbaus flexibel für unterschiedliche Fahrgestelle. Der Verzicht auf die Nutzung der dem Fahrgestell zugeordneten Niedervolt- Spannungsversorgung für die Nebenverbraucher des Aufbaus, macht Änderungen am Fahrgestell im Bereich der Niedervolt-Spannungsversorgung überflüssig. Außerdem spielen unterschiedliche Potenziale einer Niedervolt- Spannungsversorgung des Fahrgestells und derjenigen des Aufbaus keine Rolle, welche zu komplexen Problemen führen könnten. Werden sowohl der dem Aufbau zugeordnete Wechselrichter als auch der DC/DC- Spannungswandler des Aufbaus über denselben Hochvoltanschluss mit elektrischer Energie aus der Hochvoltbatterie des Fahrgestells versorgt, muss das Fahrgestell lediglich in der Lage sein, ausreichend Energie über den Hochvoltanschluss zum Betrieb des Trommelantriebs auf dem Aufbau zur Verfügung zu stellen.

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

Figur 1 erfindungsgemäßer Fahrmischer,

Figur 2 Spannungsversorgung des Fahrmischers, und

Figur 3 Steuerleitungen des Fahrmischers.

In der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist ein erfindungsgemäßer

Fahrmischer dargestellt. Ein solcher Fahrmischer 1 dient insbesondere zum Transport von Beton von der Betonmischanlage zur Baustelle. Der hier gezeigte Fahrmischer 1 ist als Lastkraftwagen ausgeführt, wobei der Lastkraftwagen ein tragendes Fahrgestell 2 umfasst und einen Aufbau 3, der auf dem tragenden Fahrgestell 2 des Lastkraftwagens aufgebaut ist. Der Fahrmischer kann aber auch als Sattelzug ausgeführt sein, wobei der Sattelzug aus einer das Fahrgestell umfassenden Zugmaschine und einem den Aufbau umfassenden Sattelauflieger gebildet ist (nicht dargestellt). Das Fahrgestell 2 weist in beiden Fällen mindestens eine von einem Fahrgestellantrieb 4 zur fahrenden Fortbewegung des Fahrmischers 1 angetriebene Antriebsachse 5 auf. Der Aufbau 3 weist hingegen eine von einem Trommelantrieb 6 drehend angetriebene Mischertrommel 7 auf. Erfindungsgemäß sind der Fahrgestellantrieb 4 und der Trommelantrieb 6 als elektrische Antriebe ausgebildet, sodass elektrische Energie zur Fortbewegung des Fahrmischers 1 und zum Drehen der Mischertrommel 7 verwendet wird. Hierzu ist in dem Fahrmischer 1 eine Hochvoltbatterie 8 vorgesehen, die sowohl den Fahrgestellantrieb 4 als auch den Trommelantrieb 6 mit elektrischer Energie versorgt. Diese Hochvoltbatterie 8 ist dem Fahrgestell 2 des Fahrmischers 1 zugeordnet. Der Fahrmischer 1 weist außerdem ein dem Fahrgestell 2 zugeordneten Wechselrichter 11 (Fig. 2 u. 3) auf, der eingangsseitig mit der Hochvoltbatterie 8 und ausgangsseitig mit dem Fahrgestellantrieb 4 verbunden ist. Dem Aufbau 3 ist zudem ein Wechselrichter 12 (Fig. 2 u. 3) zugeordnet, der eingangsseitig mit der Hochvoltbatterie 8 und ausgangsseitig mit dem Trommelantrieb 6 verbunden ist. Zudem ist dem Fahrgestell 2 eine Niedervoltbatterie 23 (Fig. 2 u. 3) zugeordnet, welche die Nebenkomponenten, wie die Steuerung 24 (Fig. 2 u. 3) des Fahrgestells, das Radio und die Klimaanlage für das Fahrerhaus 25 sowie Frontscheinwerfer 26 und Rückleuchten des Fahrgestells 2, etc. mit elektrischer Energie im Niedervoltbereich von bevorzugt 24V versorgt. Der erfindungsgemäße Fahrmischer 1 weist außerdem eine dem Aufbau 3 zugeordnete Niedervoltbatterie 9 auf. Diese Niedervoltbatterie 9 ist zur Versorgung von verschiedenen Nebenverbrauchern 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 des Aufbaus 3 mit elektrischer Energie vorgesehen.

Hierzu zeigt die Figur 2 eine schematische Übersicht zur Spannungsversorgung des Fahrmischers 1 gemäß Figur 1. Die Komponenten 4, 11 , 8, 27 und die Nebenkomponenten 23, 24 des Fahrgestells 2 sind hier in einem Block zusammengefasst. Auch die Verbraucher und Nebenverbraucher des Aufbaus 3 sind hier zu einem Block zusammengefasst. Das Fahrgestell 2 und der Aufbau 3 sind über einen Hochvoltanschluss 13 miteinander verbunden. Am Fahrgestell 2 ist am Hochvoltanschluss 13 ein Trennschalter 27 vorgesehen, um die Verbindung zum Aufbau 3 trennen zu können. Der Aufbau 3 verfügt über eine Power Distribution Unit 28, um elektrische Energie der Hochvoltbatterie 8 des Fahrgestells 2 von dem Hochvoltanschluss 13 zu verteilen. Die Power Distribution Unit 28 umfasst bevorzugt Schutzschalter zur Absicherung des Aufbaus 3. Der Fahrmischer 1 verfügt über einen eingangsseitig mit der Hochvoltbatterie 8 und ausgangsseitig mit der Niedervoltbatterie 9 und den Nebenverbrauchern 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 verbundenen DC/DC- Spannungswandler 10. Dieser DC/DC-Spannungswandler 10 dient dazu, die Niedervoltbatterie 9 mit elektrischer Energie aus der Hochvoltbatterie 8 zu laden. Damit ist ein besonders einfach aufgebauter Fahrmischer 1 mit elektrischen Antrieben realisierbar, da der Aufbau 3 nicht über eine eigene Hochvoltbatterie 8 zur elektrischen Versorgung des Trommelantriebs 6 verfügen muss. Zudem ist die Versorgung der Nebenverbraucher 14, 15, 16, 17, 18, 19,

20, 21 , 22 über die Niedervoltbatterie 9 des Aufbaus 3 zeitweilig unabhängig von der Hochvoltbatterie 8 möglich. Außerdem ist dauerhaft eine Versorgung der Nebenverbraucher 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 unabhängig von einer Niedervolt-Spannungsversorgung 23 des Fahrgestells 2 möglich. Deshalb sind keine Änderungen am Fahrgestell 2 nötig, um die Nebenverbraucher 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 des Aufbaus 3 mit elektrischer Energie zu versorgen. Der DC/DC-Spannungswandler 10 kann die Nebenverbraucher 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 auch direkt mit elektrischer Energie aus der Hochvoltbatterie 8 versorgen. Der dem Aufbau 3 zugeordnete Wechselrichter 12 und der DC/DC- Spannungswandler 10 sind über den gleichen Hochvoltanschluss 13 mit der Hochvoltbatterie 8 verbunden. Überschreitet die elektrische Aufnahmeleistung eines einzelnen Nebenverbrauchers 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 oder mehrerer gleichzeitig betriebener Nebenverbraucher 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20,

21 , 22 gemeinsam die maximale elektrische Abgabeleistung des DC/DC- Spannungswandlers 10, so kann die Niedervoltbatterie 9 des Aufbaus 3 die Differenz zwischen der aktuellen Aufnahmeleistung des bzw. der Nebenverbraucher 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 und der maximalen Abgabeleistung des DC/DC-Spannungswandlers 10 über einen begrenzen Zeitraum bereitstellen. So lassen sich insbesondere höhere Einschaltströme der Nebenverbraucher 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 in der Niedervolt- Spannungsversorgung des Aufbaus 3 abfangen, und es kann ein DC/DC- Spannungswandler 10 verwendet werden, der eine maximale elektrische Abgabeleistung aufweist, die unter der möglichen Aufnahmeleistung des bzw. der Nebenverbraucher 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 liegt. Die Niedervoltbatterie 9 des Aufbaus 3 kann auch bei Ausfall des DC/DC- Spannungswandlers 10 und/oder bei Ausfall der Hochvoltbatterie 8, beispielsweise durch einen niedrigen Ladezustand, die Nebenverbraucher 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 des Aufbaus 3 mit elektrischer Energie versorgen.

Bei einen Nebenverbraucher kann es sich um eine elektrisch betätigbare Bremse 22 zum Abbremsen der Drehbewegung der Mischertrommel 7 handeln. Über die Niedervoltbatterie 9 des Aufbaus kann mit der Bremse 22 die Drehbewegung der Mischertrommel 7 auch bei einem Ausfall der Hochvoltbatterie 8 des Fahrgestells 2 zuverlässig gestoppt werden. Die Bremse 22 wird von der Niedervoltbatterie 9 bestromt, um sie zu öffnen und schließt automatisch, wenn die Spannungsversorgung ausfällt oder abgeschaltet wird. Die Bremse 22 sollte im Regelbetrieb nicht zu schnell zu schließen, damit das Komplettsystem nicht zu sehr wankt. Eine vollbeladene Mischertrommel 7 abrupt abzubremsen, könnte ein Kippen des Fahrmischers 1 auslösen. Wenn die Hochvoltbatterie 8 in bestimmten Fahrsituationen kaum Energie zur Verfügung stellt, z.B. bei einer Fahrt bergauf, könnte die Mischertrommel 7 ohne bestromten Trommelantrieb 6 aufgrund des Trommelinhaltes aufschaukeln. Die Bremse 22 würde dann zumindest die Mischertrommel 7 in Position halten, wodurch der Inhalt der Mischertrommel 7 beruhigt werden würde.

Weitere Nebenverbraucher des Aufbaus 3 können Scheinwerfer 14, eine Wasserpumpe 15, ein Aktor für die Auslaufschurre 16, ein Aktor für den Einfüll- Schwenktrichters 17 oder ein Aktor des Trommelverschlussdeckels 18 sein. Einen weiteren Nebenverbraucher stellt die Steuereinrichtung 20 des Aufbaus 3 dar. Der Scheinwerfer 14 als Nebenverbraucher des Aufbaus 3 wird von der dem Aufbau 3 zugeordneten Niedervoltbatterie 9 oder dem DC/DC- Spannungswandler 10 einfach mit elektrischer Energie im Niedervoltbereich versorgt. Dies kann unmittelbar durch die Niedervoltbatterie 9 oder den DC/DC- Spannungswandler 10 erfolgen oder, wie in Figur 3 angedeutet, über die Steuereinrichtung 20, welche eine Spannungsversorgung im Niedervoltbereich bereitstellt. Der Pumpenmotor 29 der Wasserpumpe 15 kann über einen Wechselrichter 34 mit der Niedervoltbatterie 9 oder dem DC/DC- Spannungswandler 10 verbunden sein. Der Wechselrichter 34 für die Ansteuerung der Wasserpumpe 15 kann direkt mit 24 V von der Niedervoltbatterie 9 versorgt und über ein CAN-Datenbus 33 (Fig. 3) von der Steuereinrichtung 20 des Aufbaus 3 angesteuert werden. Ferner kann als Nebenverbraucher auch eine Kühlvorrichtung 19 zur Kühlung des Trommelantriebs 6 vorgesehen sein. Ein weiterer Nebenverbraucher des Aufbaus 3 kann die Bedieneinrichtung 21 zur Bedienung des Fahrmischers 1 darstellen. Diese Bedieneinrichtung 21 kann durch Ein- und Ausgabeeinheiten an Heck 30 (Fig. 1 ), Fahrerhaus 25 (Fig. 1 ) oder durch Fernbedienungen gebildet sein Auch die Bedieneinrichtung 21 als Nebenverbraucher kann von dem DC/DC-Spannungswandlers 10 oder der Niedervoltbatterie 9 des Aufbaus 3 versorgt werden. Es ist vorgesehen, dass vorteilhafterweise keiner der Nebenverbraucher 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 , 22 des Aufbaus 3 über eine dem Fahrgestell 2 zugeordnete Niedervolt-Spannungsversorgung 23 mit elektrischer Energie versorgt wird.

Die Steuereinrichtung 20 kann selbst eine Spannungsversorgung im Niedervoltbereich für andere Nebenverbraucher des Aufbaus bereitstellen, wie in Figur 3 gezeigt ist. Nebenverbraucher mit einer geringen Leistungsaufnahme, wie die Kühlmittelpumpe der Kühlvorrichtung 19, oder die Arbeitsscheinwerfer 14 werden vorteilhafterweise direkt von der Steuereinrichtung 20 mit Spannung versorgt und damit angesteuert. Die Nebenverbraucher, wie die Aktoren für die Auslaufschurre 16, den Einfüll-Schwenktrichter 17 und den Trommelverschlußdeckel 18, werden bevorzugt über Relais 32 mit 24V von der Niedervoltbatterie 9 des Aufbaus 3 versorgt und die Stromversorgung von einer I/O-Schnittstelle 31 der Steuereinrichtung 20 über Relais 32 zu dem jeweiligen Nebenverbraucher gesteuert. Die Relais 32 gehören zu der Sicherheitstechnik zum sicheren Abschalten der Nebenverbraucher 16, 17 und 18, die Ansteuerung dieser Nebenverbraucher erfolgt über CAN-Datenbusverbindung.

- Bezugszeichenliste -

Bezugszeichenliste

Fahrmischer

Fahrgestell

Aufbau

Fahrgestellantrieb

Antriebsachse

Trommelantrieb

Mischertrommel

Hochvoltbatterie

Niedervoltbatterie (Aufbau) -Spannungswandler

Erster Wechselrichter (Fahrgestell)

Zweiter Wechselrichter (Aufbau)

Hochvoltanschluss

Scheinwerfer 15 Wasserpumpe

16 Aktor einer Auslaufschurre

17 Aktor eines Einfüll-Schwenktrichters

18 Aktor eines Trommelverschlussdeckels 19 Kühlvorrichtung

20 Steuereinrichtung

21 Bedieneinrichtung

22 Bremse

23 Niedervoltbatterie (Fahrgestell) 24 Steuerung (Fahrgestell)

25 Fahrerhaus

26 Frontscheinwerfer

27 Trennschalter

28 Power Distribution Unit (Hochvolt) 29 Pumpenmotor

30 Heck

31 I/O-Schnittstelle

32 Relais

33 CAN-Datenbus Dritter Wechselrichter (Wasserpumpe) Power Distribution Unit (Niedervolt)

- Patentansprüche -