[0001] Die Erfindung betrifft eine Straßenbaumaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1
angegebenen Art.
[0002] Bei Straßenbaumaschinen wie Straßenfertigern ist es in der Praxis bekannt, Normsteckdosen
vorzusehen, die vom Drehstromgenerator mit Strom versorgt werden. An diesen Normsteckdosen
können elektrische Normverbraucher angeschlossen werden, die auf eine Standard-Netzspannung
und zumindest im Wesentlichen stabile Frequenz angewiesen sind, z.B. eine Handbohrmaschine,
ein Hochdruckreiniger, ein Schrauber, oder auch Handlampen bzw. Netzteile für Mobiltelefone,
Laptops und dgl.. Solche Normverbraucher werden in der Regel nicht für den Arbeitsbetrieb
der Straßenbaumaschine benötigt, sondern auf der Baustelle in Verbindung mit dem Betrieb
oder Reinigungszyklen oder Wartungszyklen und dgl. der Straßenbaumaschine. Da der
Drehstromgenerator mehr oder weniger direkt vom Verbrennungsmotor angetrieben wird,
dessen Drehzahl abhängig vom Lastzustand variiert, variiert auch die Frequenz des
vom Drehstromgenerator gelieferten Stroms. Im Regelfall wird nur bei niedriger Motordrehzahl,
z.B. Leerlaufdrehzahl oder angehobener Leerlaufdrehzahl, am Drehstromgenerator und
den Steckdosen eine Frequenz von etwa 50 Hz erreicht, so dass nur in diesem engen
Motordrehzahlbereich gängige elektrische Normverbraucher betrieben werden können.
Wird die Motordrehzahl gegenüber diesem für die Normverbraucher zulässigen Drehzahlbereich
erhöht, wird zwar im Regelfall die Ausgangsspannung des Drehstromgenerators stabilisiert,
steigt jedoch die Frequenz proportional zur Drehzahl an. Dies würde zu Schäden in
den elektrischen Normverbrauchern führen. Deshalb ist es bekannt, die vorgesehenen
Steckdosen nur für die zulässige Frequenz freizuschalten, jedoch dann abzuschalten,
wenn die Frequenz zu niedrig oder zu hoch wird. Dies bedeutet durchaus nennenswerten
technischen Aufwand für die Aktivierung und Deaktivierung der Normsteckdosen und hat
den grundsätzlichen Nachteil, solche Normverbraucher dann nicht mehr betreiben zu
können, wenn der Verbrennungsmotor nicht mit einer vorbestimmten niedrigen Drehzahl
läuft. Im normalen Arbeitsbetrieb läuft der Verbrennungsmotor bei Volllast meist mit
einer zu hohen Drehzahl für elektrische Normverbraucher, so dass diese dann nicht
benutzt werden können. Es besteht jedoch erheblicher Bedarf, bestimmte elektrische
Normverbraucher permanent an der Straßenbaumaschine betreiben zu können, und nicht
nur abhängig in einem niedrigen Lastzustand des Verbrennungsmotors. Diese Forderung
lässt sich zwar erfüllen, in dem keine "gängigen" elektrischen Normverbraucher angeschlossen
werden, sondern nur spezielle Verbraucher, die hohe oder variierende Frequenzen vertragen,
wobei auch spezielle Steckverbinder benutzt werden. Dies bedeutet jedoch einen erheblichen
Kostenmehraufwand. Alternativ ist es auch möglich, das meist vorgesehene 24-Volt-Bordnetz
der Straßenbaumaschine, beispielsweise gespeist aus einer Batterie, für manche elektrische
Normverbraucher zu benutzen. Dann wird jedoch das 24-Volt-Bordnetz durch ständig oder
häufig eingeschaltete elektrische Normverbraucher stark belastet.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Straßenbaumaschine der eingangs genannten
Art anzugeben, bei der das gegebene hohe elektrische Leistungsvermögen des Drehstromgenerators
auch zum ständigen oder bedarfsabhängigen Betrieb elektrischer Normverbraucher unabhängig
von der Drehzahl des Verbrennungsmotors nutzbar ist, d.h. dem Betrieb von "gängigen"
oder Normverbrauchern, die zumindest auf konstante Frequenz der Spannung angewiesen
sind.
[0004] Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0005] Die stabilisierte Spannungsversorgungseinheit stellt unabhängig von der Drehzahl
des Verbrennungsmotors bzw. der Arbeitsdrehzahl des Drehstromgenerators für die für
elektrische Normverbraucher vorgesehene Anschlusseinrichtung eine jeweils zweckmäßige
Netzspannung permanent mit stabiler Frequenz bereit. Es können somit alle gängigen
elektrischen Verbraucher permanent oder häufig oder jeweils bei Bedarf betrieben werden,
die auf eine bestimmte Netzspannung und vor allem eine weitgehend stabile konstante
Frequenz angewiesen sind. Solche elektrischen Normverbraucher sind beispielsweise
Elektrowerkzeuge, Beleuchtungseinrichtungen, Gasentladungs-Lichtballone, Kühlboxen,
Netzteile für Mobiltelefone oder Laptops, oder dgl.. Aus dem Betrieb dieser elektrischen
Normverbraucher entsteht keine unzweckmäßige Belastung des 24-Volt-Bordnetzes. Es
werden keine exotischen Steckverbinder benötigt. Die große Leistungsreserve des Drehstromgenerators
wird auf universelle Weise besser genutzt. Der technische Mehraufwand für die Spannungsversorgungseinheit
ist dem technischen Aufwand für frequenzabhängig abschaltbare Anschlussmöglichkeiten
oder für frequenzunabhängig betreibbare, elektrische Verbraucher gleichzusetzen. Jedoch
kann Bedienungspersonal an und im Umkreis der Straßenbaumaschine auf der Baustelle
bei Bedarf kostengünstige Einrichtungen nach Belieben und so anwenden, als wäre ein
Standardstromnetz vorhanden.
[0006] Zweckmäßig weist die stabilisierte Spannungsversorgungseinheit wenigstens eine Universal-Umrichterschaltung
auf, mit der aus vom Drehstromgenerator mit variierender Frequenz erzeugter Wechselspannung,
die gegebenenfalls sogar variiert, sozusagen in einem Zwischenkreis, eine Zwischenspannung,
und aus der Zwischenspannung die benötigte Netzspannung mit stabiler Frequenz erzeugbar
ist. Unter stabiler Frequenz wird hierbei eine Frequenz verstanden, die gegebenenfalls
beim Starten des Verbrennungsmotors noch nicht gegeben ist, aber sich zumindest dann
einstellt, wenn der Verbrennungsmotor an seiner Leerlaufdrehzahl oder einem bei solchen
Straßenbaumaschinen üblichen niedrigen Drehzahlniveau läuft. Die Frequenz wird dann
bis zur Höchstdrehzahl oder dem Volllastzustand entsprechenden Drehzahl stabil gehalten.
[0007] Die Universal-Umrichterschaltung kann auf die jeweils gewünschte Netzspannung bzw.
Frequenz eingestellt sein. Die Netzspannung wird beispielsweise abhängig von länderspezifischen
Anforderungen oder den einzusetzenden elektrischen Normverbrauchern mit etwa 110 Volt,
etwa 220 bis 240 Volt oder 400 Volt gewählt, mit einer Frequenz von etwa 50 Hz oder
etwa 60 Hz.
[0008] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Anschlusseinrichtung wenigstens
eine Klemme und/oder eine Normsteckdose, vorzugsweise eine Schuko-Steckdose, auf.
Da über die stabilisierte Verspannungsversorgungseinheit konstant die richtige Frequenz
sichergestellt bleibt, kann an einer Klemme ein elektrischer Normverbraucher auch
permanent fest angeschlossen sein, z.B. ein Beleuchtungssystem, bzw. kann die Normsteckdose,
insbesondere die Schuko-Steckdose, zum Anschließen des jeweils benötigten elektrischen
Normverbrauchers jederzeit genutzt werden und unabhängig von der Drehzahl des laufenden
Verbrennungsmotors.
[0009] Um mehrere elektrische Normverbraucher parallel einsetzen zu können, kann zweckmäßig
wenigstens eine Klemmenbatterie mit mehreren Anschlussmöglichkeiten und/oder eine
Normsteckdosen-Batterie, mit mehreren parallel nutzbaren Schuko-Steckdosen, vorgesehen
sein.
[0010] Die Spannungsversorgungseinheit kann direkt an den Drehstromgenerator angeschlossen
werden, oder über ein dazwischengeschaltetes Absicherungssystem. Ferner ist es möglich,
die Spannungsversorgungseinheit separat abzusichern und an eine Versorgungsleitung
eines weiteren elektrischen Verbrauchers des Straßenfertigers oder der Straßenbaumaschine
anzuschließen, oder an eine bereits abgesicherte Versorgungsleitung zu einem solchen
Verbraucher. Dies reduziert bei hoher Betriebssicherheit den schaltungstechnischen
Aufwand in der Straßenbaumaschine, da die Spannungsversorgungseinheit an geeigneter
Stelle platziert und verschaltet werden kann.
[0011] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Straßenbaumaschine ein Straßenfertiger
oder ein Beschicker für Straßenfertiger und sind am Straßenfertiger oder Beschicker
und/oder an einer Einbaubohle des Straßenfertigers mehrere Anschlusseinrichtungen
verteilt angeordnet, die über eine zentrale Spannungsversorgungseinheit oder auch
mehrere Spannungsversorgungseinheiten mit Netzspannung und konstanter Frequenz versorgt
werden. Auf diese Weise lassen sich elektrische Verbraucher wahlweise an verschiedenen
Stellen der Straßenbaumaschine anschließen und optimaler einsetzen.
[0012] Bei einer Ausführungsform ist wenigstens ein Beleuchtungssystem, vorzugsweise ein
Straßenfertiger- bzw. Beschicker- und/oder Baustellen-Beleuchtungssystem festverdrahtet
an die Anschlusseinrichtung angeschlossen, wobei dieses Beleuchtungssystem eben mit
Normverbrauchern bestückt ist, die auf eine stabile Frequenz und eine bestimmte Netzspannung
angewiesen sind.
[0013] Anhand der Zeichnungen wird der Erfindungsgegenstand näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Seitenansicht einer Baumaschine, ausgebildet als Straßenfertiger,
und
- Fig. 2
- ein schematisches Blockschaltbild zur Verdeutlichung einer Anschlusseinrichtung für
elektrische Normverbraucher.
[0014] Fig. 1 zeigt schematisch eine Straßenbaumaschine F, im Ausführungsfall einen Straßenfertiger
zum Einbauen von Deckenschichten aus bituminösem oder Betoneinbaumaterial. Alternativ
könnte die Straßenbaumaschine F auch ein Beschicker sein, der zum Beschicken wenigstens
eines Straßenfertigers eingesetzt und von ähnlicher Bauart wie ein Straßenfertiger
ist. Ferner könnten weitere Straßenbaumaschinen von der Erfindung mitumfasst sein.
[0015] Der Straßenfertiger als die Baumaschine F weist einen Unterbau 1 mit einem Fahrwerk
2 (Raupenfahrwerk, wie gezeigt, oder Räderfahrwerk, nicht gezeigt) auf. Auf dem Unterbau
1 ist ein Führerstand 3 angeordnet, bei dem sich als Primärantriebsaggregat P ein
Verbrennungsmotor 4, z.B. ein Dieselmotor, und ein Kühlsystem K befinden. Im Vorderteil
des Unterbaus ist ein Gutbunker 5 angeordnet, von dem sich eine Materialfördereinrichtung
6, z.B. wenigstens ein Kratzerförderband oder eine Förderschnecke, zu einer am hinteren
Ende angeordneten Materialverteileinrichtung 7 erstreckt, z.B. zu einer oder mehreren
Verteilerschnecken.
[0016] Am Unterbau 1 sind seitlich Ausleger 8 angelenkt, an denen die Einbaubohle B montiert
ist, in welcher u.a. neben nicht näher hervorgehobenen Verdichtungsaggregaten Stampfereinrichtungen
10, gegebenenfalls Presselemente 11, Vibrationseinrichtungen 13, wenigstens eine elektrische
Heizeinrichtung 18, und Breitenverstelleinrichtungen 9 angeordnet sein können. Die
Ausleger 8 sind über hintere Hubzylinder 14 anhebbar, und bei ihren Anlenkungen z.B.
zur Nivellierung der Einbaubohle B mittels Nivellierzylindern 15 verstellbar. Im Fahrantrieb
2 ist beispielsweise an jeder Seite ein Antriebsaggregat 16, z.B. ein hydrostatisches
Antriebsaggregat, vorgesehen. Seitenwände des Bunkers 5 können mit Verstellzylindern
17 verstellt werden. Im Führerstand 3 ist eine Steuerkonsole 51 zusammen mit einer
nicht näher hervorgehobenen Steuerung für die einzelnen Sekundärantriebe des Straßenfertigers
F untergebracht.
[0017] Der Verbrennungsmotor 4 treibt beispielsweise über ein Pumpenverteilergetriebe 12
einen Drehstromgenerator 19. Vom Pumpenverteilergetriebe 12 können auch mehrere Hydraulikpumpen
31 angetrieben werden, die zur Versorgung hydrostatischer Sekundärantriebe im Straßenfertiger
F dienen. Ferner sind, entweder an einer zentralen Stelle oder, wie angedeutet, verteilt
Anschlusseinrichtungen 24 für elektrische Normverbraucher (nicht gezeigt) am Straßenfertiger
F und/oder der Einbaubohle B vorgesehen, und zwar für elektrische Normverbraucher
oder gängige Verbraucher, die im Betrieb einer bestimmten Netzspannung und einer stabilen
Frequenz bedürfen. Die Anschlusseinrichtung 24 bzw. die Anschlusseinrichtungen 24
werden vom Drehstromgenerator 19 (siehe Fig. 2) elektrisch mit einer wählbaren Netzspannung
und einer permanent zumindest im Wesentlichen stabilen oder konstanten Frequenz gespeist.
[0018] Fig. 2 verdeutlicht schematisch, wie der Verbrennungsmotor 4, z.B. der Dieselmotor,
über eine Antriebsverbindung (beispielsweise das Pumpenverteilergetriebe 12 von Fig.
1) den Drehstromgenerator 19 so antreibt, dass die Arbeitsdrehzahl des Drehstromgenerators
19 stets entweder der Drehzahl des Verbrennungsmotors entspricht oder zu dieser proportional
ist. An den Drehstromgenerator 19 ist beispielsweise die elektrische Heizeinrichtung
18 permanent angeschlossen, in welcher elektrische Heizstäbe (nicht gezeigt) vorgesehen
sein können, die gegebenenfalls frequenzunabhängig betreibbar sein können. Die vom
Drehstromgenerator 19 erzeugte Frequenz variiert z.B. zwischen etwa 40 Hz bis 140
Hz. Auch die Spannung kann dabei variieren. Beispielsweise über einen vorgesehenen
CAN-Bus ist eine Spannungsabsenkung möglich. Ferner führt vom Drehstromgenerator 19
eine Versorgungsleitung 20 zu einer stabilisierten Spannungsversorgungseinheit 21
(im Straßenfertiger F ist zumindest eine solche stabilisierte Spannungsversorgungseinheit
21 an geeigneter
[0019] Stelle installiert), die eine Umrichterschaltung 22 aufweist, welche aus der vom
Drehstromgenerator 19 bereitgestellten Wechselspannung (Spannungshöhe und Frequenz
sind unerheblich bzw. variabel) eine Zwischenspannung generiert, z.B. in einem Zwischenkreis,
z.B. mit Brückengleichrichtern oder einem geregelten Schaltnetzteil. Aus einer Zwischenspannung
wird eine stabile Netzspannung, beispielsweise dem lokalen Ortsnetz entsprechend,
mit weitestgehend konstantem Spannungswert und weitestgehend konstanter Frequenz,
erzeugt. An die stabilisierte Spannungsversorgungseinheit 21 sind beispielsweise über
eine Anschlussleitung 23 in der Anschlusseinrichtung 24 mehrere Klemmen 26 oder Normsteckdosen
25, vorzugsweise Schuko-Steckdosen, parallel angeschlossen. Es kann in der Anschlusseinrichtung
24 sogar jeweils eine Klemmenbatterie und/oder Normsteckdosen-Batterie vorgesehen
sein. An die in Fig. 2 gezeigte Klemme 26 ist beispielsweise als elektrischer Normverbraucher
ein Beleuchtungssystem 27 festverdrahtet angeschlossen, das ein Beleuchtungssystem
des Straßenfertigers und/oder einer Baustelle sein kann. Beispielsweise ist dies ein
230 Volt Beleuchtungssystem, oder sind mehrere Gasentladungs-Lichtballone, oder dgl.
festverdrahtet angeschlossen. An die Normsteckdosen 25 sind beispielsweise eine Kühlbox
28 oder ein Elektrowerkzeug wie ein Schrauber, ein Hochdruckreiniger oder eine Bohrmaschine
angeschlossen, die für sekundäre Arbeiten am oder im Bereich des Straßenfertigers
benutzt werden. An eine weitere Normsteckdose ist als Beispiel eines elektrischen
Normverbrauchers ein Netzteil 29 für ein Mobiltelefon oder ein Laptop 30 angesteckt.
[0020] Die Netzspannung kann etwa 110 Volt, oder 220 bis 240 Volt oder auch 400 Volt betragen,
je nach Bedarf, wobei die Frequenz bei etwa 50 Hz oder bei 60 Hz liegt und permanent
stabil gehalten wird.
[0021] Im Straßenfertiger als Beispiel der Straßenbaumaschine F in Fig. 1 ist auch ein 24-Volt-Bordnetz
Z angedeutet, das aus einer Batterie A gespeist wird, die wiederum vom Drehstromgenerator
19 oder alternativ von einer nicht gezeigten Lichtmaschine über einen Regler geladen
wird. Anstelle eines oder mehrerer Mobiltelefone könnte auch ein Laptop oder dgl.
angeschlossen werden. Die Anschlusseinrichtung 24 ist permanent freigeschaltet, unabhängig
von der Drehzahl des Verbrennungsmotors, und wird gegebenenfalls nur während des Starts
des Verbrennungsmotors 4 deaktiviert.
[0022] Die Anschlusseinrichtung 24 bzw. die stabilisierte Spannungsversorgungseinheit 21
kann ein eigenes Sicherungssystem aufweisen oder an ein beim Drehstromgenerator 19
vorgesehenes Sicherungssystem angeschlossen sein, oder auch an eine, gegebenenfalls
abgesicherte, Versorgungsleitung zu einem elektrischen Verbraucher des Straßenfertigers,
beispielsweise an die Versorgungsleitung zur elektrischen Heizeinrichtung 18.
1. Straßenbaumaschine (F), insbesondere Straßenfertiger oder Beschicker für Straßenfertiger,
mit einem Primärantriebsaggregat (P), das einen wenigstens einen Drehstromgenerator
(19) treibenden Verbrennungsmotor (4) umfasst, und mit wenigstens einer Anschlusseinrichtung
(24) für wenigstens einen handelsüblichen gängigen Wechselstromverbraucher (28, 29),
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anschlusseinrichtung (24) und dem Drehstromgenerator (19) wenigstens
eine stabilisierte Spannungsversorgungseinheit (21) zwischengeschaltet ist, mit der
unabhängig von der Drehzahl des den Drehstromgenerator (19) treibenden Verbrennungsmotors
(4) an der Anschlusseinrichtung (24) Standard-Netzspannung mit permanent zumindest
im Wesentlichen stabiler Frequenz bereitstellbar ist.
2. Straßenbaumaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungseinheit (21) wenigstens eine Universal-Umrichterschaltung
(22) aufweist, mit der aus vom Drehstromgenerator (19) mit variierender Frequenz erzeugter,
gegebenenfalls variierender Wechselspannung eine Zwischenspannung und aus dieser die
Standard-Netzspannung mit stabiler Frequenz erzeugbar ist.
3. Straßenbaumaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Standard-Netzspannung bei einer stabilen Frequenz von etwa 50 Hz oder etwa 60
Hz etwa 110 Volt oder etwa 220 bis 240 Volt oder etwa 400 Volt beträgt.
4. Straßenbaumaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinrichtung (24) wenigstens eine Klemme (26) oder eine Normsteckdose
(25) aufweist, vorzugsweise eine Schuko-Steckdose.
5. Straßenbaumaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anschlusseinrichtung (24) wenigstens eine Klemmenbatterie oder/und eine Schuko-Steckdosenbatterie
vorgesehen ist bzw. sind.
6. Straßenbaumaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungseinheit (21) direkt an den Drehstromgenerator (19) oder an
ein Absicherungssystem oder an eine abgesicherte Versorgungsleitung eines weiteren
elektrischen Verbrauchers (18) der Straßenbaumaschine (F) angeschlossen ist.
7. Straßenbaumaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenbaumaschine (F) ein Straßenfertiger ist, und dass am Straßenfertiger und/oder
einer Einbaubohle (B) des Straßenfertigers (F) verteilt mehrere Anschlusseinrichtungen
(24) angeordnet sind.
8. Straßenbaumaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlusseinrichtung (24) festverdrahtet oder trennbar wenigstens ein mit
konstanter Frequenz elektrisch betreibbares Beleuchtungssystem (27), vorzugsweise
ein Straßenfertiger- und/oder Baustellen-Beleuchtungssystem (27), angeschlossen ist.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Straßenfertiger oder Straßenfertiger-Beschicker (F) mit einem Primärantriebsaggregat
(P), das einen wenigstens einen Drehstromgenerator (19) treibenden Verbrennungsmotor
(4) umfasst, und mit wenigstens einer Anschlusseinrichtung (24) für wenigstens einen
handelsüblichen gängigen Wechselstromverbraucher (28, 29), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anschlusseinrichtung (24) und dem Drehstromgenerator (19) eine stabilisierte
Spannungsversorgungseinheit (21) mit wenigstens einer Universal-Umrichterschaltung
(22) mit einem Brückengleichrichter oder einen geregelten Netzteil enthaltenden Zwischenkreis
zum Erzeugen einer Zwischenspannung und zum Erzeugen einer Standard-Netzspannung mit
permanent stabiler Frequenz aus der Zwischenspannung zwischengeschaltet ist, mit der
unabhängig von der Drehzahl des den Drehstromgenerator (19) treibenden Verbrennungsmotors
(4) und variierender Frequenz vom Drehstromgenerator (19) erzeugter Wechselspannung
die Standard-Netzspannung an der über eine Anschlussleitung (23) an die Universal-Umrichterschaltung
(22) angeschlossenen Anschlusseinrichtung (24) bereitstellbar ist.
2. Straßenfertiger oder Straßenfertiger-Beschicker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinrichtung (24) wenigstens eine Klemme (26) oder eine Normsteckdose
(25) aufweist, vorzugsweise wenigstens eine Schuko-Steckdose.
3. Straßenfertiger oder Straßenfertiger-Beschicker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungseinheit (21) entweder direkt an den Drehstromgenerator (19)
oder an ein Absicherungssystem oder an eine abgesicherte Versorgungsleitung eines
weiteren mit Wechselspannung mit variierender Frequenz betreibbaren elektrischen Verbrauchers
, insbesondere einer elektrischen Heizeinrichtung (18), des Straßenfertigers oder
Straßenfertiger-Beschickers (F) angeschlossen ist.