EP0489969B1 - Fertiger - Google Patents

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EP0489969B1
EP0489969B1 EP90124254A EP90124254A EP0489969B1 EP 0489969 B1 EP0489969 B1 EP 0489969B1 EP 90124254 A EP90124254 A EP 90124254A EP 90124254 A EP90124254 A EP 90124254A EP 0489969 B1 EP0489969 B1 EP 0489969B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
road finisher
drives
generator
finisher according
phase
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP90124254A
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English (en)
French (fr)
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EP0489969B2 (de
EP0489969A1 (de
Inventor
Volker Dr. Ing. Beyse
Jürgen Dipl.-Ing. Angelis
Roland Dipl.-Ing. Grundl
Alfred Dr. Ing. Ulrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Joseph Voegele AG
Original Assignee
Joseph Voegele AG
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Priority to EP90124254A priority patent/EP0489969B2/de
Priority to AT90124254T priority patent/ATE109232T1/de
Priority to DE59006642T priority patent/DE59006642D1/de
Priority to DK90124254T priority patent/DK0489969T4/da
Application filed by Joseph Voegele AG filed Critical Joseph Voegele AG
Priority to JP3327534A priority patent/JPH081046B2/ja
Publication of EP0489969A1 publication Critical patent/EP0489969A1/de
Publication of EP0489969B1 publication Critical patent/EP0489969B1/de
Publication of EP0489969B2 publication Critical patent/EP0489969B2/de
Application granted granted Critical
Anticipated expiration legal-status Critical
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/48—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ

Definitions

  • the invention relates to a paver specified in the preamble of claim 1.
  • a self-driving road paver has developed an overall concept in decades of development that has become practically independent of the size and purpose of the global standard.
  • An internal combustion engine as the primary drive provides the drive energy for almost all secondary drives of the functional components designed as hydrostatic drive units.
  • the hydrostatic drive principle requires hydraulic pumps, hydraulic motors, complex gears, pipes, hoses, switching, control and pressure valves, filters, coolers and tanks for the hydraulic medium as well as complex control devices. Under the rough working conditions of the paver, wear cannot be avoided, which necessitates intensive maintenance or repairs, in which the environment is polluted by escaping hydraulic medium.
  • Hydraulic medium also escapes in the event of poor maintenance, improper operation, damage or in the event of functional assembly operations that require the hydraulic lines to be disconnected and reconnected or the hydraulic circuits to be tampered with.
  • Environmentally friendly, but expensive hydraulic media can alleviate these disadvantages; when these pavers are operated in water protection areas, on rivers, lakes and dikes, the environmental hazard is nevertheless not acceptable.
  • Another disadvantage of the known concept is that the internal combustion engine works as a primary drive only partially with optimal performance due to varying power consumption. This results in wasted fuel, additional exhaust gases, noise pollution in the environment and an unfavorable overall efficiency of energy use.
  • the high installation and maintenance costs for the hydrostatic drive systems and their accessories are labor and cost intensive.
  • the hydraulic lines some of which are large in cross-section and can be installed without kinks, require expensive construction measures on the paver and take up a lot of space.
  • adjusting devices for the auger, for a distributor base part and for a vibrating screed part are designed to be mechanically, hydraulically or electromechanically operated with relatively little power.
  • metering drives, valves, regulating flaps and the control electronics are operated electrically.
  • Powerful secondary drives of the chassis, a crusher, a mixer, the screed itself, the steering, and the like, are hydraulically driven, the hydraulic drive function being derived from a main motor unit.
  • the invention has for its object to provide a new and environmentally friendly overall concept for a paver, which enables an optimized weight distribution and an improved overall efficiency with improved use of space.
  • an environmentally friendly paver with optimized weight distribution is created thanks to the powerful but electrical secondary drives, which are supplied with power by the generator coupled to the primary drive. Maintenance and conversion work, repairs and possible damage to the electrical components and the power supply do not result in any significant environmental pollution.
  • the electrically drivable secondary drives take up less space than the hydrostatic drive systems used for the same functions.
  • the electrically drivable secondary drives can be isolated and placed specifically for optimized weight distribution. This is advantageous if at least the drive units of the travel drive are electrically operated secondary drives.
  • the installation effort for the power supply and control is low.
  • the relatively small cross-section electrical supply lines and control lines can be kinked and laid without restriction.
  • the embodiment according to claim 2 is particularly suitable for applications in which any environmental pollution caused by hydraulic medium is excluded and the noise pollution should be minimized.
  • the alternative embodiment according to claim 3 is also expedient, in which only secondary drives designed as constant drives for low-power components are hydrostatic drives, the hydraulic pumps of which are in drive connection with at least one three-phase motor connected to the generator.
  • Such constant drives are subject to almost no wear.
  • the internal combustion engine can be on its optimum performance because the constant drives draw their electrical drive energy from the generator and - if this should be necessary - are controlled electrically and / or hydraulically.
  • the alternative embodiment according to claim 4 has the advantage of main and particularly powerful electrically driven secondary drives, which would be particularly susceptible to wear and damage when hydraulically driven, while such secondary drives as constant drives are conventionally driven as hydrostatic units via a power take-off from the primary drive, which are less powerful and relative maintenance, wear and repairs are less critical.
  • the internal combustion engine is operated at its optimum performance.
  • the constant drives are not critical with regard to the environmental hazard and are also less important than the electrically driven, powerful secondary drives with regard to the weight distribution and the installation effort.
  • the embodiment according to claim 5 is expedient in order to keep the working speed of the internal combustion engine at optimum power regardless of the working speed of the three-phase generator and to be able to minimize the size of the generator.
  • the speed of the pumps of the hydrostatic units can be selected in the embodiment according to claim 6 regardless of the speed of the three-phase generator.
  • the internal combustion engine is operated at optimum performance.
  • the embodiment of claim 7 is advantageous with regard to the space requirement and the lowest possible energy transmission losses.
  • the embodiment according to claim 8 is particularly important.
  • Three-phase motors are distinguished by a long service life and freedom from maintenance, since they contain no wearing parts.
  • direct current motors with slip rings or collectors and brushes would also be conceivable.
  • the three-phase generator works with low efficiency, is light and compact. With the purely electrical overall concept of the paver, the high weight of the hydraulic medium with its storage, filter, cooling and high-pressure-resistant pipe equipment is saved. Even when using some hydrostatic drive systems for the constant drives, the space required for the hydraulic medium is noticeably less.
  • claims 10 and 11 are expedient with a view to optimal energy utilization and a long service life even during continuous operation.
  • the type of cooling system and the cooling medium used are matched to the particular conditions of use of the paver.
  • the heater is supplied by the generator.
  • the performance of the heating can be controlled sensitively.
  • control lines have a relatively small cross-section and also in confined spaces to practically every point in or on the paver, i.e. can also be laid in the screed.
  • the measure of claim 16 is advantageous because the three-phase motors and their frequency converters can each be positioned so that the space available in the paver is well used and an optimized weight distribution is achieved.
  • a driver's cab 3 is arranged on the substructure 1 and has an internal combustion engine 4, for example a diesel engine, as the primary drive P.
  • a material bunker 5 with adjustable bunker walls is arranged in the front part of the paver F, from which a material conveyor 6, for example two scraper conveyor belts or at least one conveyor screw, is arranged to one at the rear end of the tractor Z.
  • Material distribution device 7 lead, for example, to two distribution screws.
  • lateral arms 8 are articulated, which carry the screed B in which, among other things, tamper devices 10, pressing elements 11, vibration devices 13 and width adjustment devices 9 are arranged in addition to compaction units which are not shown in any more detail.
  • Each boom 8 can be raised with a rear lifting device 14 and is adjustable by means of a front leveling device 15 for leveling the screed B.
  • a drive unit 16 is provided on each side.
  • the bunker walls can be adjusted by means of adjusting devices 17.
  • At least one heating device 18, which is regulated or unregulated, is accommodated in the paver F at the point required for this.
  • Control devices 52 are provided in the driver's cab 3 for the individual secondary drives.
  • There is also a cooling system K which is either an internal or external cooling system.
  • Fig. 2 it can be seen in detail that in the substructure 1 of the tractor Z the internal combustion engine 4 is installed transversely, which is flanged together with a three-phase generator 19.
  • a three-phase generator 19 In the three-phase generator 19, necessary electronic components are provided for its regulation and operation.
  • frequency converters 24, 25, 26, 27 for secondary drives 36, 37, 39, 40 are provided at suitable points, the three-phase motors with associated gears 16a, 7a, e.g. for the travel drives 16 and the material distribution devices 7.
  • Further secondary drives, which are provided in the tractor Z and in the screed B, are not shown for the sake of clarity.
  • Fig. 2 illustrates - as I said - for example the arrangement of important secondary drives.
  • the internal combustion engine 4 drives the three-phase generator 19 via a mechanical connection 28.
  • the latter is connected via a three-phase bus 29 to secondary drives 30, 31, 32a, 32b, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 having three-phase motors M. also with a regulated or unregulated heater 42 of the heater 18.
  • a frequency converter W is assigned to each three-phase motor M.
  • a power rectifier 54 or alternatively a star-delta switchover is provided in a power control 41 for the heater 42.
  • the frequency converter W and the converter U are connected to the control units 52 in the driver's cab 3 via control lines 53.
  • the speed of each three-phase motor can be changed via the control device 52.
  • the three-phase motor 30 drives the adjusting device 17 for the bunker walls.
  • the three-phase motor 31 drives the width adjustment device 9 of the screed B.
  • the three-phase motor 32a serves as a drive for the leveling devices 15.
  • the three-phase motor 32b serves as a drive for the lifting devices 14.
  • the three-phase motor 33 serves as a drive for the tamper devices 10 of the screed B.
  • the three-phase motor 34 serves as a drive for the vibration devices 13 of the screed B.
  • the three-phase motors 35, 36 drive the drive wheels 16 of the travel drive via the gears 16a.
  • the three-phase motors 37, 38 drive the gear 6a for the material conveying devices 6.
  • the three-phase motors 39 and 40 drive the material distributing devices 7 via the gear 7a.
  • the heater 42 also draws the current required for the operation from the rail 29.
  • the paver still has other, not described Contains secondary drives for other functions, these can be supplied in the same way by the alternator 19 and controlled accordingly.
  • Mechanical devices e.g. Gearboxes which convert the rotary movement of the three-phase motors M into the functional movement required in each case are not shown.
  • FIG. 4 differs from the embodiment of FIG. 3 in that particularly important and powerful primary drives are operated electrically via the three-phase generator 19, while devices 10, 17, 11 and 13 designed as constant drives are simultaneously driven by means of smaller hydrostatic drive units , whose hydraulic pumps 46, 47, 48, 49 are mechanically driven by a three-phase motor 44 which is connected to the supply line 29 via a line 43.
  • the traction drives 16, the material conveying devices 6 and the material distributing devices 7, and the heating devices 18 with their heating 42 are operated electrically via the three-phase AC motors M.
  • a gear 50 is provided between the three-phase generator 19 and the internal combustion engine 4.
  • a power take-off 51 branches off from the transmission 50 and drives the hydraulic pumps 46-49 of the hydrostratic drive units designed as constant drives, which correspond to those of FIG. 4. over the supply line 29, the secondary drives explained in FIG. 4 are electrically driven.
  • the paver should have further secondary drives for further work functions, these can be operated depending on the function either hydrostatically or electrically as indicated in FIGS. 4 and 5.
  • the hydrostatic drive units are small and designed for low outputs. Irrespective of whether it is an internal or an external cooling system, the cooling system K can be operated with the electrical energy provided by the three-phase generator 19 in order to cool the three-phase motors sufficiently.
  • the internal combustion engine 4 runs at its optimum performance, for example at 1800 rpm.
  • the 4-pole alternator generates a 3-phase voltage system with a constant frequency of 60 Hz.
  • the voltage is first rectified and converted in an inverter into a 3-phase system with variable frequency and voltage.
  • the torque, speed and power of the connected three-phase motor change in accordance with this frequency and voltage.
  • the three-phase motor 44 drives the hydraulic pumps 46-49 at a constant speed. If necessary, a frequency converter is also assigned to this three-phase motor 44.
  • the hydrostatic drive units are controlled in a conventional manner.
  • the hydraulic pumps 46-49 are driven either at the speed of the internal combustion engine 4 or at a speed that can be selected via the power take-off 51.
  • the hydrostatic drive units are then controlled in a conventional manner.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Fertiger der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
  • Bei selbstfahrenden Straßenfertigern hat sich in jahrzehntelanger Entwicklung ein Gesamtkonzept durchgesetzt, das praktisch unabhängig von der Größe und vom Einsatzzweck weltweiter Standard geworden ist. Ein Verbrennungsmotor als Primärantrieb stellt die Antriebsenergie für nahezu alle als hydrostatische Antriebsaggregate ausgebildeten Sekundärantriebe der Funktionskomponenten bereit. Das hydrostatische Antriebsprinzip erfordert Hydraulikpumpen, Hydraulikmotoren, aufwendige Getriebe, Rohrleitungen, Schläuche, Schalt-, Steuer- und Druckventile, Filter, Kühler und Tanks für das Hydraulikmedium sowie aufwendige Steuereinrichtungen. Unter den groben Arbeitsbedingungen des Fertigers läßt sich Verschleiß nicht vermeiden, der zu intensiver Wartung oder zu Reparaturen zwingt, bei denen durch austretendes Hydraulikmedium die Umwelt verschmutzt wird. Auch bei mangelnder Wartung, bei unsachgemäßem Betrieb, bei Schäden oder bei funktionsnotwendigen Montagevorgängen, die ein Lösen und Neuanschließen von Hydraulikleitungen oder Eingriffe in Hydraulikkreisläufe erfordern, tritt Hydraulikmedium aus. Umweltfreundliche, aber teure Hydraulikmedien können diese Nachteile zwar mindern; bei Betrieb dieser Fertiger in Wasserschutzgebieten, an Flüssen, Seen und Deichen, ist die Umweltgefährdung trotzdem nicht akzeptabel. Ein weiterer Nachteil des bekannten Konzepts liegt darin, daß der Verbrennungsmotor als Primärantrieb wegen varierender Leistungsabnahme nur zum Teil mit optimaler Leistung arbeitet. Daraus resultieren vergeudeter Treibstoff, zusätzliche Abgase, eine Geräuschbelästigung der Umwelt und ein ungünstiger Gesamtwirkungsgrad der Energieausnutzung. Herstellungstechnisch ist der hohe Installations- und Wartungsaufwand für die hydrostatischen Antriebssysteme und deren Zubehör arbeits- und kostenintensiv. Die zum Teil großquerschnittigen und knickstellenfrei zu montierenden Hydraulikleitungen bedingen teure Konstruktionsmaßnahmen am Fertiger und beanspruchen viel Platz.
  • Bei einem aus FR-A-21 35 526 bekannten Fertiger sind relativ leistungsarm betreibbare Verstelleinrichtungen für die Verteilerschnecke, für ein Verteilerbodenteil und für ein Vibrationsbohlenteil mechanisch, hydraulisch oder elektromechanisch ausgebildet.
  • Bei einer aus EP-A-03 16 752 bekannten Einrichtung zur Sanierung von Straßenaufbauschichten werden Dosierantriebe, Ventile, Regelklappen sowie die Steuerelektronik elektrisch betrieben. Leistungsstarke Sekundärantriebe des Fahrwerks, eines Brechwerks, eines Mischwerks, die Einbaubohle selbst, die Lenkung, und dgl., werden hydraulisch angetrieben, wobei die hydraulische Antriebsfunktion von einer Hauptmotoreinheit abgeleitet wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und umweltfreundliches Gesamtkonzept für einen Fertiger zu schaffen, das bei verbesserter Raumnutzung eine optimierte Gewichtsverteilung und einen verbesserten Gesamtwirkungsgrad ermöglich.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 enthaltenen Merkmalen gelöst.
  • Mit diesen neuen Gesamtkonzept wird dank der leistungsstarken aber elektrischen Sekundärantriebe, die von den mit dem Primärantrieb gekoppelten Generator mit Strom versorgt werden, ein umweltfreundlicher Fertiger mit optimierter Gewichtsverteilung geschaffen. Wartungs- und Umstellarbeiten, Reparaturen und eventuelle Schäaden an den elektrischen Komponenten und der Stromversorgung führen zu keiner nennenswerten Umweltbelastung. Die elektrisch antreibbare Sekundärantriebe beanspruchen mit ihrem Zubehör weniger Platz als für die gleichen Funktionen eingesetzte hydrostatische Antriebssysteme. Ferner lassen sich die elektrisch antreibbaren Sekundärantriebe wegen der einfachen Leitungsverbindungen vereinzelt und zur optimierten Gewichtsverteilung gezielt plazieren. Dies ist vorteilhaft, wenn zumindest die Antriebsaggregate des Fahrantriebs elektrisch betreibbare Sekundärantriebe sind. Der Installationsaufwand für die Stromversorgung und Steuerung ist gering. Die relativ kleinquerschnittigen elektrischen Versorgungsstränge und Steuerleitungen lassen sich geknickt und unbeschränkt verlegen. Durch Weglassen von Hydraulikmedium als Energieträger, wegen des guten Wirkungsgrades der elektrischen Sekundärantriebe und mit der Treibstoffeinsparung aufgrund des an seinem Leistungsoptimum betreibbaren Verbrennungsmotor werden insgesamt ein verbesserter Wirkungsgrad und eine höhere Wirtschaftlichkeit des Fertigers erreicht.
  • Die Ausführungsform gemäß Anspruch 2 ist für Einsatzzwecke besonders geeignet, bei denen jegliche Umweltbelastung durch Hydraulikmedium ausgeschlossen und die Geräuschbelastung minimiert sein soll.
  • Jedoch ist auch die alternative Ausführungsform gemäß Anspruch 3 zweckmäßig, bei der nur noch als Konstantantriebe ausgebildete Sekundärantriebe für leistungsarme Komponenten hydrostatische Antriebe sind, deren Hydraulikpumpen mit wenigstens einem an den Generator angeschlossenen Drehstrommotor in Antriebsverbindung stehen. Solche Konstantantriebe unterliegen nahezu keinem Verschleiß. Der Verbrennungsmotor kann an seinem Leistungsoptimum betrieben werden, weil die Konstantantriebe ihre elektrische Antriebsenergie vom Generator beziehen und - falls dies notwendig sein sollte - elektrisch und/oder hydraulisch gesteuert werden.
  • Die alternative Ausführungsform gemäß Anspruch 4 hat den Vorteil hauptsächlicher und besonders leistungsstarker elektrisch angetriebener Sekundärantriebe, die hydraulisch angetrieben besonders verschleiß- und schadensträchtig wären, während solche Sekundärantriebe als Konstantantriebe auf herkömmliche Weise als hydrostatische Aggregate über einen Nebenantrieb vom Primärantrieb getrieben werden, die leistungsschwächer und bezüglich der Wartung, des Verschleißes und der Reparaturen unkritischer sind. Der Verbrennungsmotor wird an seinem Leistungsoptimum betrieben. Bei beiden Ausführungsformen gemäß den Ansprüchen 3 und 4 sind die Konstantantriebe bezüglich der Umweltgefährdung unkritisch und auch hinsichtlich der Gewichtsverteilung bzw. des Installationsaufwandes weniger bedeutsam als die elektrisch getriebenen, leistungsstarken Sekundärantriebe.
  • Die Ausführungsform gemäß Anspruch 5 ist zweckmäßig, um die Arbeitsdrehzahl des Verbrennungsmotors unabhängig von der Arbeitsdrehzahl des Drehstromgenerators beim Leistungsoptimum zu halten und die Baugröße des Generators minimieren zu können.
  • Die Drehzahl der Pumpen der hydrostatischen Aggregate läßt sich bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 6 unabhängig von der Drehzahl des Drehstromgenerators wählen. Der Verbrennungsmotor wird bei einem Leistungsoptimum betrieben.
  • Bezüglich des Platzbedarfs und möglichst geringer Energieübertragungsverluste ist die Ausführungsform von Anspruch 7 vorteilhaft.
  • Besonders wichtig ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 8. Drehstrommotoren zeichnen sich durch hohe Lebensdauer und Wartungsfreiheit aus, da sie keine Verschleißteile enthalten. Denkbar wären jedoch auch Gleichstrommotoren mit Schleifringen bzw. Kollektoren und Bürsten. Der Drehstromgenerator arbeitet mit günstigem Wirkungsgrad, ist leicht und baut kompakt. Bei rein elektrischem Gesamtkonzept des Fertigers wird das hohe Gewicht des Hydraulikmediums mit seinen Speicher-, Filter- , Kühl- und hochdrukfesten Leitungseinrichtungen eingespart. Selbst bei Einsatz einiger hydrostatischer Antriebssysteme für die Konstantantriebe ist der Platzbedarf für das Hydraulikmedium spürbar geringer.
  • Hohe Funktionssicherheit unter den groben Arbeitsbedingungen eines Fertigers ist bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 9 auch bei hoher zu übertragender Stromleitung gewährleistet.
  • Im Hinblick auf optimale Energieausnutzung und hohe Lebensdauer auch bei Dauerbetrieb sind die alternativen Ausführungsformen der Ansprüche 10 und 11 zweckmäßig.
  • Die Art des Kühlsystems bzw. das jeweils verwendete Kühlmedium werden auf die jeweiligen Einsatzbedingungen des Fertigers abgestimmt.
  • Eine bezüglich der Umweltgefährdung günstige Ausführungsform geht aus Anspruch 12 hervor, bei der wichtige und leistungsstarke Sekundärantriebe elektrisch angetrieben werden.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 13 wird die Heizung vom Generator versorgt. Die Leistung der Heizung ist feinfühlig steuerbar.
  • Eine kostengünstigere und umweltfreundliche Ausführungsform geht aus Anspruch 14 hervor, bei der Sekundärantriebe geringerer Leistungsaufnahme hydraulisch und nicht elektrisch vom Generator angetrieben werden.
  • Die Ausführungsform gemäß Anspruch 15 ist vorteilhaft, weil die Steuerleitungen relativ kleinquerschnittig und auch unter engen Platzverhältnissen zu praktisch jedem Punkt im oder am Fertiger, d.h. auch in die Einbaubohle, verlegbar sind.
  • Die Maßnahme von Anspruch 16 ist vorteilhaft, weil die Drehstrommotoren und deren Frequenzumrichter jeweils so positionierbar sind, daß das Platzangebot im Fertiger gut genützt und eine optimierte Gewichtsverteilung erreicht werden.
  • Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es Zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines selbstfahrenden Straßenfertigers mit Einbäubohle,
    • Fig. 2 eine Perspektivansicht eines Teils des Straßenfertigers von Fig. 1,
    • Fig. 3 ein Schaltbild eines vollelektrischen Straßenfertigers,
    • Fig. 4 ein Schaltbild einer alternativen Ausführungsform, nämlich eines teilelektrischen Straßenfertigers,
    • Fig. 5 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform eines teilelektrischen Straßenfertigers.
  • Ein Fertiger F gemäß Fig. 1, insbesondere ein selbstfahrender Straßenfertiger mit einer Zugmaschine Z und einer geschleppten Einbaubohle B, weist einen Unterbau 1 mit einem Fahrwerk 2 (Raupenfahrwerk oder Räderfahrwerk) auf. Auf dem Unterbau 1 ist ein Führerstand 3 angeordnet, bei dem sich als Primärantrieb P ein Verbrennungsmotor 4, z.B. ein Dieselmotor, befindet. Im Vorderteil des Fertigers F ist ein Gutbunker 5 mit verstellbaren Bunkerwänden angeordnet, von dem eine Materialfördereinrichtung 6, z.B. zwei Kratzförderbänder oder wenigstens eine Förderschnecke, zu einer am hinteren Ende der Zugmaschine Z angeordneten Materialverteileinrichtung 7 führen, z.B. zu zwei Verteilerschnecken.
  • Am Unterbau 1 sind seitliche Ausleger 8 angelenkt, die die Einhaubohle B tragen, in der unter anderem neben nicht näher hervorgehobenen Verdichtungsaggregaten Stampfereinrichtungen 10, Preßelemente 11, Vibrationseinrichtungen 13 und Breitenverstelleinrichtungen 9 angeordnet sind. Jeder Ausleger 8 ist mit einer hinteren Hubeinrichtung 14 anhebbar und zwecks Nivellierung der Einbaubohle B mittels einer vorderen Nivelliereinrichtung 15 verstellbar. Im Fahrantrieb 2 ist an jeder Seite ein Antriebsaggregat 16 vorgesehen. Die Bunkerwände sind mittels Verstelleinrichtungen 17 verstellbar. Wenigstens eine Heizeinrichtung 18, die geregelt oder ungeregelt ist, ist an der dafür erforderlichen Stelle im Fertiger F untergebracht. Im Führerstand 3 sind Steuereinrichtungen 52 für die einzelnen Sekundärantriebe vorgesehen. Ferner ist ein Kühlsystem K vorhanden, das entweder ein Eigen- oder Fremdkühlsystem ist.
  • Aus Fig. 2 ist im Detail erkennbar, daß im Unterbau 1 der Zugmaschine Z der Verbrennungsmotor 4 quer eingebaut ist, der mit einem Drehstromgenerator 19 zusammengeflanscht ist. Im Drehstromgenerator 19 sind für dessen Regelung und Betrieb notwendige, elektronische Komponenten vorgesehen. Im Unterbau sind an geeigneten Stellen Frequenzumrichter 24, 25, 26, 27 für Sekundärantriebe 36, 37, 39, 40 vorgesehen, die Drehstrommotoren mit zugehörigen Getrieben 16a, 7a, z.B. für die Fahrantriebe 16 und die Materialverteileinrichtungen 7 sind. Weitere Sekundärantriebe, die in der Zugmaschine Z und in der Einbaubohle B vorgesehen sind, werden der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.
  • Im Fertiger F können grundsätzlich alle vorhandenen Sekundärantriebe elektrisch vom Drehstromgenerator 19 aus betrieben werden. Fig. 2 verdeutlicht - wie gesagt - beispielsweise die Anordnung wichtiger Sekundärantriebe. Es ist aber auch denkbar, nur ausgewählte Sekundärantriebe elektrisch anzutreiben und beispielsweise als Konstantantriebe ausgelegte Sekundärantriebe als kleinere hydrostatische Antriebsaggregate auszulegen.
  • Gemäß Schaltbild der Fig. 3 sind sämtliche Sekundärantriebe elektrisch angetrieben. Der Verbrennungsmotor 4 treibt über eine mechanische Verbindung 28 den Drehstromgenerator 19. Dieser ist über eine Drehstromsammelschiene 29 mit Drehstrommotoren M aufweisenden Sekundärantrieben 30, 31, 32a, 32b, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 verbunden, und auch mit einer geregelten oder ungeregelten Heizung 42 der Heizeinrichtung 18.
  • Jedem Drehstrommotor M ist ein Frequenzumrichter W zugeordnet. In einer Leistungssteuerung 41 für die Heizung 42 ist ein Netzgleichrichter 54 oder alternativ eine Stern-Dreieck-Umschaltung vorgesehen. Die Frequenzumrichter W und auch der Umrichter U sind über Steuerleitungen 53 mit den Steuereinheiten 52 im Führerstand 3 verbunden. Über die Steuereinrichtung 52 läßt sich die Drehzahl jedes Drehstrommotors verändern.
  • Der Drehstrommotor 30 treibt die Verstelleinrichtung 17 für die Bunkerwände. Der Drehstrommotor 31 treibt die Breitenverstelleinrichtung 9 der Einhaubohle B. Der Drehstrommotor 32a dient als Antrieb für die Nivelliereinrichtungen 15. Der Drehstrommotor 32b dient als Antrieb für die Hubeinrichtungen 14. Der Drehstrommotor 33 dient als Antrieb für die Stampfereinrichtungen 10 der Einbaubohle B. Der Drehstrommotor 34 dient als Antrieb für die Vibrationseinrichtungen 13 der Einbaubohle B. Die Drehstrommotoren 35, 36 treiben über die Getriebe 16a die Antriebsräder 16 des Fahrantriebs. Die Drehstrommotoren 37, 38 treiben die Getriebe 6a für die Materialfördereinrichtungen 6. Die Drehstrommotoren 39 und 40 treiben über Getriebe 7a die Materialverteilereinrichtungen 7. Die Heizung 42 bezieht den zum ßetrieb notwendigen Strom ebenfalls aus der Schiene 29. Sofern der Fertiger noch weitere, nicht beschriebene Sekundärantriebe für weitere Funktionen enthält, können diese auf gleiche Weise vom Drehstromgenerator 19 versorgt und entsprechend gesteuert werden. Mechanische Einrichtungen, z.B. Getriebe, die die Drehbewegung der Drehstrommotoren M in die jeweils benötigte Funktionsbewegung umwandeln, sind nicht gezeigt.
  • Es wäre auch denkbar, mehr als einen Primärantrieb für mehrere Drehstromgeneratoren zu verwenden bzw. von einem Primärantrieb P aus mehrere Drehstromgeneratoren anzutreiben.
  • Die Ausführungsform der Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 3 dadurch, daß besonders wichtige und leistungsstarke Primärantriebe elektrisch über den Drehstromgenerator 19 betrieben werden, während gleichzeitig als Konstantantriebe ausgebildete Einrichtungen 10, 17, 11 und 13 mittels kleinerer hydrostatischer Antriebsaggregate angetrieben werden, deren Hydraulikpumpen 46, 47, 48, 49 mechanisch durch einen Drehstrommotor 44 getrieben werden, der über eine Leitung 43 an die Versorgungsleitung 29 angeschlossen ist. Elektrisch betrieben werden hingegen über die Drehstrommotoren M die Fahrantriebe 16, die Materialfördereinrichtungen 6 und die Materialverteileinrichtungen 7, sowie die Heizeinrichtungen 18 mit ihrer Heizung 42.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist zwischen dem Drehstromgenerator 19 und dem Verbrennungsmotor 4 ein Getriebe 50 vorgesehen. Vom Getriebe 50 zweigt ein Nebenabtrieb 51 ab, der die Hydraulikpumpen 46-49 der als Konstantantriebe ausgelegten hydrostratischen Antriebsaggregate treibt, die denen von Fig. 4 entsprechen. Über die Versorgungsleitung 29 werden die zu Fig. 4 erläuterten Sekundärantriebe elektrisch angetrieben.
  • Sofern der Fertiger noch weitere Sekundärantriebe für weitere Arbeitsfunktionen aufweisen sollte, können diese je nach Funktion entweder hydrostatisch oder elektrisch wie in den Fig. 4 und 5 angedeutet, betrieben werden. In der Regel sind die hydrostatischen Antriebsaggregate klein und für geringe Leistungen ausgebildet. Das Kühlsystem K kann unabhängig davon, ob es sich um ein Eigen-oder ein Fremdkühlsystem handelt, mit der vom Drehstromgenerator 19 bereitgestellten elektrischen Energie betrieben werden, um die Drehstrommotoren ausreichend zu kühlen.
  • Im Betrieb läuft der Verbrennungsmotor 4 bei seinem Leistungsoptimum, beispielsweise mit 1800 U/min. Der 4-polige-Drehstromgenerator erzeugt ein 3-phasiges Spannungssystem mit konstanter Frequenz von 60 Hz. In jedem Frequenzumrichter wird die Spannung zunächst gleichgerichtet und in einem Wechselrichter in ein 3-Phasensystem variabler Frequenz und Spannung umgewandelt. Entsprechend dieser Frequenz und Spannung verändern sich Drehmoment, Drehzahl und Leistung des angeschlossenen Drehstrommotors. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 treibt der Drehstrommotor 44 die Hydraulikpumpen 46-49 mit konstanter Drehzahl. Gegebenenfalls ist diesem Drehstrommotor 44 ebenfalls ein Frequenzumrichter zugeordnet. Im anderen Fall werden die hydrostatischen Antriebsaggregate auf herkömmliche Weise gesteuert. Bei der Ausführungsform der Fig. 5 werden die Hydraulikpumpen 46-49 entweder mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors 4 oder mit einer über den Nebenabtrieb 51 wählbaren Drehzahl dem Bedarf entsprechend angetrieben. Die Steuerung der hydrostatischen Antriebsaggregate erfolgt dann auf herkömmliche Art.

Claims (16)

1. Selbstfahrender Fertiger (F) mit einer Zugmaschine (2) und einer geschleppten Einbaubohle (B), der wenigstens einen als Primärantrieb (P) dienenden Verbrennungsmotor (4) und eine Vielzahl von Sekundärantrieben (30-42) für Arbeits-, Förder-, Fahr- und Hilfseinrichtungen aufweist, die individuell steuerbar sind und mit dem Primärantrieb (P) in Antriebsverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest für die Fahrantriebsaggregate (16) eines Fahrwerks (2) wenigstens ein elektrisch betreibbarer Sekundärantrieb (35, 36) vorgesehen und elektrisch an wenigstens einen mit dem Primärantrieb (8) gekoppelten Generator (19) angeschlossen ist.
2. Fertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Sekundärantriebe (30-42) elektromechanisch ausgebildet und an den Generator (19) angeschlossen sind.
3. Fertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Konstantantriebe ausgebildete Sekundärantriebe hydrostatische Antriebe mit Hydraulikpumpen (46-49) sind, die über wenigstens einen an den Generator (19) angeschlossenen Drehstrommotor (44) antreibbar sind.
4. Fertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Konstantantriebe ausgebildete Sekundärantriebe hydrostatische Antriebe mit Hydraulikpumpen (46-49) sind, die über einen Nebenabtrieb (51) mit dem den Generator (19) treibenden Primärantrieb (P) in mechanischer Arbeitsverbindung stehen.
5. Fertiger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem den Primärantrieb (P) bildenden Verbrennungsmotor (4) und dem Generator (19) ein mechanisches Getriebe (50) vorgesehen ist.
6. Fertiger nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenabtrieb (51) im Getriebe (50) zwischen dem Generator (19) und dem Verbrennungsmotor (4) vorgesehen ist.
7. Fertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (19) direkt an den den Primärantrieb (P) bildenden Verbrennungsmotor (4) angeflanscht ist.
8. Fertiger nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (19) ein Drehstromgenerator ist, und daß die angeschlossenen elektrischen Sekundärantriebe (30-42) jeweils mindestens einen Drehstrommotor (M) aufweisen, dem Frequenzumrichter (W) bzw. Umrichter (U) zugeordnet sind.
9. Fertiger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzumrichter aus umsteuerbaren Gleichrichtern mit Gleichspannungszwischenkreis und einem 3-phasigen Wechselrichter bestehen.
10. Fertiger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Drehstrommotoren (M) ein Fremd- oder Eigenkühlsystem (K) vorgesehen ist.
11. Fertiger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Fremdkühlsystem ein Luft-oder Flüssigkeitskühlsystem ist.
12. Fertiger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Sekundärantriebe (30-42) für folgende Einrichtungen vorgesehen sind: das wenigstens eine Fahrantriebsaggregat (16) eines Fahrwerks (2), wenigstens eine Materialfördereinrichtung (6) (z.B. Kratzerband oder Förderschnecke), wenigstens eine Materialverteileinrichtung (7) wie z.B. eine Verteilerschnecke, wenigstens eine geregelte oder ungeregelte Heizeinrichtung (18), wenigstens eine Vibrationseinrichtung (10), wenigstens eine Stampfereinrichtung (13), wenigstens eine Nivellierungseinrichtung (14), wenigstens eine Hebeeinrichtung (15), wenigstens eine Verstelleinrichtung (9) der Bohle (B), wenigstens eine Bunkerwandbewegungseinrichtung (17), wenigstens ein Preßelement (11), und dgl.
13. Fertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fertiger mit einer elektrischen Heizung (18) für Arbeitseinrichtungen ausgerüstet ist, und daß für die Leistungssteuerung der Heizung (18) ein Netzgleichrichter (54) oder eine stern-Dreieck-Umschaltung (55) vorgesehen ist.
14. Fertiger nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Sekundärantriebe (35-42) für folgende Einrichtungen vorgesehen sind: das wenigstens eine Fahrantriebsaggregat (16) eines Fahrwerks (2), wenigstens eine Materialfördereinrichtung (6) wie z.B. ein Kratzerband oder eine Förderschnecke, wenigstens eine Materialverteileinrichtung (7) wie z.B. eine Verteilerschnecke, wenigstens eine geregelte oder ungeregelte Heizeinrichtung (18), und daß hydrostatische Konstantantriebe für folgende Einrichtungen vorgesehen sind: Vibrations- und Stampfereinrichtungen (10, 13), Nivellierungs-, Hebe- und Verstelleinrichtungen (14, 15, 9) der Bohle (B), Bunkerwandverstelleinrichtungen (17), Preßelemente (11) wie z.B. Preßleisten und dgl..
15. Fertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Fuhrerstand (3) des Fertigers (F) Steuereinrichtungen (52) für die elektrischen Sekundärantriebe (30-42) vorgesehen sind, und daß von den Steuereinrichtungen (52) zu den Frequenzumrichtern (U) der Drehstrommotoren (M) Steuerleitungen (53) führen.
16. Fertiger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzumrichter (W) von den Drehstrommotoren (M) baulich getrennt im Unterbau (1) des Fertigers (F) angeordnet sind.
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