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Die Erfindung betrifft eine Baumaschine, insbesondere zur Bau- und/oder Dickstoffförderung.
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Typischerweise weisen Baumaschinen, insbesondere zur Bau- und/oder Dickstoffförderung, eine Hauptantriebseinrichtung auf, die eine Brennkraftmaschine umfassen kann. Dabei wird die Hauptantriebseinrichtung üblicherweise dazu verwendet, sowohl eine Hauptfunktionseinheit als auch sämtliche Hilfsfunktionseinheiten der Baumaschine zu ihrem Antrieb mit Energie zu versorgen. Vor diesem Hintergrund ist die Hauptantriebseinrichtung gewöhnlich dazu ausgelegt, an ihrem optimalen Arbeitspunkt ausreichend Arbeitsleistung für einen gleichzeitigen Antrieb der Hauptfunktionseinheit und aller Hilfsfunktionseinheiten bereitzustellen. Die Hauptantriebseinrichtung wird aber gewöhnlich auch dann betrieben, wenn ausschließlich wenigstens eine der Hilfsfunktionseinheiten bei inaktiver Hauptfunktionseinheit der Baumaschine angetrieben werden soll. Wenn ausschließlich die wenigstens eine Hilfsfunktionseinheit aktiv ist, kann die Hauptantriebseinrichtung folglich überdimensioniert sein. Damit kann einhergehen, dass die Hauptantriebseinrichtung je nach einer momentanen Kombination an aktiven und inaktiven Funktionseinheiten nicht immer an ihrem optimalen Arbeitspunkt betrieben wird. Wird die Hauptantriebseinrichtung nicht an ihrem optimalen Arbeitspunkt betrieben, so wird sie abseits ihres optimalen Wirkungsgrads und mit vergleichsweise hohem spezifischen Kraftstoffverbrauch betrieben.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baumaschine zu schaffen, die über verschiedene, insbesondere alle, ihrer Funktionen hinweg besonders effizient betreibbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Eine erfindungsgemäße Baumaschine dient insbesondere zur Bau- und/oder Dickstoffförderung. Insofern kann es sich bei der Baumaschine um eine Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinrichtung, insbesondere um eine Betonpumpeinrichtung, handeln. Die Baumaschine kann eine fahrbare Betonpumpeinrichtung, insbesondere in Form einer Anhängerbetonpumpe oder einer Autobetonpumpe, sein.
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Unter Dickstoff ist im vorliegenden Zusammenhang eine breiartige Mischung unterschiedlicher Stoffe zu verstehen. Bei Dickstoff handelt es sich beispielsweise um Mörtel, Zement, Estrich oder Beton, jeweils in einem misch- und/oder förderfähigen Zustand. Im misch- und/oder förderfähigen Zustand ist der Dickstoff noch nicht ausgehärtet. Insbesondere ist der Dickstoff ein Baustoff.
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Die erfindungsgemäße Baumaschine weist einen Hauptantriebsstrang auf. Der Hauptantriebsstrang umfasst eine Hauptantriebseinrichtung und eine Hauptfunktionseinheit. Die Hauptfunktionseinheit kann zur Umsetzung einer Hauptfunktion der Baumaschine dienen. Die Hauptantriebseinrichtung und die Hauptfunktionseinheit sind miteinander antriebsverbindbar und/oder antriebsverbunden.
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Der Begriff „antriebsverbindbar“ kann sich darauf beziehen, dass die betreffenden Komponenten dazu eingerichtet sind, miteinander antriebsverbunden zu werden, oder dass eine zwischen den antriebsverbindbaren Komponenten vorhandene Antriebsverbindung trennbar oder lösbar ist. Der Begriff „antriebsverbunden“ kann sich darauf beziehen, dass die betreffenden Komponenten leistungsübertragend, insbesondere - sofern nicht anders angegeben - direkt oder unmittelbar, miteinander gekoppelt sind.
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Die erfindungsgemäße Baumaschine hat zudem einen Hilfsantriebsstrang. Der Hilfsantriebsstrang weist wenigstens eine hydraulisch antreibbare Hilfsfunktionseinheit auf. Die wenigstens eine, insbesondere jede, Hilfsfunktionseinheit kann zur Umsetzung einer Hilfsfunktion der Baumaschine dienen.
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Die erfindungsgemäße Baumaschine weist ferner eine hydraulische Verdrängermaschine mit Motorbetrieb und mit Pumpbetrieb auf. Die hydraulische Verdrängermaschine kann also wahlweise als Hydraulikmotor oder als Hydraulikpumpe betrieben werden. In ihrem Motorbetrieb kann die hydraulische Verdrängermaschine, insbesondere kinetische, Antriebsenergie bzw. Antriebsleistung bereitstellen. In ihrem Pumpbetrieb kann die hydraulische Verdrängermaschine angetrieben werden, d.h. in ihrem Pumpbetrieb kann die hydraulische Verdrängermaschine kinetische Energie oder mechanische Antriebsleistung aufnehmen, insbesondere um Hydraulikflüssigkeit zu fördern und/oder ein über die hydraulische Verdrängermaschine in Förderrichtung ansteigendes Druckgefälle in der Hydraulikflüssigkeit zu erzeugen.
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Zudem weist die erfindungsgemäße Baumaschine eine Speichereinrichtung zum Zwischenspeichern von Energie auf, die die hydraulische Verdrängermaschine in ihrem Motorbetrieb erzeugt. Mit anderen Worten: Die hydraulische Verdrängermaschine stellt in ihrem Motorbetrieb Energie bereit, welche Energie der Speichereinrichtung zugeführt werden kann, um die Speichereinrichtung zum Zwischenspeichern der Energie aufzuladen.
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Die erfindungsgemäße Baumaschine hat außerdem eine Hydraulikleitung zum hydraulischen Antriebsverbinden der hydraulischen Verdrängermaschine und des Hauptantriebsstrangs und des Hilfsantriebsstrangs miteinander. Die Hydraulikleitung kann Teil eines Hydraulikkreislaufs der Baumaschine sein. Dabei ist die wenigstens eine Hilfsfunktionseinheit mittels der im Pumpbetrieb befindlichen hydraulischen Verdrängermaschine über die Hydraulikleitung mit zwischengespeicherter Energie aus der Speichereinrichtung versorgbar, um die wenigstens eine Hilfsfunktionseinheit unabhängig von der Hauptfunktionseinheit und/oder unabhängig von der Hauptantriebseinrichtung hydraulisch anzutreiben. In ihrem Pumpbetrieb kann die hydraulische Verdrängermaschine Energie aus der Speichereinrichtung beziehen. Insofern kann die Speichereinrichtung als Pufferspeicher fungieren.
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Dadurch, dass die wenigstens eine Hilfsfunktionseinheit mittels der hydraulischen Verdrängermaschine unabhängig von der Hauptfunktionseinheit und/oder unabhängig von der Hauptantriebseinrichtung antreibbar ist, kann vorteilhaft die Hauptantriebseinrichtung deaktiviert sein, wenn die Hilfsfunktionseinheit ausschließlich - d.h. ohne Antrieb der Hauptfunktionseinheit - angetrieben werden soll. Somit lässt sich bei der erfindungsgemäßen Baumaschine ein Betriebszustand vermeiden, bei welchem mittels der Hauptantriebseinrichtung mehr Energie erzeugt wird, als situativ im ausschließlichen Betrieb der wenigstens einen Hilfsfunktionseinheit benötigt wird. Daher ist die erfindungsgemäße Baumaschine über ihre Funktionen, d.h. die Hauptfunktion und die wenigstens eine Hilfsfunktion, hinweg besonders effizient betreibbar, insbesondere bei ausschließlichem Betrieb der Hilfsfunktionseinheit.
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In Ausgestaltung der Erfindung weist die Speichereinrichtung einen elektrischen Energiespeicher sowie eine mit der hydraulischen Verdrängermaschine antriebsverbundene elektrische Maschine auf. Die elektrische Maschine hat einen Generatorbetrieb und einen Motorbetrieb. In ihrem Generatorbetrieb kann die elektrische Maschine als elektrischer Generator betrieben werden, um elektrische Energie zu erzeugen. In ihrem Motorbetrieb kann die elektrische Maschine als Elektromotor betrieben werden, in welchem sie elektrische Energie bezieht und in kinetische Energie wandelt. Dabei ist der Energiespeicher mit der elektrischen Maschine elektrisch verbunden. Entsprechend kann die elektrische Maschine in ihrem Motorbetrieb elektrische Energie aus dem elektrischen Energiespeicher beziehen, so dass der elektrische Energiespeicher entladen wird. In ihrem Generatorbetrieb kann die elektrische Maschine dem elektrischen Energiespeicher elektrische Energie zuführen, so dass der elektrische Energiespeicher aufgeladen wird. Der elektrische Energiespeicher kann einen elektrischen Kondensator umfassen. Der elektrische Energiespeicher kann ein elektro-chemischer Energiespeicher sein, beispielsweise in Form eines elektrischen Akkumulators. Alternativ oder zusätzlich weist die Speichereinrichtung einen mechanischen, hydraulischen und/oder pneumatischen Energiespeicher auf. Der mechanische Energiespeicher kann beispielsweise eine Schwungmasse oder einen Federspeicher aufweisen. Der hydraulische und/oder pneumatische Energiespeicher kann beispielsweise einen Hydrospeicher und/oder einen Druckspeicher aufweisen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Hauptfunktionseinheit eine Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit zum Fördern von Bau- und/oder Dickstoff auf. Dabei hat die Hilfsfunktionseinheit ein Rührwerk zum Durchmengen zu fördernden Bau- und/oder Dickstoffs. Die Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit und das Rührwerk können unabhängig voneinander betrieben werden, so dass beispielsweise der Bau- und/oder Dickstoff mittels des Rührwerks ohne Förderung von Bau- und/oder Dickstoff durchmengt werden kann. Ein solcher ausschließlicher Betrieb des Rührwerks kann von Vorteil sein, wenn es eine Zeitdauer bis zur Anlieferung einer neuen Charge an Bau- und/oder Dickstoff zu überbrücken gilt. Die Baumaschine kann weitere Hilfsfunktionseinheiten aufweisen. Derartige weitere Hilfsfunktionseinheiten können ausgewählt sein aus einer Spülwasserpumpe, einer Hochdruckpumpe für eine Hochdruckreinigung, einem Luftkompressor, einer Kabeltrommel zum elektrischen Anschließen an einen Baustromverteiler sowie wenigstens einem Hydraulikzylinder für ein Absenkmagazin der Baumaschine.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Baumaschine einen ersten Betriebsmodus auf. In dem ersten Betriebsmodus befindet sich die hydraulische Verdrängermaschine in ihrem Motorbetrieb, während der Hauptantriebsstrang sowie der Hilfsantriebsstrang aktiv sind. In dem ersten Betriebsmodus kann sich die elektrische Maschine in ihrem Generatorbetrieb befinden. Die Baumaschine weist zudem einen zweiten Betriebsmodus auf. In dem zweiten Betriebsmodus ist der Hauptantriebsstrang inaktiv, während der Hilfsantriebsstrang aktiv ist. Dabei ist die Hilfsfunktionseinheit in dem zweiten Betriebsmodus mittels der im Pumpbetrieb befindlichen hydraulischen Verdrängermaschine über die Hydraulikleitung mit zwischengespeicherter Energie aus der Speichereinrichtung versorgt, um die Hilfsfunktionseinheit hydraulisch anzutreiben. Die Baumaschine kann situativ zwischen ihren Betriebsmodi umgeschaltet werden, insbesondere mittels einer automatischen Maschinensteuerung der Baumaschine.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hauptfunktionseinheit mittels der im Pumpbetrieb befindlichen hydraulischen Verdrängermaschine über die Hydraulikleitung mit zwischengespeicherter Energie aus der Speichereinrichtung versorgbar, um die Hauptfunktionseinheit, insbesondere eigenständig oder unterstützend, hydraulisch anzutreiben.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Baumaschine einen dritten Betriebsmodus auf. In dem dritten Betriebsmodus ist die Hauptantriebseinrichtung deaktiviert, während der Hilfsantriebsstrang aktiv ist. Dabei ist die Hauptfunktionseinheit mit zwischengespeicherter Energie aus der Speichereinrichtung versorgt, um die Hauptfunktionseinheit hydraulisch anzutreiben. Der dritte Betriebsmodus kann beispielsweise einen Reinigungsvorgang der Baumaschine ermöglichen, in welchem die Hilfsfunktionseinheit sowie die Hauptfunktionseinheit belastungsarm - d. h. insbesondere ohne Bau- und/oder Dickstoffförderung - bewegt werden, um ihre möglichst allseitige Benetzung mit Spülflüssigkeit zu begünstigen. Die Baumaschine hat zudem einen vierten Betriebsmodus. In dem vierten Betriebsmodus befindet sich die hydraulische Verdrängermaschine in ihrem Pumpbetrieb, während der Hauptantriebsstrang sowie der Hilfsantriebsstrang aktiv sind. Der vierte Betriebsmodus kann eine Boost-Funktion der Baumaschine ermöglichen, gemäß welcher der Hauptfunktionseinheit zusätzlich zur Hauptantriebseinrichtung wenigstens kurzzeitig Antriebsenergie mittels der im Pumpbetrieb befindlichen hydraulischen Verdrängermaschine zugeführt wird. Wie bereits angesprochen, kann die Baumaschine situativ zwischen ihren Betriebsmodi umgeschaltet werden, insbesondere mittels der Maschinensteuerung.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Baumaschine einen zusätzlichen Triebstrang mit wenigstens einer zusätzlichen Funktionseinheit auf. Dabei ist der zusätzliche Triebstrang mit der Hauptantriebseinrichtung antriebsverbunden oder antriebsverbindbar. Bei einer derartigen zusätzlichen Funktionseinheit kann es sich um einen verstellbaren Austragsarm und/oder um eine verstellbare Stützeinrichtung der Baumaschine handeln.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Hauptantriebseinrichtung und die Hauptfunktionseinheit mechanisch und/oder hydraulisch miteinander antriebsverbunden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die hydraulische Verdrängermaschine als Axialkolbenmaschine mit konstantem oder variablem Kolbenhub ausgebildet. Die hydraulische Verdrängermaschine kann alternativ als Rotationskolbenmaschine, beispielsweise in Form einer Zahnradpumpe oder einer Flügelzellenpumpe oder dergleichen, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich weist der Hauptantriebsstrang und/oder der Hilfsantriebsstrang eine Axialkolbenmaschine mit konstantem oder variablem Kolbenhub oder eine Rotationskolbenmaschine, beispielsweise in Form einer Zahnradpumpe oder als Flügelzellenpumpe oder dergleichen, auf. Dabei ist die Axialkolbenmaschine bzw. die Rotationskolbenmaschine des Hauptantriebsstrangs und/oder des Hilfsantriebsstrangs mittels der Hydraulikleitung mit der hydraulischen Verdrängermaschine hydraulisch antriebsverbunden. Die Axialkolbenmaschine bzw. die Rotationskolbenmaschine des Hauptantriebsstrangs und/oder des Hilfsantriebsstrangs ist insbesondere gesondert zur hydraulischen Verdrängermaschine ausgebildet. Weist der Hauptantriebsstrang und/oder der Hilfsantriebsstrang eine Axialkolbenmaschine mit variablem Kolbenhub auf, so kann diese Axialkolbenmaschine wenigstens in einem Zwei-Quadranten-Betrieb betrieben werden. Der Zwei-Quadranten-Betrieb ermöglicht es, die betreffende Axialkolbenmaschine wahlweise als Hydraulikmotor oder als Hydraulikpumpe zu betreiben, so dass die betreffende Axialkolbenmaschine einen Motorbetrieb und einen Pumpbetrieb aufweisen kann. Dies kann insbesondere bedeuten, dass bei gleicher Drehrichtung das Drehmoment wahlweise umkehrbar ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Speichereinrichtung zum Zwischenspeichern von Energie aus einem externen elektrischen Netzanschluss eingerichtet. Der Netzanschluss kann an einem elektrischen Baustromverteiler angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich die Baumaschine als Plug-in-Hybrid realisieren. Alternativ oder zusätzlich ist ein elektrische Maschine der Baumaschine, insbesondere die elektrische Maschine der Speichereinrichtung, mit der hydraulischen Verdrängermaschine antriebsverbunden, wobei die elektrische Maschine zum Beziehen von Energie aus dem externen Netzanschluss ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich die Baumaschine situativ in jedem ihrer Betriebszustände betreiben, selbst wenn ein momentaner Ladestand der Speichereinrichtung gering, insbesondere zu gering für einen gleichzeitigen Antrieb aller Funktionseinheiten, ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnung dargestellt ist. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- 1 zeigt grob schematisch einen Aufbau einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Baumaschine, und
- 2 zeigt in einer Tabelle exemplarisch mögliche Betriebsarten der erfindungsgemäßen Baumaschine.
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Eine erfindungsgemäße Baumaschine 1 ist beispielsweise zur Bau- und/oder Dickstoffförderung eingerichtet. Dabei weist die Baumaschine 1 einen Hauptantriebsstrang 2 auf. Der Hauptantriebsstrang 2 umfasst eine Hauptantriebseinrichtung 3. Die Hauptantriebseinrichtung 3 kann eine Brennkraftmaschine aufweisen. Zudem umfasst der Hauptantriebsstrang 2 eine Hauptfunktionseinheit 4. Dabei sind die Hauptantriebseinrichtung 3 und die Hauptfunktionseinheit 4 miteinander antriebsverbindbar oder antriebsverbunden. Die Darstellung nach 1 kann in der Art eines Schaltplans aufgefasst werden.
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Die Baumaschine 1 weist außerdem einen Hilfsantriebsstrang 5 auf. Der Hilfsantriebsstrang 5 weist wenigstens eine hydraulisch antreibbare Hilfsfunktionseinheit 6 auf. Die Baumaschine 1 umfasst ferner eine hydraulische Verdrängermaschine 7 mit Motorbetrieb und mit Pumpbetrieb. In ihrem Motorbetrieb kann die hydraulische Verdrängermaschine 7 als Hydraulikmotor betrieben werden, d.h. sie kann kinetische Energie erzeugen. In ihrem Pumpbetrieb kann die hydraulische Verdrängermaschine 7 als Hydraulikpumpe betrieben werden, d.h. sie kann Hydraulikflüssigkeit fördern, um einen hydraulischen Betriebsdruck bereitzustellen.
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Die Baumaschine 1 weist ferner eine Speichereinrichtung 8 auf, die zum Zwischenspeichern von Energie dient. Dabei ist die Speichereinrichtung 8 dazu eingerichtet, Energie zwischenzuspeichern, die die hydraulische Verdrängermaschine 7 in ihrem Motorbetrieb erzeugt. Wenn die hydraulische Verdrängermaschine 7 in ihrem Motorbetrieb betrieben wird, kann also die dabei erzeugte Energie der Speichereinrichtung 8 zugeführt werden, so dass die Energie in der Speichereinrichtung 8 im Zuge eines Aufladevorgangs zwischengespeichert wird.
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Die Baumaschine 1 weist außerdem eine Hydraulikleitung 9 auf. Die Hydraulikleitung 9 kann Bestandteil eines Hydraulikkreislaufs der Baumaschine 1 sein. Die Hydraulikleitung 9 kann Hydraulikflüssigkeit führen. Die Hydraulikleitung 9 dient zum hydraulischen Antriebsverbinden der hydraulischen Verdrängermaschine 7 und des Hauptantriebsstrangs 2 und des Hilfsantriebsstrangs 5 miteinander. Die hydraulische Verdrängermaschine 7 ist also einerseits mit dem Hauptantriebsstrang 2 antriebsverbunden oder antriebsverbindbar und andererseits mit dem Hilfsantriebsstrang 5. Dabei ist die wenigstens eine Hilfsfunktionseinheit 6 unabhängig von der Hauptfunktionseinheit 4 hydraulisch antreibbar, wenn sich die hydraulische Verdrängermaschine 7 in ihrem Pumpbetrieb befindet. In diesem Fall ist die wenigstens eine Hilfsfunktionseinheit 6 mittels der im Pumpbetrieb befindlichen hydraulischen Verdrängermaschine 7 über die Hydraulikleitung 9 mit zwischengespeicherter Energie aus der Speichereinrichtung 8 versorgbar. Alternativ oder zusätzlich ist die Hilfsfunktionseinheit 6 unabhängig von der Hauptantriebseinrichtung 3 hydraulisch antreibbar, indem die wenigstens eine Hilfsfunktionseinheit 6 mittels der im Pumpbetrieb befindlichen hydraulischen Verdrängermaschine 7 über die Hydraulikleitung 9 mit zwischengespeicherter Energie aus der Speichereinrichtung 8 versorgt ist.
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Beispielsweise umfasst die Speichereinrichtung 8 einen elektrischen Energiespeicher 10 und eine mit der hydraulischen Verdrängermaschine 7 antriebsverbundene elektrische Maschine 11. Die elektrische Maschine 11 weist einen Generatorbetrieb und einen Motorbetrieb auf. Die elektrische Maschine 11 kann also als elektrischer Generator betrieben werden, um elektrische Energie zu erzeugen. Die elektrische Maschine 11 kann ferner als Elektromotor betrieben werden, um kinetische Energie zu erzeugen. Dabei ist der elektrische Energiespeicher 10 mit der elektrischen Maschine 11 elektrisch verbunden. Auf diese Weise kann der elektrische Energiespeicher 10 mit elektrischer Energie aufgeladen werden, die die elektrische Maschine 11 in ihrem Generatorbetrieb erzeugt. In umgekehrter Weise kann der elektrische Energiespeicher 10 die elektrische Maschine 11 mit zwischengespeicherter elektrischer Energie in einem Entladevorgang versorgen, um die elektrische Maschine 11 in ihrem Motorbetrieb elektrisch anzutreiben. In dem Motorbetrieb ist die elektrische Maschine 11 mit zwischengespeicherter Energie aus der Speichereinrichtung 8 versorgt, um die hydraulische Verdrängermaschine 7 anzutreiben. Umgekehrt kann die elektrische Maschine 11 in ihrem Generatorbetrieb mittels der in ihrem Motorbetrieb befindlichen hydraulischen Verdrängermaschine 7 angetrieben werden, um die Speichereinrichtung 8 mit elektrischer Energie aufzuladen. Zum Zwischenspeichern von Energie wird der elektrische Energiespeicher 10 also beispielsweise mit elektrischer Energie aufgeladen. Der elektrische Energiespeicher 10 kann entladen werden, wenn zwischengespeicherte Energie aus der Speichereinrichtung 8 entnommen wird. Der elektrische Energiespeicher 10 kann einen elektrischen Kondensator und/oder einen elektro-chemischen Akkumulator umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Speichereinrichtung 8 einen mechanischen Energiespeicher, beispielsweise in Form eines Schwungmassenspeichers, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Speichereinrichtung 8 einen hydraulischen und/oder pneumatischen Energiespeicher, beispielsweise einen Hydrospeicher und/oder einen Druckspeicher, aufweisen.
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Die Speichereinrichtung 8 ist beispielsweise zum Zwischenspeichern von elektrischer Energie aus einem externen elektrischen Netzanschluss eingerichtet. Der externe elektrische Netzanschluss kann an einem elektrischen Baustromverteiler angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die mit der hydraulischen Verdrängermaschine 7 antriebsverbundene elektrische Maschine 11 zum Beziehen von Energie aus dem externen elektrischen Netzanschluss ausgebildet sein.
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Die Hauptfunktionseinheit 4 der Baumaschine 1 umfasst beispielsweise eine Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit 12. Die Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit 12 dient zum Fördern von Bau- und/oder Dickstoff. Die Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit 12 kann Förderzylinder mit volumenvariablen Förderräumen aufweisen. Zur, insbesondere gegenläufigen, Änderung der Volumina der Förderräume können die Förderzylinder jeweils einen verstellbaren Förderkolben aufweisen. Die Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit 12 kann zudem eine S-förmig geformte Rohrweiche, insbesondere mit einem S-Rohr, umfassen, welche einenends fluidleitend mit einem als Pumpenausgang fungierenden Druckstutzen verbunden ist. Die Rohrweiche kann in einem von oben her mit Bau- und/oder Dickstoff befüllbaren Vorratsraum zum Bevorraten von Bau- und/oder Dickstoff angeordnet sein. Dabei kann die Rohrweiche innerhalb des Vorratsraums einenends an dem Druckstutzen drehbar gelagert sein. Die volumenvariablen Förderräume können in den Vorratsraum münden. Die Rohrweiche kann im Vorratsraum derart relativ zu den Förderräumen verschwenkbar sein, dass sie abwechselnd mit einem der Förderräume fluidleitend verbindbar ist. Auf diese Weise kann durch das Gegenspiel des Verschwenkens der Rohrweiche und einer Volumenänderung der Förderräume in dem Vorratsraum befindlicher Bau- und/oder Dickstoff mittels der Förderräume abwechselnd angesaugt und über die Förderräume durch die Rohrweiche hindurch über den Druckstutzen nach außen gepumpt werden. Im Vorratsraum der Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit 12 kann ein Rührwerk 13 der Baumaschine 1 angeordnet sein. Das Rührwerk 13 ist beispielsweise Bestandteil der wenigstens einen Hilfsfunktionseinheit 6 der Baumaschine 1. Dabei dient das Rührwerk 13 zum Durchmengen zu fördernden Bau- und/oder Dickstoffs. Insofern kann das Rührwerk 13 eine Hilfsfunktion der Baumaschine 1 erfüllen, die dem Durchmengen zu fördernden Bau- und/oder Dickstoffs entspricht.
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Gemäß 1 weist die Baumaschine 1 dabei weitere Hilfsfunktionseinheiten 6 auf. Die Baumaschine 1 weist beispielsweise eine Spülwasserpumpe 17 auf, die eine weitere Hilfsfunktionseinheit 6 der Baumaschine 1 ausbildet. Die Spülwasserpumpe 17 kann dazu ausgebildet sein, Spülflüssigkeit für einen Spülvorgang, insbesondere zur Reinigung der Baumaschine 1, zu fördern. Die Spülflüssigkeit kann Wasser sein.
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Eine Hochdruckpumpe 18 bildet beispielsweise eine weitere Hilfsfunktionseinheit 6 der Baumaschine 1 aus. Die Hochdruckpumpe 18 kann zum Fördern eines Reinigungsmittels, insbesondere in Form von Wasser, zur Hochdruckreinigung der Baumaschine 1 dienen.
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Die Baumaschine 1 umfasst beispielsweise einen Luftkompressor 19, welcher eine weitere Hilfsfunktionseinheit 6 der Baumaschine 1 ausbilden kann. Der Luftkompressor 19 kann dazu dienen, Druckluft bereitzustellen, die zum Betrieb verschiedener Gerätschaften genutzt werden kann und/oder zur Versorgung des pneumatischen Energiespeichers, falls vorhanden.
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Die Baumaschine 1 gemäß 1 hat ferner eine Kabeltrommel 20, welche eine weitere Hilfsfunktionseinheit 6 der Baumaschine 1 ausbildet. Die Kabeltrommel 20 kann angetrieben sein, um ein auf der Kabeltrommel 20 gespeichertes bzw. speicherbares Kabel ab- bzw. aufzurollen. Das Kabel kann zum Anschluss der Baumaschine 1 an den Baustromverteiler dienen. Der Baustromverteiler kann an einer Baustelle vorhanden sein, auf welcher die Baumaschine 1 eingesetzt wird.
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Die Baumaschine 1 hat beispielsweise wenigstens einen Hydraulikzylinder 21, gemäß 1 zwei Hydraulikzylinder 21. Der Hydraulikzylinder 21 ist zum Verstellen eines Absenkmagazins der Baumaschine 1 ausgebildet. Dabei kann der wenigstens eine Hydraulikzylinder 21 der Baumaschine 1 eine weitere Hilfsfunktionseinheit 6 der Baumaschine 1 ausbilden.
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Die Baumaschine 1 nach der gezeigten Ausführungsform weist wenigstens vier Betriebsmodi auf, in welchen die Baumaschine 1 situativ umschaltbar betrieben werden kann. Die Betriebsmodi sind im Folgenden erläutert.
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In einem ersten Betriebsmodus der Baumaschine 1 befindet sich die hydraulische Verdrängermaschine 7 in ihrem Motorbetrieb. Somit kann die hydraulische Verdrängermaschine 7 in dem ersten Betriebsmodus die in ihrem Generatorbetrieb befindliche elektrische Maschine 11 antreiben, um den elektrischen Energiespeicher 10 der Speichereinrichtung 8 mit elektrischer Energie aufzuladen. Dabei sind in dem ersten Betriebsmodus sowohl der Hauptantriebsstrang 2 als auch der Hilfsantriebsstrang 5 aktiv.
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In einem zweiten Betriebsmodus der Baumaschine 1 ist der Hauptantriebsstrang 2 inaktiv und der Hilfsantriebsstrang 5 ist aktiv. In dem zweiten Betriebsmodus wird also die wenigstens eine Hilfsfunktionseinheit 6 betrieben, wohingegen die Hauptfunktionseinheit 4 inaktiv ist. Dabei befindet sich die hydraulische Verdrängermaschine 7 im zweiten Betriebsmodus in ihrem Pumpbetrieb. Die hydraulische Verdrängermaschine 7 fördert somit Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikleitung 9. Die Hilfsfunktionseinheit 6 ist in dem zweiten Betriebsmodus mittels der im Pumpbetrieb befindlichen hydraulischen Verdrängermaschine 7 über die Hydraulikleitung 9 mit zwischengespeicherter Energie aus der Speichereinrichtung 8 versorgt. Auf diese Weise wird die Hilfsfunktionseinheit 6 im zweiten Betriebsmodus hydraulisch angetrieben, und zwar unter Verbrauch von Energie aus der Speichereinrichtung 8. Die Baumaschine 1 kann eine Regelungseinrichtung aufweisen, die einen Ladestand der Speichereinrichtung 8 regelt. Eine solche Regelungseinrichtung kann beispielsweise einen Laderegler oder eine Druckregelung umfassen.
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Die Hauptfunktionseinheit 4 ist vorliegend mittels der im Pumpbetrieb befindlichen hydraulischen Verdrängermaschine 7 über die Hydraulikleitung 9 mit zwischengespeicherter Energie aus der Speichereinrichtung 8 versorgbar. Auf diese Weise kann die Hauptfunktionseinheit 4, insbesondere eigenständig oder unterstützend, hydraulisch angetrieben werden. Beispielsweise kann auf diese Weise ein Spülvorgang der Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit 12 realisiert werden, bei welchem die Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit 12 im Vergleich zum Förderbetrieb widerstandsarm oder belastungsarm mittels der hydraulischen Verdrängermaschine 7, insbesondere und mittels der elektrischen Maschine 11, eigenständig - d. h. bei inaktiver Hauptantriebseinrichtung 3 - angetrieben wird. Die hydraulische Verdrängermaschine 7 kann aber in ihrem Pumpbetrieb die Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit 12 auch zusätzlich zur Hauptantriebseinrichtung 3 antreiben, um eine Boost-Funktion der Baumaschine 1 zu realisieren. Gemäß dieser Boost-Funktion kann der Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit 12 wenigstens kurzzeitig mehr Antriebsenergie zugeführt werden als von der Hauptantriebseinrichtung 3 erzeugbar.
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Die Baumaschine 1 weist beispielsweise einen dritten Betriebsmodus auf. In dem dritten Betriebsmodus ist die Hauptantriebseinrichtung 3 deaktiviert. Der Hilfsantriebsstrang 5 ist in dem dritten Betriebsmodus aktiv. Dabei ist die Hauptfunktionseinheit 4 in dem dritten Betriebsmodus mit zwischengespeicherter Energie aus der Speichereinrichtung 8 versorgt, um die Hauptfunktionseinheit 4 hydraulisch anzutreiben. Auf diese Weise lässt sich der vorstehend erläuterte Spülvorgang realisieren.
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Die Baumaschine 1 weist beispielsweise einen vierten Betriebsmodus auf. In dem vierten Betriebsmodus befindet sich die hydraulische Verdrängermaschine 7 in ihrem Pumpbetrieb. Dabei sind in dem vierten Betriebsmodus der Hauptantriebsstrang 2 sowie der Hilfsantriebsstrang 5 aktiv. Dies ermöglicht die Realisierung der oben angesprochenen Boost-Funktion.
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Vorliegend hat die Baumaschine 1 ferner einen zusätzlichen Triebstrang 14. Der Triebstrang 14 umfasst wenigstens eine zusätzliche Funktionseinheit 15. Beispielsweise sind zwei derartige zusätzliche Funktionseinheiten 15 vorhanden. Zum einen weist die Baumaschine 1 einen Austragsarm 22 auf, der verstellbar sein kann. Der Austragsarm 22 kann eine der zusätzlichen Funktionseinheiten 15 ausbilden. Die Baumaschine 1 hat zum anderen beispielsweise eine Stützeinrichtung 23. Die Stützeinrichtung 23 kann dazu ausgebildet sein, die Baumaschine 1 gegenüber einem Untergrund abzustützen, insbesondere um einem Umkippen der Baumaschine 1 entgegenzuwirken. Die Stützeinrichtung 23 kann, wie in 1 ausgewiesen, eine weitere zusätzliche Funktionseinheit 15 der Baumaschine 1 ausbilden. Zudem weist die Baumaschine 1 vorliegend eine antreibbare bzw. angetriebene Achse auf, die wenigstens zwei Räder zur Übertragung von Antriebsleistung auf den Untergrund antreibt. Die Achse bzw. die davon angetriebenen Räder können eine weitere zusätzliche Funktionseinheit 15 der Baumaschine 1 ausbilden. Entsprechend ist die Baumaschine 1 vorliegend als selbstfahrende Arbeitsmaschine, insbesondere als Autobetonpumpe, ausgebildet.
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Die durch die Hilfsfunktionseinheiten 6 erfüllbaren Hilfsfunktionen der Baumaschine 1 können beispielsweise sein: eine Drehbewegung des Rührwerks 13, ein Betrieb der Hochdruck-Wasserpumpe 18, ein Betrieb des Luftkompressors 19, ein Betrieb wenigstens des Hydraulikzylinders 21 zum Verstellen des Absenkmagazins.
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Die Hauptantriebseinrichtung 3 und die Hauptfunktionseinheit 4 können mechanisch und/oder hydraulisch miteinander antriebsverbunden sein. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Hauptantriebseinrichtung 3 abschnittsweise hydraulisch und abschnittsweise mechanisch mit der Hauptfunktionseinheit 4 antriebsverbunden.
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Vorliegend ist die hydraulische Verdrängermaschine 7 als Axialkolbenmaschine 16 ausgebildet. Die Axialkolbenmaschine 16 kann einen konstanten oder einen variablen Kolbenhub aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Hauptantriebsstrang 2 und/oder der Hilfsantriebsstrang 5 eine Axialkolbenmaschine 16 mit konstantem oder variablem Kolbenhub aufweisen. Dabei kann die Axialkolbenmaschine 16 des Hauptantriebsstrangs 2 und/oder des Hilfsantriebsstrangs 5 mittels der Hydraulikleitung 9 mit der hydraulischen Verdrängermaschine 7 hydraulisch antriebsverbunden sein.
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Anstelle der Axialkolbenmaschine 16 kann bei anderen Ausführungsformen der Baumaschine 1 für die Verdrängermaschine 7 eine Rotationskolbenmaschine, beispielsweise in Form einer Zahnradpumpe oder einer Flügelzellenpumpe oder dergleichen, vorgesehen sein. Bei diesen oder bei weiteren Ausführungsformen kann anstelle der Axialkolbenmaschine 16 des Hauptantriebsstrangs 2 und/oder des Hilfsantriebsstrangs 5 eine Rotationskolbenmaschine, beispielsweise in Form einer Zahnradpumpe oder einer Flügelzellenpumpe oder dergleichen, vorgesehen sein. Die Axialkolbenmaschine 16 bzw. die Rotationskolbenmaschine des Hauptantriebsstrangs 2 und/oder des Hilfsantriebsstrangs 5 kann separat von der Verdrängermaschine 7 ausgebildet sein.
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Die Baumaschine 1 gemäß der Erfindung kann gemäß den in 2 tabellarisch zusammengestellten Betriebsarten betrieben werden. Demnach kann die Baumaschine 1, insbesondere mittels ihrer Maschinensteuerung, so gesteuert werden, dass die Speichereinrichtung 8 geladen wird, während die Hauptantriebseinrichtung 3 aktiv ist. Anschließend kann ein vorbestimmter Ladezustand der Speichereinrichtung 8 gehalten werden.
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Die Maschinensteuerung der Baumaschine 1 kann einen Zustand erkennen, in welchem die Hauptantriebseinrichtung 3 aktiv ist, obwohl die Hauptfunktionseinheit 4 inaktiv ist. Wird dieser Zustand erkannt, so kann die Maschinensteuerung ein Signal an die Hauptantriebseinrichtung 3 geben, um die Hauptantriebseinrichtung 3 zu inaktivieren. Falls sich Bau- und/oder Dickstoff in dem Vorratsraum der Bau- und/oder Dickstoff-Pumpeinheit 12 der Hauptfunktionseinheit 4 befindet, kann das Rührwerk 13 als Hilfsfunktionseinheit 6 durch die hydraulische Verdrängermaschine 7 und die elektrische Maschine 11 angetrieben werden, solange die Hauptantriebseinrichtung 3 ausgeschaltet ist.
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Wird eine andere Hilfsfunktionseinheit 6 aktiviert, während die Hauptantriebseinrichtung 3 inaktiv ist, so kann die weitere Hilfsfunktionseinheit 6 ebenfalls über die hydraulische Verdrängermaschine 7 sowie die elektrische Maschine 11 angetrieben werden.
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Sobald die Hauptfunktionseinheit 4 reaktiviert wird, kann die Maschinensteuerung ein Signal an die Hauptantriebseinrichtung 3 geben, um die Hauptantriebseinrichtung 3 zu reaktivieren. Das Signal zur Reaktivierung der Hauptantriebseinrichtung 3 kann beispielsweise auch dann gegeben werden, wenn die Speichereinrichtung 8 einen vorbestimmten Ladezustand unterschreitet.