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DE202020002797U1 - Einrichtung für eine elektrisch betriebene, selbstfahrend und lenkbare Arbeitsmaschine, insbesondere eine Kehrmaschine, zur Pflege von befahrbaren, festen Bodenflächen - Google Patents

Einrichtung für eine elektrisch betriebene, selbstfahrend und lenkbare Arbeitsmaschine, insbesondere eine Kehrmaschine, zur Pflege von befahrbaren, festen Bodenflächen Download PDF

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DE202020002797U1
DE202020002797U1 DE202020002797.9U DE202020002797U DE202020002797U1 DE 202020002797 U1 DE202020002797 U1 DE 202020002797U1 DE 202020002797 U DE202020002797 U DE 202020002797U DE 202020002797 U1 DE202020002797 U1 DE 202020002797U1
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electrical
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Bucher Municipal AG
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Abstract

Einrichtung für eine elektrisch betriebene, selbstfahrend und lenkbare Arbeitsmaschine, vornehmlich eine Kehrmaschine, zur Pflege von befahrbaren, festen Bodenflächen wie Fahrbahnen, Strassen, Geh- und Radwege, Plätze oder dgl., bestehend aus einem wenigstens eine mit angetriebenen Rädern versehene Fahrachse aufweisenden Fahrgestell und wenigstens einem auf diesem aufgebauten steuerbaren Arbeitsgerät, das mit einer elektrische Antriebsenergie über elektrische Schaltapparate (5) abgebenden Hochvoltbatterie (2) ein Antriebsaggregat (1) bildend verbunden und in einem Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochvoltbatterie (2) und den mit dieser elektrisch verbundenen Schaltapparaten (5) innerhalb des Gehäuses (6), ein separater Batterieraum (8) und ein Apparateraum (9) zugeordnet ist, welche Räume (8, 9) durch eine eine Durchtrittsöffnung (11, 12) für die die Hochvoltbatterie (2) mit den Schaltapparaten (5) verbindende/n Verbindungsleitung/en (13, 14) aufweisende Wand (10) getrennt sind, in welche Verbindungsleitung/en (13, 14) wenigstens ein durch eine Öffnung in der Gehäusewand ragender, am Gehäuse (6) befestigter Trennschalter (4) vorgesehen ist, an den Leitungsabschnitte (21 bis 24) der mit der Hochvoltbatterie (2) einerseits und den elektrischen Schaltapparaten (5) andererseits verbundenen Verbindungsleitung/en (13, 14) angeschlossen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für eine elektrisch betriebene, selbstfahrend und lenkbare Arbeitsmaschine, vornehmlich eine Kehrmaschine, zur Pflege von befahrbaren, festen Bodenflächen wie Fahrbahnen, Strassen, Geh- und Radwege, Plätze oder dgl., bestehend aus einem wenigstens eine mit angetriebenen Rädern versehene Fahrachse aufweisenden Fahrgestell und wenigstens einem auf diesem aufgebauten steuerbaren Arbeitsgerät, das mit einer elektrische Antriebsenergie über elektrische Schaltapparate abgebenden Hochvoltbatterie ein Antriebsaggregat bildend verbunden und in einem Gehäuse angeordnet ist.
  • Die vorveröffentlichte WO 2009/153315 beschreibt eine Reinigungsmaschine mit zwei Fronträdern und zwei Hinterrädern, die ein Fahrgestell tragen; das Fahrgestell weist einen zentralen Längsträger auf und die Reinigungsmaschine besitzt eine erste elektrische Zelle zum Antrieb der Reinigungsmaschine, wobei die erste elektrische Zelle zwischen einem der Vorderräder und einem der Hinterräder sowie seitlich des zentralen Längsträgers angeordnet ist.
  • Weiterhin ist eine als Arbeitsmaschine bezeichnete Kehrmaschine „City Cat 2020 EV“ der Bucher Municipal AG bekannt, die mit einer Hochvoltbatterie sowie elektrischen Bauelementen als zentrales Antriebsaggregat für die Fortbewegung der Maschine, das Saugen und die Hydraulikanlage sowie die Beleuchtung ausgestattet ist.
  • Obschon eine Hochvoltbatterie und die elektrischen Apparate eines Antriebsaggregats gegenüber einer Brennkraftmaschine kaum bewegliche Teile aufweisen, bleiben sie von Verschleiss und Beschädigungen betroffener Einzelteile nicht verschont.
  • Besonders die Hochvoltschütze gelten aufgrund des häufigen Ein- und Ausschaltens als verschleissempfindlich und sind deshalb von Zeit zu Zeit zu ersetzen.
    Durch mechanische und/oder thermische Überbeanspruchung sowie Vibrationen sind auch andere Teile des Antriebsaggregats hohen Anforderungen ausgesetzt und verschleissanfällig.
  • Es kann bei der Behebung von Mängeln oder dem Austausch von beschädigten Teilen in einem gemeinsamen Raum der Hochvoltbatterie und der elektrischen Apparate wie Schalt- und Steuerelemente bzw. Teilen davon, Sicherungen, Widerständen etc. bzw. bei anspruchsvollen Reparatur- und/oder Unterhaltsarbeiten in unmittelbarer Umgebung der Hochvoltbatterie, insbesondere bei Berührungskontakten mit den eine Hochvoltspannung führenden Teilen des Antriebsaggregats zu elektrischen Schlägen, Kurzschlüssen oder Lichtbögen, verbunden mit einem hohen Verletzungsrisiko und Lebensgefahr kommen.
  • Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art, ein elektrisches Antriebsaggregat zur Übertragung gespeicherter elektrischer Hochvoltspannung zu schaffen, das bei vornehmlich manuellen Reparatur-, Austausch- und/oder Kontrollarbeiten leicht und ohne Unfallrisiken durch den elektrischen Strom zugänglich ist.
  • Erfindungsgemäss ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Hochvoltbatterie und den mit dieser elektrisch verbundenen Schaltapparaten, innerhalb des Gehäuses, ein separater Batterieraum und ein Apparateraum zugeordnet ist, welche Räume durch eine eine Durchtrittsöffnung für die die Hochvoltbatterie mit den Schaltapparaten verbindende/n Leitung/en aufweisende Wand getrennt sind, in welche Verbindungsleitung/en wenigstens ein durch eine Öffnung in der Gehäusewand ragender, am Gehäuse befestigter Trennschalter vorgesehen ist, an den Endabschnitte der mit der Hochvoltbatterie einerseits und den elektrischen Apparaten andererseits verbundenen Verbindungsleitung/en angeschlossen sind.
  • Es erweist sich als einfache Anwendung und optimiert die Arbeitssicherheit, wenn der Trennschalter ausserhalb des Gehäuses angeordnet und von dort vorzugsweise handbetätigt oder auch vom Führerstand des Arbeitsgerätes aus über eine elektrisch leitungsverbundene Schaltvorrichtung bedienbar ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn einer mit dem Plus-Pol der Hochvoltbatterie und der Plus-Pol -Anschlussklemme der angeschlossenen elektrischen Schaltapparate, oder einer mit dem Minus-Pol der Hochvoltbatterie und der Minus-Pol-Anschlussklemme der angeschlossenen elektrischen Schaltapparate zugehörigen Verbindungsleitung ein Trennschalter zugeordnet ist, sodass bei Unterhalts- und/oder Reparaturarbeiten die Arbeits- und Betriebssicherheit gewährleistet ist.
  • Alternativ und zweckmässigerweise kann dem Plus-Pol und/oder dem Minus-Pol der Hochvoltbatterie sowie den zugehörigen Anschlussklemmen der elektrischen Schaltapparate jeweils ein Trennschalter in der Verbindungsleitung zugeordnet sein, der die erforderliche Arbeitsübersicht und -sicherheit im Umgang mit dem Antriebsaggregats ergibt.
  • Als einfache Ausführung eines Trennschalters erweist es sich, wenn sie durch manuell betätigte, Leitungsabschnitte verbindende Steckkontaktschalter ausgebildet sind.
  • Vorzugsweise sind die Trennschalter durch Leitungsabschnitte verbindende oder trennende, vorzugsweise von Hand betätigbare Steckkontaktschalter ausgebildet, die im ausgeschalteten Zustand den menschlichen Kontakt mit stromführenden Teilen der Hochvoltbatterie verhindern.
  • Für eine einfache Zugänglichkeit und zum Schutz des Bedienungspersonals gegenüber den Trennschaltern sind diese vorteilhaft an der Aussenseite eines Raumes an dem Gehäuse befestigt.
  • Zur Erleichterung der Arbeiten an dem Antriebsaggregat sind die Trennschalter durch leitungsverbindende Steckkontakte ausgebildet.
  • Zur Sicherheit für das Betriebs- und Unterhaltspersonals ist das Gehäuse mit einem Verschlussdeckel eingerichtet, an dem ein zum Gehäuseverschluss in einen Steckkontakt des Trennschalters aufsteckbarer Einsteckkontakt befestigt ist.
  • Alternativ kann an dem Verschlussdeckel ein zum Gehäuseverschluss in einen Steckkontakt des Trennschalters aufsteckbarer Einsteckkontakt befestigt sein.
  • Zweckmässig ist der Einsteckkontakt resp. der Steckkontakt jeweils gegenüberliegend von dem ersteren an dem Gehäuse befestigt, sodass bei der Nutzung des Trennschalters eine einfache Bedienung zur elektrischen Verbindung oder Unterbrechung entsteht.
  • Im Sinn eines einfachen Zugangs zur Einrichtung kann der Verschlussdeckel des Gehäuses scharnierend oder verschraubt an der Gehäuseöffnung befestigt sein.
  • Das Gehäuse des Antriebsaggregats kann auch aus zwei Gehäuseteilen gebildet sein, indem der Batterieraum ein nach oben offenes, mittels Deckelplatte verschliessbares Batteriegehäuse aufweist, das die Trennwand zum Apparateraum hin bildet, und dass der Apparateraum durch ein an die Trennwand des Batteriegehäuses anschliessendes offenes Teilgehäuse ausgebildet ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf den zitierten bzw. den zitierenden Stand der Technik und die Zeichnung, auf die bezüglich aller in der Beschreibung nicht näher erwähnten Einzelheiten verwiesen wird, anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • 1 eine räumliche Darstellung eines in einem Gehäuse unterGebrachten Antriebsaggregates als Einheit für eine elektrisch betriebene, selbstfahrende und lenkbare Arbeitsmaschine,
    • 2 das Antriebsaggregat gemäss 1 in entlang einer Bruchlinie geöffneter Teilansicht mit erkennbaren Batterieelementen,
    • 3 ein Schaltschema der sich in einem von der Hochvoltbatterie im Gehäuse getrennten Raum befindenden elektrischen Schaltapparate ,
    • 4 eine Ansicht des Innenraums der für die von der Hochvoltbattertie getrennten elektrischen Schaltapparate,
    • 5 eine schematische Schnittdarstellung eines Trennschalters in der Verbindungsleitung zwischen der Hochvoltbatterie und der Anordnung der elektrischen Schaltapparate.
  • 1 zeigt ein elektrisches Antriebsaggregat 1 als Einheit zum Betreiben einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine, beispielsweise eine lenkbare Kehrmaschine mit Fahrantrieb, Saugeinrichtung zur Kehrichtaufnahme, Hydraulikantrieb und Wasserpumpe etc.
  • Eine Kehrmaschine (nicht dargestellt), beispielsweise nach der CH 715 503 B1 , zur Pflege bzw. Räumung von befahrbaren, festen Bodenflächen wie Fahrbahnen, Strassen, Geh- und Radwegen, Plätzen etc., besteht aus einem wenigstens eine mit angetriebenen Rädern versehene Fahrachse aufweisenden Fahrgestell und wenigstens einem auf diesem aufgebauten, steuerbaren Arbeitsgerät.
  • Zu diesem Zweck besteht das Antriebsaggregat 1 aus einer mehrere Batterieelemente 3 aufweisenden Hochvoltbatterie 2 (siehe 2) und einer mittels betätigbarem Trennschalter 4 in einer Verbindungsleitung 13, 14 zuschalt- oder trennbaren Schaltapparaten 5 -gemäss Schema in 3-.
  • Für das Antriebsaggregat 1 steht ein Gehäuse 6 zur Verfügung, das durch eine Befestigungsvorrichtung 7 an einem Fahrgestell der Arbeitsmaschine angebaut ist und einen Batterieraum 8 sowie einen Apparateraum 9 aufweist, zwischen denen eine Trennwand 10 (4) angeordnet ist.
  • Das Gehäuse 6 des Antriebsaggregats 2 kann auch aus zwei Teilgehäusen gebildet sein, indem der Batterieraum 8 durch ein oben offenes, durch eine Deckelplatte 20 verschliessbares Batteriegehäuse gebildet ist, das die Trennwand 10 zum Apparateraum 9 hin aufweist, und der Apparateraum 9 durch ein an die Trennwandseite des Batteriegehäuses offenes Teilgehäuse ausgebildet ist.
  • Die Trennwand 10 ist gemäss 4 mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung 11, 12 zur Durchführung der elektrischen Verbindungsleitung 13, 14 zur Verbindung der Hochvoltbatterie 1 im Batterieraum 15 mit den Schaltapparaten 5 im Apparateraum 16 versehen.
    In den Verbindungsleitungen 13, 14, bei Verwendung von zwei Trennschaltern 4, ist jeweils ein Plus-Pol der Hochvoltbatterie 2 und der Plus-Pol-Anschlussklemme 17 der elektrischen Schaltapparate 5 bzw. ein Minus-Pol der Hochvoltbatterie 2 und der Minus-Pol-Anschlussklemme 18 der elektrischen Schaltapparate 5 ein Trennschalter 4 zugeordnet.
    Die Trennschalter 4 können an der Aussenseite der dem Batterieraum 8 oder dem Apparateraum 9 zugeordneten Wandbereich des Gehäuses 6 befestigt und von aussen schaltbar zugänglich sein.
  • Die 1, 2 und 4 zeigen eine mögliche Befestigung der Trennschalter 4 an der Aussenseite des Apparateraumes 9.
  • Selbstverständlich könnte auch nur ein Trennschalter 4 der Plus-Pol-Verbindung zwischen der Hochvoltbatterie 2 und der Plus-Pol-Anschlussklemme 17 der Schaltapparate 5 oder der Minus-Pol-Verbindung zwischen Hochvoltbatterie 2 und der Minus-Pol-Anschlussklemme 18 der Schaltapparate 5 verwendet werden.
  • 3 veranschaulicht in Sinnbildern für elektrische Schaltpläne den Inhalt des vom Batterieraum 8 getrennten Apparateraumes 9, sowie die in gestrichelter Doppellinie ersichtliche Trennwand 10 zwischen den Räumen 8 und 9 des Gehäuses 6.
  • Bei den sich im Apparateraum 9 befindenden Schaltapparaten 5 handelt es sich um solche, die der elektrischen Energieversorgung, der Steuerung, der allgemeinen Sicherheit und Überwachung der Arbeitsmaschine und -geräte dienen.
  • Weiterhin sind an der Aussenseite des Apparateraumes 9 drei Schnittstellen 19 vorgesehen, die über die Trennschalter 4 mit der Hochvoltbatterie verbunden sind und für die Energieversorgung verschiedener, beispielsweise tragbarer Arbeitsgeräte aufkommen.
  • Der Batterieraum 8 ist durch eine abnehmbare Deckelplatte 20 an der oberen Zugangsöffnung beispielsweise durch Schrauben verschliessbar.
  • 3 stellt bei Verwendung von zwei Trennschaltern 4, deren Befestigung nebeneinander mittels Schrauben an der eine obere Wand des im Gehäuse 6 gebildeten Apparateraumes 9 vorgesehen ist, unmittelbar neben der die Räume 8, 9 trennenden Trennwand 10, die für jeden Trennschalter 4 eine Durchtrittsöffnung 11, 12 der von der Hochvoltbatterie 2 zu den Schaltapparaten 5 geführten Verbindungsleitungen 13, 14 dar.
  • Zu erkennen sind Leitungs- bzw. Endabschnitte 21, 22, 23, 24 der Verbindungsleitungen 13, 14, von denen 21 und 23 den Plus- und Minus-Polen der Hochvoltbatterie 2 und 22, 24 den Schaltapparaten 5 zugeordnet und mit ihnen verbunden sind.
    Die Trennschalter 4 weisen getrennte Anschlusskontakte 25, 26 auf, mit denen die Leitungsabschnitte 21, 23 bzw. 22, 24 der Verbindungsleitungen 13 bzw. 14 verbunden sind.
  • In 5 ist in einfacher Darstellung die Ausführung eines Trennschalters 4 bei unterbrochener Stromführung einer Verbindungsleitung 13 bzw. 14 zwischen Hochvoltbatterie 2 und den Schaltapparaten 5 abgebildet. Ein Befestigungssockel 27 des Trennschalters 4 weist an der Gehäuseinnenseite des Apparateraumes 9 die Anschlusskontakte 25, 26 zum Anschluss der Leitungsabschnitte (Endabschnitte) 21, 23 der Hochvoltbatterie 2 bzw. 22, 24 der Schaltapparate 5 auf.
  • Die Anschlusskontakte 25, 26 sind mit seitlich beabstandeten Einsteckkontakten 28, 29 verbunden, die an der oberen Sockelseite hochstehend befestigt sind. Die hochstehenden Einsteckkontakte 28, 29 sind von einer senkrechten Führungsvorrichtung 30 umgeben, entlang welcher ein mit Steckkontakten 31 versehener Verschlusskopf oder Verschlusskappe 32 einerseits zur elektrischen Verbindung der Hochvoltbatterie 2 mit den Schaltapparaten 5 und andererseits zum Betriebsschutz bis zu einem Anschlag aufgeschoben/aufgesetzt wird.
  • Der strichpunktiert dargestellte Verschlusskopf oder die Verschlusskappe oder Abdeckung 32 über der Führungsvorrichtung 30 zeigt die Funktion des Trennschalters 4 in dem stromführenden Betriebszustand des Antriebsaggregats 1, wo sich die Steckkontakte 31 in den Einsteckkontakten 28, 29 eingesetzt/eingesteckt befinden.
  • Für den Unterbruch des Stromflusses zwischen Hochvoltbatterie 2 und den Schaltapparaten 5 wird der Verschlusskopf 32 von der Führungsvorrichtung 30 abgenommen, wozu ein Handgriff 33 oder dgl. auf dem Verschlusskopf 32 befestigt ist, der die Betriebssicherheit gewährleistet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2009/153315 [0002]
    • CH 715503 B1 [0023]

Claims (11)

  1. Einrichtung für eine elektrisch betriebene, selbstfahrend und lenkbare Arbeitsmaschine, vornehmlich eine Kehrmaschine, zur Pflege von befahrbaren, festen Bodenflächen wie Fahrbahnen, Strassen, Geh- und Radwege, Plätze oder dgl., bestehend aus einem wenigstens eine mit angetriebenen Rädern versehene Fahrachse aufweisenden Fahrgestell und wenigstens einem auf diesem aufgebauten steuerbaren Arbeitsgerät, das mit einer elektrische Antriebsenergie über elektrische Schaltapparate (5) abgebenden Hochvoltbatterie (2) ein Antriebsaggregat (1) bildend verbunden und in einem Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochvoltbatterie (2) und den mit dieser elektrisch verbundenen Schaltapparaten (5) innerhalb des Gehäuses (6), ein separater Batterieraum (8) und ein Apparateraum (9) zugeordnet ist, welche Räume (8, 9) durch eine eine Durchtrittsöffnung (11, 12) für die die Hochvoltbatterie (2) mit den Schaltapparaten (5) verbindende/n Verbindungsleitung/en (13, 14) aufweisende Wand (10) getrennt sind, in welche Verbindungsleitung/en (13, 14) wenigstens ein durch eine Öffnung in der Gehäusewand ragender, am Gehäuse (6) befestigter Trennschalter (4) vorgesehen ist, an den Leitungsabschnitte (21 bis 24) der mit der Hochvoltbatterie (2) einerseits und den elektrischen Schaltapparaten (5) andererseits verbundenen Verbindungsleitung/en (13, 14) angeschlossen sind.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschalter (4) ausserhalb des Gehäuses (6) betätigbar ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Plus-Pol der Hochvoltbatterie (2) und der Plus-Pol-Anschlussklemme der elektrischen Schaltapparate (5) oder ein mit dem Minus-Pol der Hochvoltbatterie (2) und der Minus-Pol Anschlussklemme der elektrischen Schaltapparate (5) zugeordneten Verbindungsleitung (13, 14) ein Trennschalter (4) zugeordnet ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Plus-Pol und dem Minus-Pol der Hochvoltbatterie (2) sowie den zugehörigen Anschlussklemmen (17, 18) der elektrischen Schaltapparate (5) jeweils ein Trennschalter (4) in der Verbindungsleitung (13, 14) zugeordnet ist.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschalter (4) durch Leitungsabschnitte (21 bis 24) verbindende oder trennende, vorzugsweise manuell betätigbare Steckkontaktschalter (33) ausgebildet sind.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Trennschalter (4) an der Aussen- oder Innenwand eines Raumes (8, 9) an dem Gehäuse (6) befestigt sind.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Trennschalter (4) durch leitungsverbindende Steckkontakte (31) ausgebildet ist/sind.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem das Gehäuse verschliessenden Deckplatte (20), dadurch gekennzeichnet, dass an die Deckplatte (20) ein zum Gehäuseverschluss in einen Einsteckkontakt (29) des Trennschalters (4) einsteckbarer Steckkontakt (31) befestigt ist.
  9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer das Gehäuse (6) verschliessenden Deckplatte, dadurch gekennzeichnet, dass an der Deckplatte (20) ein zum Gehäuseverschluss in einen Steckkontakt (31) des Trennschalters (4) aufsteckbarer Einsteckkontakt (28) befestigt ist.
  10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsteckkontakt (28) resp. Steckkontakt (31) jeweils gegenüberliegend von dem anderen an dem Gehäuse (6) befestigt ist.
  11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelplatte (20) scharnierend oder verschraubt an der Gehäuseöffnung befestigt ist.
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